Giáo trình Công nghệ mạng (Ngành: Quản trị mạng máy tính - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

Giáo trình Công nghệ mạng (Ngành: Quản trị mạng máy tính - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp tài liệu, gi...

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH

MÔ HỌC: CÔNG NGHỆ MẠNG NGÀNH, NGHỀ: QUẢN TRỊ MẠNG MÁY TÍNH

TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2019

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh

doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI NÓI ĐẦU

Cả thế giới đang trên đà phát triển mạnh mẽ trên mọi phương diện, đặc biệt là công nghệ thông tin và truyền thông Nó len lỏi vào từng ngóc ngách trong mọi lĩnh vực kinh tế, chính trị và xã hội Song song với sự phát triển vượt bậc đó, hệ thống mạng cũng luôn được nâng cấp và cải tiến không ngừng, và một trong những bước tiến quan trọng chính là việc triển khai, đưa vào sử dụng hệ thống mạng máy tính không dây (WLAN) cho các cá nhân và cả doanh nghiệp một cách rộng rãi và phổ biến Mạng không dây mang lại cho người dùng sự tiện lợi bởi tính cơ động, không phụ thuộc vào dây nối mạng mà vẫn có thể truy cập mạng tại bất cứ vị trí nào chỉ cần có điểm truy nhập Tuy nhiên, trong mạng không dây lại tồn tại những nguy cơ rất lớn từ bảo mật, những lỗ hổng có thể cho phép kẻ tấn công xâm nhập vào hệ thống để lấy cắp thông tin hay thực hiện hành vi phá hoại Vì thế vấn đề bảo mật một hệ thống mạng WLAN, hệ thống thông tin luôn là đề tài nóng bỏng, luôn cần phải được đặt lên hàng đầu; bởi lẽ chỉ cần một sự rò rỉ nhỏ cũng dẫn tới một nguy cơ cực kỳ lớn, tổn thất không thể lường trước được

Nội dung:

Bài 1: Tổng quan công nghệ mạng không dây

Bài 2: Thiết kế, xây dựng mạng không dây AD-HOC và Infrastructure Bài 3: Sử dụng phần mềm phát wifi

Đồng Tháp, ngày tháng năm 20

Chủ biên:

Nguyễn Văn Phương

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

BÀI 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY 5

1 Dẫn nhập 6

2 Phân loại mạng vô tuyến: 7

3 Sự phát triển của mạng thông tin di động tế bào 8

4 Giới thiệu về Wireless (WLan): 10

4.1 Wireless LAN là gì? 10

4.2 Lịch sử ra đời: 11

4.4 Ưu điểm của WLAN: 12

4.5 Nhược điểm của WLAN: 12

5 Các thiết bị hạ tầng mạng không dây (WLAN): 12

5.1 Điểm truy cập: 13

5.2 Các thiết bị máy khách trong WLAN: 15

5.3 Anten: 16

BÀI TẬP THỰC HÀNH 19

BÀI 2 THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC VÀ INFRASTRUCTURE 20

1 Chứng thực WEP & WPA: 20

1.1 Chứng thực WEB: 20

1.2 Chứng thực WPA, WPA2, WPA3: 20

1.2.1 WPA - Wi-fi Protected Access: 20

1.2.2 WPA2 – Wi-fi Protected Access 2: 22

2 Mạng AD-HOC: 23

2.1 Khái niệm mạng Ad-Hoc: 23

2.2 Đặc điểm của mạng Ad-Hoc: 25

2.3 Kết nối các máy tính theo mô hình AD-HOC: 25

3 Triển khai hệ thống mạng không dây Infrastructure: 29

3.1 Mô hình mạng: 29

3.2 Chuẩn bị thiết bị: 29

3.3 Cấu hình hệ thống trên thiết bị MyDlink: 30

3.4 Cấu hình hệ thống trên thiết bị TP-Link: 35

3.5 Cấu hình hệ thống trên thiết bị Vigor 2910 Series: 38

3.6 Cấu hình hệ thống trên thiết bị Dlink: 44

1 Phần mềm Connectify: 53

1.1 Cài đặt: 53

1.2 Cấu hình kết nối Wifi: 54

2 Phần mềm MyPublicWiFi: 56

2.1 Cài đặt: 56

2.2 Cấu hình kết nối Wifi: 58

BÀI TẬP THỰC HÀNH 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

Tên môn học: CÔNG NGHỆ MẠNG

Mã môn học: MH24

Thời gian thực hiện môn học: 40 giờ; (Lý thuyết: 20 giờ; Thực hành, thí

nghiệm, thảo luận, bài tập: 18 giờ; Kiểm tra 02 giờ)

 Hiểu được các đặc điểm công nghệ mạng được giới thiệu

 Hiểu được các ứng dụng của công nghệ mạng

- Về kỹ năng:

 Có khả năng cập nhật được công nghệ mạng mới, tiên tiến phục vụ công việc

 Có khả năng triển khai, ứng dụng công nghệ mới được giới thiệu trong thực tiễn

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

 Hình thành ý thức kỹ luật tốt, có trách nhiệm và sáng tạo trong công việc

III Nội dung môn học:

1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

Thực hành, thínghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY

Mã môn: MH24-01

Giới thiệu:

Giới thiệu về công nghệ mạng không dây và các thiết bị không dây

Mục tiêu:

- Trình bày được khái niệm mạng không dây và các thiết bị mạng không dây

- Trình bày được xu hướng ứng dụng công nghệ mạng không dây trong tương lai

- Phân loại các kiểu mạng không dây PAN, WLAN, WMAN, WWAN

- Thực hiện các thao tác an toàn với thiết bị

1 Dẫn nhập

Mục tiêu:

Giới thiệu về công nghệ mạng không dây

Trong gần 10 năm qua mạng vô tuyến (không dây) đã phát triển với tốc độ chóng mặt Có rất nhiều loại hình mạng, nhiều công nghệ, nhiều chuẩn vô tuyến

đã và đang được chuẩn hóa Liệu các bạn có biết hết về sự tồn tại của các công nghệ mạng không dây hiện nay? Làm thế nào để phân biệt giữa chúng? Và đâu

là sự khác biệt đấy?

