Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00304 007781 11009309 na godz. na dobę w sumie
802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny - książka
802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny - książka
Autor: Liczba stron: 480
Wydawca: Helion Język publikacji: polski
ISBN: 83-7361-163-0 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> komputery i informatyka >> sieci komputerowe >> sieci bezprzewodowe
Porównaj ceny (książka, ebook, audiobook).
Sieci bezprzewodowe dają poczucie wolności. Ale za tym poczuciem stoi złożony protokół i pojawiające się problemy, gdy wymiana danych nie jest ograniczona kablami. Jaką przyjąć strukturę sieci, by użytkownicy mogli skutecznie się w niej poruszać? Jak rozszerzyć zakres sieci radiowej, by można było z niej korzystać tam, gdzie zajdzie potrzeba? Jakie zagadnienia bezpieczeństwa wiążą się z sieciami bezprzewodowymi? Jak dostroić sieć, by pracowała wydajnie? Jak zapewnić wystarczającą początkową pojemność sieci i jak rozwiązywać problemy pojawiające się w miarę, gdy w sieci zaczyna pracować coraz to więcej użytkowników?

Książka '802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny' odpowiada na te i na wiele innych pytań. Przeznaczona jest dla administratorów odpowiedzialnych za instalację i funkcjonowanie sieci bezprzewodowej. W książce omówiono działanie protokołów 802.11 ze wskazaniem na dostępne możliwości i rozwiązywanie pojawiających się problemów. Zawiera ona także wyczerpujące omówienie zagadnień bezpieczeństwa sieci bezprzewodowych, łącznie z problemami protokołu WEP oraz omówieniem standardu bezpieczeństwa 802.1X. Monitorowanie sieci stało się obecnie potrzebą każdego administratora sieci, ale komercyjnych analizatorów sieci bezprzewodowych jest ciągle mało i są drogie, książka pokazuje, jak stworzyć analizator sieci bezprzewodowej wykorzystując do tego system Linux i oprogramowanie open source.

Poza omówieniem standardu 802.11b, książka '802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny' wybiega nieco w przyszłość w kierunku najnowszych technologii sieci bezprzewodowych, takich jak standardy 802.11a oraz 802.11g umożliwiające przesyłanie danych z prędkością 54 Mb/s. Omawia też inne prowadzone obecnie prace standaryzacyjne, mające na celu umożliwienie poruszania się między różnymi punktami dostępu, zapewnienie odpowiedniej jakości usług transmisji, zarządzanie sieciami oraz sterowanie mocą.

Książka '802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny' łączy niezbędną teorię z doświadczeniami i poradami praktycznymi potrzebnymi do uruchamiania sieci. Pokazuje też, jak skonfigurować bezprzewodowe karty sieciowe w systemach Linux, Windows oraz Mac OS X oraz jak konfigurować punkty dostępu.