Công nghệ mạng không dây là hầu như gần gũi nhất với nhiều người đó là công nghệ mạng thông tin di động tế bào Đấy chính là mạng điện thoại di động 2G/3G/ Tên thông dụng mà mọi người hay gọi là mạng GSM/CDMA hay UMTS/WCDMA/CDMA2000 Bên cạnh chắc hẳn các bạn cũng biết mạng cục

bộ không dây WLAN sử dụng công nghệ Wifi 802.11 Có thể các bạn cũng nghe nói về các chuẩn khác nhau của Wifi a/b/g/i/k/m Và chắc hẳn những "chú dế" thân yêu của các bạn cũng được trang bị công nghệ Bluetooth để truyền tải thông tin giữa các điện thoại di động hay giữa điện thoại và máy tính của bạn Trên đây tôi vừa chỉ kể ra 3 công nghệ gần gũi nhất

Nếu các bạn theo dõi sự phát triển của công nghệ di động chắc hẳn sẽ nghe nói đến công nghệ WiMAX Nếu tìm hiểu thêm một tí bạn sẽ nghe nói đến WiMAX cố định và WiMAX di động và rằng WiMAX đã và đang được thử nghiệm tại Việt Nam (cụ thể ở Lào Cai, Hà nội, )

Bên cạnh đó các công nghệ kể trên, các bạn có biết gì về công nghệ siêu băng rộng UWB (hứa hẹn sẽ thay thế Bluetooth) hay Wibree ? Các bạn có nghe nói

về IEEE 802.20, IEEE 802.22

2 Phân loại mạng vô tuyến

Mục tiêu:

Phân biệt được các loại mạng vô tuyến

Một cách truyền thống để phân loại các công nghệ mạng vô tuyến là dựa vào vùng phủ sóng của một trạm phát sóng Các bạn xem hình dưới đây:

Hình 1.1 Mạng vô tuyến

Dựa vào hình trên ta có thể phân mạng vô tuyến thành các nhóm sau:

- WPAN: mạng vô tuyến cá nhân Nhóm này bao gồm các công nghệ vô

tuyến có vùng phủ nhỏ tầm vài mét đến hàng chục mét tối đa Các công nghệ này phục vụ mục đích nối kết các thiết bị ngoại vi như máy in, bàn phím, chuột, đĩa cứng, khóa USB, đồng hồ, với điện thoại di động, máy tính Các công nghệ trong nhóm này bao gồm: Bluetooth, Wibree, ZigBee, UWB, Wireless USB, EnOcean, Đa phần các công nghệ này được chuẩn hóa bởi IEEE, cụ thể là nhóm làm việc (Working Group) 802.15 Do vậy các chuẩn còn được biết đến với tên như IEEE 802.15.4 hay IEEE 802.15.3

- WLAN: mạng vô tuyến cục bộ Nhóm này bao gồm các công nghệ có

vùng phủ tầm vài trăm mét Nổi bật là công nghệ Wifi với nhiều chuẩn mở rộng khác nhau thuộc gia đình 802.11 a/b/g/h/i/ Công nghệ Wifi đã gặt hái được những thành công to lớn trong những năm qua Bên cạnh WiFi thì còn một cái tên ít nghe đến là HiperLAN và HiperLAN2, đối thủ cạnh tranh của Wifi được chuẩn hóa bởi ETSI

- WMAN: mạng vô tuyến đô thị Đại diện tiêu biểu của nhóm này chính là

WiMAX Ngoài ra còn có công nghệ băng rộng BWMA 802.20 Vùng phủ sóng

- WAN : Mạng vô tuyến diện rộng: Nhóm này bao gồm các công nghệ

mạng thông tin di động như UMTS/GSM/CDMA2000 Vùng phủ của nó cũng tầm vài km đến tầm chục km

- WRAN: Mạng vô tuyến khu vực Nhóm này đại diện là công nghệ 802.22

đang được nghiên cứu và phát triển bởi IEEE Vùng phủ có nó sẽ lên tầm 100km Mục đích là mang công nghệ truyền thông đến các vùng xa xôi hẻo lánh, khó triển khai các công nghệ khác Nó sẽ sử dụng băng tần mà TV analog không dùng để đạt được vùng phủ rộng

40-3 Sự phát triển của mạng thông tin di động tế bào

Mục tiêu:

Giới thiệu sự phát triển của các công nghệ mạng tế bào

Trong hơn 25 năm qua, sự phát triển của Internet cũng như các công nghệ không dây đã có ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống của con người trên toàn thế giới Hai nhân tố này đã làm thay đổi cách con người liên lạc với nhau, cách họ làm việc, cách họ hưởng thụ cuộc sống thông qua các loại hình giải trí mới Với sự ra đời của mạng thông tin di động tế bào, chúng ta đã chứng kiến sự tăng vọt về nhu cầu dịch vụ không dây & di động Chúng ta đã và đang chứng kiến sự phát triển đến chóng mặt của mạng không dây: năm 2002 đánh dấu thời điểm lịch sử của mạng viễn thông với số thuê bao di động vượt số thuê bao cố định Theo ITU, tháng 9 năm 2005, số thuê bao di động trên thế giới đã vượt con

số 2 tỷ Theo thống kê của GSA (Global mobile Suppliers Association) gần đây, con số này đã vượt 3 tỷ Tuy nhiên, lịch sử của mạng tế bào còn rất ngắn ngủi

Nó mới trải qua 3 thế hệ và ở nhiều quốc gia nó vẫn còn đang ở thế hệ thứ 2 Trong mạng thông tin di động tế bào, mỗi một thập kỷ chứng kiến một thế hệ mạng mới Thế hệ đầu tiên (1G) khởi đầu từ những năm 80s Đó là thế hệ điện thoại di động analog Thế hệ thứ 2G bắt đầu nổi lên từ những năm đầu của thập

kỷ 90 Thế hệ thứ 2G là công nghệ di động kỹ thuật số, cung cấp dịch vụ voice

và cả data Thế hệ thứ 3 bắt đầu từ năm 2001 ở Nhật, đặc trưng bởi dịch vụ thoại, dữ liệu và đa phương tiện với tốc độ cao Hệ thống tiền-4G, những viên đá tảng cho thế hệ thứ 4G, hy vọng sẽ được thương mại hóa vào khoảng đầu năm

2010 Một thế hệ 4G sẽ cất cánh vào những năm 2012 Con đường phát triển của các công nghệ mạng tế bào được thể hiện ở hình dưới đây

Hình 1.2 Công nghệ mạng tế bào

- Thế hệ thứ 1 (1G): Mạng di động thế hệ thứ nhất khơi mào ở Nhật vào

năm 1979 Đây là hệ thống truyền tín hiệu tương tự (analog) Những công nghệ chính thuộc thế hệ thứ nhất này có thể kể đến là AMPS (Advanced Mobile Phone System), TACS ( Total Access Communication System), JTACS ( Japan TACS), NMT (Nordic Mobile Telephone) Tuy chưa hoàn hảo về mặt công nghệ và kỹ thuật, thế hệ thông tin di động 1G này thực sự là một mốc phát triển quan trọng của ngành viễn thông (khái niệm di động (mobile) đã bắt đầu đi vào phục vụ nhu cầu liên lạc của con người trong đời sống hằng ngày) Những điểm yếu nổi bật của thế hệ 1G liên quan đến chất lượng truyền tin kém, vấn đề bảo mật và việc sử dụng kém hiệu quả tài nguyên tần số

- Thế hệ thứ 2 (2G): Hệ thống mạng 2G được đặc trưng bởi công nghệ

chuyển mạch kỹ thuật số (digital circuit-switched) Kỹ thuật này cho phép sử dụng tài nguyên băng tần hiệu quả hơn nhiều so với 1G Hầu hết các thuê bao di động trên thế giới hiện đang dùng công nghệ 2G này Công nghệ 2G sẽ còn tồn tại thêm một thời gian dài nữa trước khi 3G thay thế hoàn toàn nó Những chuẩn

di động 2G chính bao gồm GSM (Global System for Mobile Communication), IS-136 và CdmaOne

- Thế hệ 2,5G: Thế hệ 2,5G đặc trưng bởi dịch vụ dữ liệu tốc độ cải tiến

Chuẩn chính của thế hệ này là GPRS, EDGE và IS-95B GPRS là một bước phát triển tiếp theo để cung cấp dịch vụ dữ liệu tốc độ cao cho người dùng GSM và IS-136 Lý thuyết mà nói thì GPRS có thể cung ứng tốc độ dữ liệu lên đến 172,2 Kbps GPRS là một giải pháp chuyển mạch gói Đây cũng là một bước đệm trong quá trình chuyển từ thế hệ 2G lên 3G của các nhà cung cấp dịch vụ GSM/IS-136 Trên con đường dài đi đến 3G, EDGE đã ra đời để cải tiến tốc độ

- Thế hệ di động thứ 3 (3G): Mạng 3G đặc trưng bởi tốc độ dữ liệu cao,

capacity của hệ thống lớn, tăng hiệu quả sử dụng phổ tần và nhiều cải tiến khác

Có một loạt các chuẩn công nghệ di động 3G, tất cả đều dựa trên CDMA, bao gồm: UMTS (dùng cả FDD lẫn TDD), CDMA2000 và TD-SCDMA

- Công nghệ tiền 4G (pre-4G)

Công nghệ tiền 4G có thể kể đến: HLTEH, băng rộng siêu di động

HUMBH (Ultra Mobile Broadband) và chuẩn IEEE 802.20 Điểm chung cho cả

3 công nghệ này là đều sử dụng đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Access) –

- Công nghệ thứ 5 (5G):

Mạng 5G là viết tắt của 5th Generation (thế hệ mạng di động thứ 5 hoặc

hệ thống không dây thứ 5), là thế hệ tiếp theo của công nghệ truyền thông di động sau thế hệ 4G 5G sẽ được hoàn thiện sau năm 2018 theo chuẩn của ITU, trực thuộc Liên hợp quốc

Hình 1.3 Công nghệ mạng tế bào 5G

Mạng 5G đạt tốc độ 10Gbps (gigabit mỗi giây), thậm chí cao hơn, ngay

cả vùng rìa phủ sóng, tốc độ vẫn có thể đạt vài trăm Mbps 5G có thể giao tiếp tốt với các thiết bị công nghệ điện tử trong nhà thông minh và cả xe ôtô có kết nối internet