Jeżeli administrujesz siecią bezprzewodową, ta książka jest dla Ciebie

Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

IDZ DO IDZ DO PRZYK£ADOWY ROZDZIA£ PRZYK£ADOWY ROZDZIA£ SPIS TREĎCI SPIS TREĎCI KATALOG KSI¥¯EK KATALOG KSI¥¯EK KATALOG ONLINE KATALOG ONLINE ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG TWÓJ KOSZYK TWÓJ KOSZYK DODAJ DO KOSZYKA DODAJ DO KOSZYKA CENNIK I INFORMACJE CENNIK I INFORMACJE ZAMÓW INFORMACJE ZAMÓW INFORMACJE O NOWOĎCIACH O NOWOĎCIACH ZAMÓW CENNIK ZAMÓW CENNIK CZYTELNIA CZYTELNIA FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE Wydawnictwo Helion ul. Chopina 6 44-100 Gliwice tel. (32)230-98-63 e-mail: helion@helion.pl 802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny Autor: Matthew S. Gast T³umaczenie: Arkadiusz Romanek, Witold Zio³o ISBN: 83-7361-163-0 Tytu³ orygina³u: 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide Format: B5, stron: 476 Sieci bezprzewodowe daj¹ poczucie wolnoġci. Ale za tym poczuciem stoi z³o¿ony protokó³ i pojawiaj¹ce siê problemy, gdy wymiana danych nie jest ograniczona kablami. Jak¹ przyj¹æ strukturê sieci, by u¿ytkownicy mogli skutecznie siê w niej poruszaæ? Jak rozszerzyæ zakres sieci radiowej, by mo¿na by³o z niej korzystaæ tam, gdzie zajdzie potrzeba? Jakie zagadnienia bezpieczeñstwa wi¹¿¹ siê z sieciami bezprzewodowymi? Jak dostroiæ sieæ, by pracowa³a wydajnie? Jak zapewniæ wystarczaj¹c¹ pocz¹tkow¹ pojemnoġæ sieci i jak rozwi¹zywaæ problemy pojawiaj¹ce siê w miarê, gdy w sieci zaczyna pracowaæ coraz to wiêcej u¿ytkowników? Ksi¹¿ka „802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny” odpowiada na te i na wiele innych pytañ. Przeznaczona jest dla administratorów odpowiedzialnych za instalacjê i funkcjonowanie sieci bezprzewodowej. W ksi¹¿ce omówiono dzia³anie protoko³ów 802.11 ze wskazaniem na dostêpne mo¿liwoġci i rozwi¹zywanie pojawiaj¹cych siê problemów. Zawiera ona tak¿e wyczerpuj¹ce omówienie zagadnieñ bezpieczeñstwa sieci bezprzewodowych, ³¹cznie z problemami protoko³u WEP oraz omówieniem standardu bezpieczeñstwa 802.1X. Monitorowanie sieci sta³o siê obecnie potrzeb¹ ka¿dego administratora sieci, ale komercyjnych analizatorów sieci bezprzewodowych jest ci¹gle ma³o i s¹ drogie, ksi¹¿ka pokazuje, jak stworzyæ analizator sieci bezprzewodowej wykorzystuj¹c do tego system Linux i oprogramowanie open source. Poza omówieniem standardu 802.11b, ksi¹¿ka „802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny” wybiega nieco w przysz³oġæ w kierunku najnowszych technologii sieci bezprzewodowych, takich jak standardy 802.11a oraz 802.11g umo¿liwiaj¹ce przesy³anie danych z prêdkoġci¹ 54 Mb/s. Omawia te¿ inne prowadzone obecnie prace standaryzacyjne, maj¹ce na celu umo¿liwienie poruszania siê miêdzy ró¿nymi punktami dostêpu, zapewnienie odpowiedniej jakoġci us³ug transmisji, zarz¹dzanie sieciami oraz sterowanie moc¹. Ksi¹¿ka „802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny” ³¹czy niezbêdn¹ teoriê z doġwiadczeniami i poradami praktycznymi potrzebnymi do uruchamiania sieci. Pokazuje te¿, jak skonfigurowaæ bezprzewodowe karty sieciowe w systemach Linux, Windows oraz Mac OS X oraz jak konfigurowaæ punkty dostêpu. Je¿eli administrujesz sieci¹ bezprzewodow¹, ta ksi¹¿ka jest dla Ciebie. 5RKUVTGħEK Przedmowa..........................................................................................................................7 Rozdział 1. Sieci bezprzewodowe — wprowadzenie............................................17 Dlaczego sieci bezprzewodowe?...................................................s......................................................17 Inne formy sieci...................................................s...................................................s................................22 Rozdział 2. Pierwsze spojrzenie na sieci bezprzewodowe ..................................25 Rodzina technologii sieciowej standardu IEEE 802 ...................................................s......................26 802.11: Nomenklatura i projekt ...................................................s........................................................28 Operacje w sieci 802.11 ...................................................s...................................................s...................35 Mobilność...................................................s...................................................s..........................................39 Rozdział 3. MAC w sieciach 802.11 ..........................................................................43 Wyzwania dla protokołu MAC ...................................................s........................................................45 Tryby dostępu MAC ...................................................s...................................................s.......................47 Dostęp z rywalizacją za pomocą funkcji DCF...................................................s................................51 Fragmentacja i scalanie ...................................................s...................................................s...................54 Format ramki ...................................................s...................................................s....................................56 Kapsułkowanie protokołów warstw wyższych w standardzie 802.11 .........................................63 Usługa oparta na rywalizacji o dostęp ...................................................s............................................64 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów ...............................71 Ramki