4 Giới thiệu về Wireless (WLan)

trường truyền thông của các thành phần trong mạng là không khí Các thành

phần trong mạng sử dụng sóng điện từ để truyền thông với nhau

4.2 Lịch sử ra đời

Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những

nhà sản xuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900Mhz Những giải pháp này (không được thống nhất giữa các nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn nhiều so với tốc độ 10Mbps của hầu hết các mạng sử dụng cáp hiện thời

Năm 1992, những nhà sản xuất bắt đầu bán những sản phẩm WLAN sử

dụng băng tần 2.4Ghz Mặc dầu những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhưng chúng vẫn là những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất không được công bố rộng rãi Sự cần thiết cho việc hoạt động thống nhất giữa các thiết

bị ở những dãy tần số khác nhau dẫn đến một số tổ chức bắt đầu phát triển ra những chuẩn mạng không dây chung

Năm 1997, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) đã

phê chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11, và cũng được biết với tên gọi WIFI (Wireless Fidelity) cho các mạng WLAN Chuẩn 802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phương pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần

số 2.4Ghz

Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802.11 là các chuẩn

802.11a và 802.11b (định nghĩa ra những phương pháp truyền tín hiệu) Và những thiết bị WLAN dựa trên chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội Các thiết bị WLAN 802.11b truyền phát ở tần số 2.4Ghz, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 11Mbps IEEE 802.11b được tạo ra nhằm cung cấp những đặc điểm về tính hiệu dụng, thông lượng (throughput) và bảo mật để so sánh với mạng có dây

Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể

truyền nhận thông tin ở cả hai dải tần 2.4Ghz và 5Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54Mbps Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể tương thích ngược với các thiết bị chuẩn 802.11b Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ 08Mbps-300Mbps

4.3 Ứng dụng mạng không dây

Công nghệ mạng ngày nay phát triển mạng rất nhanh, mạng không dây (Wireless Network) là một điển hình Các thiết bị không dây giảm giá rất nhanh tạo điều kiện cho các người dung tiếp xúc nhanh với công nghệ cao này Khi

những điều kiện môi trường và địa lý đặc biệt Mạng không dây là một giải pháp tốt trong các điều kiện và môi trường sau:

- Những nơi phục vụ internet công cộng như : nhà ga, sân bay, trường học …

4.4 Ƣu điểm của WLAN

- Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông thường Nó

cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai (nhà hay văn phòng) Với sự gia tăng số người sử dụng máy tính

xách tay(laptop), đó là một điều rất thuận lợi

- Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây công cộng,

người dùng có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu Chẳng hạn ở các quán Cafe,

người dùng có thể truy cập Internet không dây miễn phí

- Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơi này đến nơi khác

- Triển khai: Việc thiết lập hệ thống mạng không dây ban đầu chỉ cần ít nhất 1 access point Với mạng dùng cáp, phải tốn thêm chi phí và có thể gặp khó

khăn trong việc triển khai hệ thống cáp ở nhiều nơi trong tòa nhà

- Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng

số lượng người dùng Với hệ thống mạng dùng cáp cần phải gắn thêm cáp

4.5 Nhƣợc điểm của WLAN

- Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn

công của người dùng là rất cao

- Phạm vi: Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn chỉ có thể hoạt động tốt trong phạm vi vài chục mét Nó phù hợp trong 1 căn nhà, nhưng với

một tòa nhà lớn thì không đáp ứng được nhu cầu Để đáp ứng cần phải mua thêm Repeater hay access point, dẫn đến chi phí gia tăng

- Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,….) là không tránh

khỏi Làm giảm đáng kể hiệu quả hoạt động của mạng

- Tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng

sử dụng cáp (100Mbps đến hàng Gbps)

5 Các thiết bị hạ tầng mạng không dây (WLAN)

Mục tiêu:

Giới thiệu các thiết bị mạng và mô hình mạng không dây

5.1 Điểm truy cập

- AP (access point)

Cung cấp cho các máy khách (client) một điểm truy cập vào mạng "Nơi

mà các máy tính dùng wireless có thể vào mạng nội bộ của công ty" AP là

một thiết bị song công (Full duplex) có mức độ thông minh tương đương với

một chuyển mạch Ethernet phức tạp(Switch)

- Các chế độ hoạt động của AP:

AP có thể giao tiếp với các máy không dây, với mạng có dây truyền thống và với các AP khác Có 3 Mode hoạt động chính của AP:

+ Chế độ gốc (Root mode): Root mode được sử dụng khi AP được kết

nối với mạng backbone có dây thông qua giao diện có dây (thường là Ethernet)

Hình 1.4 Access point

Hình 1.5 Access point

+ Chế độ cầu nối (bridge Mode): Trong Bridge mode, AP hoạt động hoàn

toàn giống với một cầu nối không dây AP sẽ trở thành một cầu nối không dây khi được cấu hình theo cách này

+ Chế độ lặp (repeater mode): AP có khả năng cung cấp một đường kết

nối không dây upstream vào mạng có dây thay vì một kết nối có dây bình thường

Một AP hoạt động như là một root AP và AP còn lại hoạt động nhƣ là một Repeater không dây

Hình 1.5 Mô hình Root Mode

Hình 1.6 Mô hình bridge Mode Hình 1.6 Mô hình bridge Mode

5.2 Các thiết bị máy khách trong WLAN

Là những thiết bị WLAN được các máy khách sử dụng để kết nối vào WLAN

a Card PCI Wireless

Là thành phần phổ biến nhất trong WLAN Dùng để kết nối các máy khách vào hệ thống mạng không dây Được cắm vào khe PCI trên máy tính

Loại này được sử dụng phổ biến cho các máy tính để bàn(desktop) kết nối vào mạng không dây

b Card PCMCIA Wireless

Trước đây được sử dụng trong các máy tính xách tay (laptop) và các thiết bị hỗ trợ cá nhân số PDA (Personal Digital Association) Hiện nay nhờ sự phát triển của công nghệ nên PCMCIA wireless ít được sử dụng vì máy tính xách tay và PDA,… đều được tích hợp sẵn Card Wireless bên trong thiết bị

Hình 1.7 Mô hình Repeater Mode

Hình 1.8 Card mạng không dây chuẩn PCI

c Card USB Wireless

Loại rất được ưa chuộng hiện nay dành cho các thiết bị kết nối vào mạng không dây vì tính năng di động và nhỏ gọn Có chức năng tương tự như Card PCI Wireless, nhưng hỗ trợ chuẩn cắm là USB (Universal ****** Bus) Có thể tháo lắp nhanh chóng (không cần phải cắm cố định như Card PCI Wireless) và

hỗ trợ cắm khi máy tính đang hoạt động

5.3 Anten

Anten là thiết bị quan trọng trong mạng không dây, chức ngăng chính của thiết bị mạng này là thu và phát sóng Dựa vào đặc điểm thu phát sóng này người ta chia anten thành hai loai: anten đa hướng và anten định hướng

Anten đa hướng là anten có thể truyền và nhận tính hiệu từ mọi hướng, ngược lại anten định hướng là loại anten chỉ có thể thu phát sóng từ một hướng Anten định hướng thường được dùng trong trường hợp kết nối hai điểm ở xa thong qua mạng không dây Các loại anten này có thể sử dụng trong nhà hay ngoài trời, nhưng chú ý khi sử dụng anten ngoài trời thì chúng ta phải có hệ thống chống sét vì nếu không sét có thể làm hư hỏng toàn bộ hệ thống mạng Một loại anten trên thị trường Việt Nam như:

- Anten định hướng lưới Yagi

Hình 1.9 Card mạng không dây chuẩn PCMIA

Hình 1.10 Card mạng không dây chuẩn USB

Hình 1.11 Anten định hướng lưới Yagi

- Anten định hướng lưới phẳng

Hình 1.13 Anten đa hướng

BÀI TẬP THỰC HÀNH

Câu 1: Với một số trang web, tìm hiểu chức năng, công dụng, các chuẩn kết

nối, giá thành… của các thành phần mạng WLAN So sánh giữa các thiết bị có cùng chức năng về công dụng, độ bền, kỹ thuật, giá thành…

Câu 2: Với một số trang web, tìm các thiết bị để đáp ứng xây dựng hệ thống

mạng WLan trong một hộ gia đình Lập bảng dự toán cho hệ thống

Câu 3: Với một số trang web, tìm các thiết bị để đáp ứng xây dựng hệ thống

mạng WLan trong một công ty có 03 phòng chức năng Lập bảng dự toán cho

hệ thống

Câu 4: Với một số trang web, tìm các thiết bị để đáp ứng xây dựng hệ thống

mạng WLan trong một công ty có 02 lầu và 04 phòng chức năng Lập bảng dự toán cho hệ thống

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠNG KHÔNG DÂY AD-HOC

VÀ INFRASTRUCTURE

Mã bài: MH24-02

Giới thiệu:

- Giới thiệu các mô hình và cấu trúc của mạng không dây

- Giới thiệu các kiểu chứng thực bảo mật

- Lắp đặt và cấu hình các thiết bị không dây

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu trúc mạng không dây kiểu AD Hoc và kiểu Infrastructure

- Thiết kế, xây dựng, lắp đặt và cấu hình cho các thiết bị

- Thực hiện các thao tác an toàn với thiết bị

1 Chứng thực WEP & WPA

1.2 Chứng thực WPA, WPA2, WPA3

Một giải pháp về lâu dài là sử dụng 802.11i tương đương với WPA2, được chứng nhận bởi Wi-Fi Alliance Chuẩn này sử dụng thuật toán mã hoá mạnh mẽ

và được gọi là Chuẩn mã hoá nâng cao AES (Advanced Encryption Standard) AES sử dụng thuật toán mã hoá đối xứng theo khối Rijndael, sử dụng khối mã hóa 128 bit, và 192 bit hoặc 256 bit

1.2.1 WPA - Wi-fi Protected Access

Trong khi AES được xem như là bảo mật tốt hơn rất nhiều so với WEP

128 bit hoặc 168 bit DES (Digital Encryption Standard) Để đảm bảo về mặt hiệu năng, quá trình mã hoá cần được thực hiện trong các thiết bị phần cứng như tích hợp vào chip

Tuy nhiên, rất ít card mạng WLAN hoặc các điểm truy cập có hỗ trợ mã hoá bằng phần cứng tại thời điểm hiện tại Hơn nữa, hầu hết các thiết bị cầm tay Wi-