danych...................................................s...................................................s...................................72 Ramki kontrolne ...................................................s...................................................s..............................81 Ramki zarządzające ...................................................s...................................................s.........................87 Transmisja ramek oraz stany skojarzenia i uwierzytelnienia...................................................s....105 4 Spis treści Rozdział 5. Wired Equivalent Privacy (WEP) ......................................................109 Teoria kryptografii dla WEP...................................................s...........................................................110 WEP: operacje kryptograficzne ...................................................s......................................................112 Kłopoty z WEP ...................................................s...................................................s...............................117 Konkluzje i rekomendacje ...................................................s...................................................s............120 Rozdział 6. Bezpieczeństwo — podejście drugie: 802.1x....................................123 Protokół EAP ...................................................s...................................................s..................................124 802.1X: Uwierzytelnianie portu sieciowego ...................................................s.................................130 802.1X w bezprzewodowych sieciach LAN ...................................................s.................................135 Rozdział 7. Zarządzanie siecią bezprzewodową.................................................139 Architektura zarządzania ...................................................s...................................................s.............139 Skanowanie...................................................s...................................................s.....................................140 Uwierzytelnianie...................................................s...................................................s............................145 Kojarzenie (powiązanie) ...................................................s...................................................s...............150 Oszczędzanie energii...................................................s...................................................s.....................153 Synchronizacja zegarów ...................................................s...................................................s...............163 Rozdział 8. Usługa bez rywalizacji o dostęp z wykorzystaniem PCF ...........167 Dostęp bez rywalizacji za pomocą PCF ...................................................s........................................167 Szczegóły ramkowania PCF...................................................s...................................................s.........172 Zarządzanie energią a funkcja PCF ...................................................s...............................................177 Rozdział 9. Wstęp do warstwy fizycznej w sieciach bezprzewodowych .......179 Architektura warstwy fizycznej ...................................................s.....................................................179 Nośnik radiowy ...................................................s...................................................s.............................180 RF i 802.11 ...................................................s...................................................s.......................................187 Rozdział 10. Technologie warstwy fizycznej pasma ISM — FH, DS oraz HR/DS .....................................................................................193 Technologia warstwy fizycznej 802.11 FH PHY ...................................................s..........................194 Technologia warstwy fizycznej 802.11 DS PHY ...................................................s..........................205 Technologia warstwy fizycznej 802.11b — HR/DSSS...................................................s................219 Rozdział 11. Technologia warstwy fizycznej OFDM PHY 5 GHz (802.11a) .....229 Ortogonalne zwielokrotnianie w dziedzinie częstotliwości (OFDM) .........................................230 Zwielokrotnienie OFDM zastosowane w 802.11a ...................................................s.......................237 Procedura konwergencji PLCP technologii OFDM...................................................s.....................239 Spis treści 5 Warstwa PMD technologii OFDM...................................................s.................................................242 Parametry warstwy fizycznej OFDM PHY...................................................s...................................244 Rozdział 12. Konfiguracja sieci 802.11 w systemie Windows ............................245 Karta Nokia C110/C111 ...................................................s...................................................s...............246 Karta Lucent ORiNOCO...................................................s...................................................s...............260 Rozdział 13. Konfiguracja sieci 802.11 w systemie Linux ...................................267 Kilka słów o sprzęcie sieciowym 802.11 ...................................................s.......................................268 Obsługa kart PCMCIA przez system Linux...................................................s.................................269 