Fi và máy quét mã vạch đều không tương thích với chuẩn 802.11i

Nhận thấy được những khó khăn khi nâng cấp lên 802.11i, Wi-Fi Alliance

đã đưa ra giải pháp khác gọi là Wi-Fi Protected Access (WPA) Một trong những cải tiến quan trọng nhất của WPA là sử dụng hàm thay đổi khoá TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) WPA cũng sử dụng thuật toán RC4 như WEP, nhưng mã hoá đầy đủ 128 bit Và một đặc điểm khác là WPA thay đổi khoá cho mỗi gói tin Các công cụ thu thập các gói tin để phá khoá mã hoá đều không thể thực hiện được với WPA Bởi WPA thay đổi khoá liên tục nên hacker không bao giờ thu thập đủ dữ liệu mẫu để tìm ra mật khẩu Không những thế, WPA còn bao gồm kiểm tra tính toàn vẹn của thông tin (Message Integrity Check) Vì vậy, dữ liệu không thể bị thay đổi trong khi đang ở trên đường truyền

Một trong những điểm hấp dẫn nhất của WPA là không yêu cầu nâng cấp phần cứng Các nâng cấp miễn phí về phần mềm cho hầu hết các card mạng

và điểm truy cập sử dụng WPA rất dễ dàng và có sẵn Tuy nhiên, WPA cũng không hỗ trợ các thiết bị cầm tay và máy quét mã vạch Theo Wi-Fi Alliance, có khoảng 200 thiết bị đã được cấp chứng nhận tương thích WPA

WPA có sẵn 2 lựa chọn: WPA Personal và WPA Enterprise Cả 2 lựa chọn này đều sử dụng giao thức TKIP, và sự khác biệt chỉ là khoá khởi tạo mã hoá lúc đầu WPA Personal thích hợp cho gia đình và mạng văn phòng nhỏ, khoá khởi tạo

sẽ được sử dụng tại các điểm truy cập và thiết bị máy trạm Trong khi đó, WPA cho doanh nghiệp cần một máy chủ xác thực và 802.1x để cung cấp các khóa khởi tạo cho mỗi phiên làm việc

Trong khi Wi-Fi Alliance đã đưa ra WPA, và được coi là loại trừ mọi lỗ hổng dễ bị tấn công của WEP, nhưng người sử dụng vẫn không thực sự tin tưởng vào WPA Có một lỗ hổng trong WPA và lỗi này chỉ xảy ra với WPA Personal Khi mà sử dụng hàm thay đổi khoá TKIP được sử dụng để tạo ra các khoá mã hoá bị phát hiện, nếu hacker có thể đoán được khoá khởi tạo hoặc một phần của mật khẩu, họ có thể xác định được toàn bộ mật khẩu, do đó có thể giải

mã được dữ liệu Tuy nhiên, lỗ hổng này cũng sẽ bị loại bỏ bằng cách sử dụng những khoá khởi tạo không dễ đoán

Điều này cũng có nghĩa rằng kĩ thuật TKIP của WPA chỉ là giải pháp tạm thời, chưa cung cấp một phương thức bảo mật cao nhất WPA chỉ thích hợp với những công ty mà không không truyền dữ liệu "mật" về những thương mại, hay

1.2.2 WPA2 – Wi-fi Protected Access 2

WPA2 là một chuẩn ra đời sau đó và được National Institute of Standards and Technology (NIST) khuyến cáo sử dụng, WPA2 sử dụng thuật toán mã hóa Advance Encryption Standar (AES)

WPA2 cũng có cấp độ bảo mật rất cao tương tự như chuẩn WPA nhưng trên thực tế WPA2 cung cấp hệ thống mã hóa mạnh hơn so với WPA WPA2 sử dụng rất nhiều thuật toán để mã hóa dữ liệu như RC4, AES và một vài thuật toán khác

Những hệ thống sử dụng WPA2 đều tương thích với WPA

1.2.3 WPA3 – Wi-fi Protected Access 3

WPA3 được chính thức giới thiệu vào tháng 6/2018, nhưng giống với nhiều tiêu chuẩn về công nghệ khác, nó vẫn đang được tiếp tục phát triển

Được xây dựng để nối tiếp cho WPA2, phiên bản thứ ba này hướng tới

ba mục tiêu chính: tăng sức mạnh của khâu mã hóa, đơn giản hóa quá trình sử dụng và tích hợp, và trở thành một giải pháp mạnh mẽ cho các thiết bị IoT (Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT)

Như đã biết, WPA2 có một vấn đề lớn, nó cho phép hacker có thể thâm nhập vào mạng không dây nhà bạn như một người dùng bình thường với đầy đủ quyền hạn Thường thì vấn đề kiểu này sẽ phát sinh từ lỗi cá nhân trong quá trình thiết đặt bộ định tuyến, song vấn đề lần này không chỉ đơn giản như vậy

Nó là điểm yếu cố hữu trong chính tiêu chuẩn bảo mật này do đó không có cách nào để khắc phục nó

Trước mối đe dọa nhắm tới trên 400 triệu mạng lưới không dây, WPA3 phải được nhanh chóng giới thiệu Tuy vậy, ở hiện tại không phải bộ định tuyến hay thiết bị nào cũng đều đã sẵn sàng để sử dụng WPA3 Do đó, trong tương lai gần, WPA2 vẫn sẽ là chuẩn phải được hỗ trợ trên các thiết bị có chứng chỉ Wifi

Những điểm mới của WPA3

- Mật khẩu của bạn sẽ khó bị hack hơn Với chuẩn WPA2, một kẻ

nào đó có thể thu thập dữ liệu gửi đi và gửi đến thiết bị của bạn qua mạng Wi-Fi

và giải mã nó thông qua cơ chế tấn công brute-force (liên tục đoán mật khẩu cho tới khi tìm ra được đoạn mã đúng) Tuy nhiên với WPA3, mật khẩu dự đoán sẽ phải được xác thực trực tiếp ngay trong thời gian thực bởi bộ định tuyến mà bạn

đang muốn kết nối tới

- Đơn giản hóa việc kết nối các thiết bị IoT WPA3 sẽ giúp việc kết

nối các thiết bị không có màn hình với bộ định tuyến trở nên dễ dàng hơn Thay

vì phải sử dụng một điện thoại đã kết nối tới mạng Wi-Fi để thao tác các bước

kết nối cho mỗi thiết bị IoT, với phiên bản mới này, việc bạn cần làm chỉ đơn

giản là quét mã QR trên điện thoại

- Dữ liệu mã hóa bị đánh cắp chỉ có thể đƣợc giải mã trong thời gian thực Đây là một tính năng mới, nó giúp cho những dữ liệu bị đánh cắp từ

người dùng không thể bị mã hóa sau đó, ngay cả khi đối tượng tấn công sở hữu mật mã chính xác Điều này khiến mọi dữ liệu đánh cắp bởi hacker trở nên hoàn

toàn vô dụng

- Các điểm truy cập công công sẽ bảo mật hơn WPA3 sẽ mã hóa cả

kết nối giữa thiết bị của bạn và điểm truy cập công khai (không có mật khẩu) Đây

là một bước thay đổi lớn vì WPA2 sẽ không mã hóa tín hiệu truyền đi và gửi tới các điểm truy cập mạng công cộng Lỗ hổng này khiến bất kì ai cũng có thể bị lộ những thông tin nhạy cảm như tài khoản Facebook hay tin nhắn khi sử dụng

mạng Wi-Fi miễn phí một cách dễ dàng

- Mức độ mã hóa cao hơn cho Wifi cấp độ Doanh nghiệp Theo

mặc định, WPA3 sẽ sử dụng mã hóa 128 bit khi ở trạng thái dùng cho Cá nhân hoặc Hộ gia đình Tuy nhiên khi hoạt động ở chế độ Doanh nghiệp, WPA3 sẽ sử dụng mã hóa 192bit, đồng thời thay thế cơ chế xác thực PSK (Pre-Shared Key)

bằng SAE (Simultaneous Authentication of Equals)

+ Cơ chế PSK là hệ thống cho pháp hai thiết bị có cùng một thông

tin đăng nhập (mà mật khẩu là một ví dụ) được kết nối với nhau Thông tin đăng

nhập này sẽ được chia sẻ thủ công bởi người dùng

+ Còn SAE là hệ thống sử dụng đồng thời mật khẩu đăng nhập

được chia sẻ cùng với địa chỉ MAC của cả hai thiết bị để xác thực dựa trên phép toán của các nhóm cyclic hữu hạn Đây là kiến thức về toán học mà không phải

ai cũng cần hoặc muốn biết

2 Mạng AD-HOC

Mục tiêu:

- Trình bày được các dạng mạng không dây Ad-Hoc

- Cấu hình và kết nối được mạng không dây Ad-Hoc

2.1 Khái niệm mạng Ad-Hoc

Ad hoc như những bộ định tuyến không dây Mạng Ad hoc có thể hoạt động độc lập hoặc kết nối với mạng Mạng vô tuyến Ad hoc là mạng tập hợp các nút di động hoặc bán di động và không có cơ sở hạ tầng Manet ( Mobile Ad-hoc Network) - Mạng không dây di động Theo định nghĩa của Tổ chức Internet

kết không dây, các node có thể di chuyển một cách tự do nên kiến trúc của mạng thay đổi liên tục mà không thể dự đoán trước

Hình 2.1 Mạng Ad-Hoc

Mỗi nút mạng có một giao diện vô tuyến và giao tiếp với nút mạng khác thông qua sóng vô tuyến hoặc tia hồng ngoại Topo mạng thay đổi liên tục khi các nút mạng tham gia hoặc rời khỏi mạng hay khi kết nối vô tuyến trở nên không còn thích hợp.Mạng Ad hoc được hình thành bởi các nút di động có khả năng phát hiện ra sự có mặt của các nút khác và tự định dạng để tạo nên mạng

Ví dụ như một nút yêu cầu truyền tới một mạng ở xa nó thì trong mạng có thể thiết lập liên lạc qua những nút trung gian, các gói được chuyển tiếp tới nút nguồn, đích nhờ những nút trung gian Do đó các nút mạng Internet

Trong mạng Ad hoc không tồn tại khái niệm quản lý tập trung, nó đảm bảo mạng sẽ không bị sập vì trường hợp nút mạng di chuyển ra ngoài khoảng truyền dẫn của nút mạng khác vì nó trao đổi thông tin bằng phương pháp truyền gói tin qua nhiều bước (multihop), đồng thời mạng sẽ tự cấu hình lại Ví dụ: Nếu nút mạng rời khỏi mạng sẽ gây ra sự cố mất liên kết , nút mạng bị ảnh hưởng có thể yêu cầu đường định tuyến mới và vấn đề sẽ được giải quyết Điều này chỉ gây trễ trên mạng mà không ảnh hưởng đến người sử dụng vì mạng Ad hoc vẫn hoạt động bình thường

Hình 2.2 Mạng Ad-Hoc

2.2 Đặc điểm của mạng Ad-Hoc

Một số đặc điểm chính của mạng Ad hoc:

- Mỗi máy chủ không chỉ đóng vai trò là một hệ thống cuối cùng mà còn hoạt động như một hệ thống trung gian

- Mọi nút mạng đều có khả năng di động

- Topo mạng thay đổi theo thời gian

- Các nút di động sử dụng nguồn năng lượng pin có hạn

- Băng thông trong thông tin vô tuyến hẹp

- Chất lượng kênh luôn thay đổi

- Không có thực thể tập trung , nói cách khác là mạng phân bố

Có nhiều thiết bị khác nhau sử dụng trong mạng Ad hoc, chúng đều có đặc điểm chung là sử dụng nguồn năng lượng do pin cung cấp Năng lượng mà pin

có thể cấp cho các thiết bị này là có hạn, hơn nữa mọi hoạt động như thu phát vô tuyến , truyền lại và dẫn đường đểu tiêu thụ năng lượng Vì vậy mà cần phải có những giao thức về năng lượng có hiệu quả cao và các kỹ thuật điều khiển công suất tốt hơn Điều này cũng khó làm được bởi vì công nghệ pin không có được sự phát triển mạnh mẽ nhanh chóng như công nghệ sản xuất chip… do đó điểm này được coi là một nhược điểm của mạng Ad hoc

2.3 Kết nối các máy tính theo mô hình AD-HOC

Để kết nối hai máy tính theo mô hình AD-HOC chúng ta thực hiện như sau:

- Truy cập vào Control Panel và chọn Network and Sharing Center

Hình 2.3 Kết nối mạng Ad-Hoc

- Bạn bấm vào dòng chữ Set up a new Connection or Network, hộp

thoại hiện ra như hình bên trên, bạn kéo thanh cuộn xuống dưới cùng và bấm

vào nút “Setup up a wireless ad hoc (computer-to-computer) network”

Hình 2.4 Kết nối mạng Ad-Hoc

- Hộp thoại hiện ra như sau:

Hình 2.5 Khai báo thông tin mạng

- Bạn gõ vào tên của mạng ở ô Network name Security type bạn chọn

là WPA2-Personal Phần Security key bạn nhập vào mật mã gia nhập mạng

Máy khác muốn kết nối đến máy của bạn thông qua kết nối wifi này buộc phải nhập đúng mật khẩu bạn qui định ở đây, tương tự như khi bạn gia nhập vào một mạng wifi thông thường vậy Xong bấm Next là bạn đã hoàn thành, hình hiện ra như sau :

Vậy là xong phần máy chủ Giờ đến lượt cấu hình để các máy khác kết nối

vào mạng bạn vừa tạo bên trên:

Công việc đến đây cực kỳ đơn giản Các máy muốn kết nối đến mạng, thì chỉ việc bật wifi lên và sẽ thấy kết nối bạn vừa mới tạo ra ở máy kia, cùng với các kết nối wifi khác như hình sau:

Hình 2.7 Kết nối mạng không dây Ad-Hoc

Giờ bạn chỉ việc bấm nút Connect để kết nối, hộp thoại hiện ra yêu cầu nhập mật khẩu đăng nhập mạng:

Hình 2.8 Đăng nhập mạng không dây Ad-Hoc

Vậy là xong rồi đó, hai máy đã kết nối với nhau, bạn có thể thực hiện việc truy cập thông qua tên máy Bài sau sẽ là cách chia sẻ kết nối Internet Cũng đến lúc tắt máy đi về rồi Thằng bạn vừa hỏi “Mày ra đây uống cafe hay mày làm?”

3 Triển khai hệ thống mạng không dây Infrastructure

Mục tiêu:

- Trình bày được các hệ thống mạng không dây Infrastructure

- Cấu hình và kết nối được mạng không dây Infrastructure trên các bộ phát Wifi

3.1 Mô hình mạng

Hình 2.9 Mô hình mạng không dây Infrastructure

Mô hình Infrastructure là mô hình mạng LAN không dây (dùng Wireless Card) kết nối với nhau thông qua thiết bị Access Point Access Point là một thiết

bị mạng cho phép điều khiển và quản lý các kết nối giữa các trạm không dây với nhau và giữa các trạm không dây với các trạm trong mạng LAN dùng kỹ thuật khác Thiết bị này cũng đảm bảo tối ưu nhất thời gian truyền dữ liệu trong mạng không dây và mở rộng mạng không dây Mô hình này còn gọi là mô hình BSS (Basic service Set) Chú ý, các máy cùng trong một mạng theo mô hình Infrastructure phải có cùng các thông số như: BSSID, kênh truyền, tốc độ truyền

dữ liệu với Access Point

Ưu điểm của mô hình Infrastructure 1: các máy trạm không kết nối trực tiếp được với nhau, các máy trạm trong mạng không dây có thể kết nối với hệ thống mạng có dây

Khuyết điểm của mô hình Infrastructure 1: giá thành cao, cài đặt và cấu hình phức tạp hơn mô hình Ad-Hoc

3.2 Chuẩn bị thiết bị

Để cấu hình mô hình mạng Infrastructure ta cần chuẩn bị các thiết bị như sau:

- 01 cáp RJ45 (cắm từ Router và máy tính)

- Laptop, máy tính, smartphone

- Card Wireless hoặc USB Wireless

3.3 Cấu hình hệ thống trên thiết bị MyDlink

- Mở IE gõ vào địa chỉ IP của accesspoint, VD: http://192.168.0.1

- Sẽ xuất hiện hộp thoại bắt chúng ta nhập vào Username và Password: + Username: admin

+ Password: “’ (trống)

Hình 2.10 Đăng nhập access point

=> Lưu ý: Thông thường username admin, password: admin Tủy theo nhà

sản xuất mà user name và password có thể khác nhau Chúng ta có thể xem địa chỉ truy cập, username và password phía sau của modem

- Ấn Enter và chọn Advanced

Hình 2.11 Giao diện accesspoint