Sterownik linux-wlan-ng dla kart z układami firmy Intersil ...................................................s....276 Agere (Lucent) Orinoco ...................................................s...................................................s................286 Rozdział 14. Punkty dostępu 802.11 .........................................................................295 Podstawowe funkcje punktów dostępu...................................................s........................................295 Punkt dostępu ORiNOCO AP-1000 firmy Lucent ...................................................s......................303 Punkt dostępu Nokia A032 ...................................................s...................................................s..........313 Rozdział 15. Instalacja sieci 802.11 ..........................................................................327 Prototyp topologii...................................................s...................................................s..........................328 Projektowanie...................................................s...................................................s.................................342 Badania miejscowe ...................................................s...................................................s........................350 Instalacja i uruchomienie sieci...................................................s........................................................362 Rozdział 16. 802.11: Analiza sieci .............................................................................365 Do czego służy analizator sieci?...................................................s.....................................................366 Analizatory sieci 802.11 ...................................................s...................................................s................368 Komercyjne analizatory sieci ...................................................s..........................................................368 Ethereal...................................................s...................................................s............................................369 Przykładowe analizy sieci 802.11 ...................................................s...................................................385 AirSnort ...................................................s...................................................s...........................................399 Rozdział 17. Zwiększanie wydajności sieci 802.11...............................................405 Dostrajanie parametrów radiowych ...................................................s..............................................405 Dostrajanie parametrów zarządzania energią ...................................................s.............................408 Parametry czasowe...................................................s...................................................s........................410 Parametry fizyczne ...................................................s...................................................s........................411 Podsumowanie wszystkich parametrów ...................................................s......................................412 6 Spis treści Rozdział 18. Przyszłość sieci 802.11 .........................................................................415 Bieżące prace standaryzacyjne ...................................................s.......................................................415 Jeszcze dalsza przyszłość ...................................................s...................................................s.............418 Na koniec ...................................................s...................................................s........................................421 Dodatek A Baza MIB 802.11 ...................................................................................423 Dodatek B Sieć 802.11 w komputerach Macintosh ............................................437 Dodatek C Słownik pojęć ........................................................................................451 Skorowidz........................................................................................................................459 Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów W rozdziale 3. przedstawiona została podstawowa struktura ramek oraz pola, które się na nią składają. Zabrakło w nim jednak szczegółów dotyczących różnych typów ramek. Ramkowanie w Ethernecie jest zagadnieniem bardzo prostym: dodaje się preambułę, trochę informacji adresowych, a na końcu dołącza się sumę kontrolną. Ramkowanie w sieciach 802.11 jest przedsięwzięciem zdecydowanie bardziej skomplikowanym, ponieważ nośnik bezprzewodowy pociąga za sobą obecność kilku funkcji zarządzających oraz odpowia- dających im typów ramek, których nie spotyka się w seieciach przewodowych. Istnieją trzy główne typy ramek. Ramki danych są „wołami roboczymi” specyfikacji 802.11, ciągnącymi dane od jednej stacji do drugiej. W zależności od sieci zaobserwować można kilka odmian ramek danych. Ramki kontrolne wykorzystuje się w połączeniu z ramkami danych w operacjach oczyszczania zasięgu, przejmowania kanału i utrzymania funkcji rozpoznania stanu nośnika oraz pozytywnego potwierdzania otrzymanych danych. Współ- praca ta ma na celu zagwarantowanie niezawodnego przesyłu danych od stacji do stacji. Ramki zarządzające są odpowiedzialne za funkcje nadzorujące; służą do nawiązywania i zrywania kontaktu z sieciami bezprzewodowymi oraz zmiany skojarzeń z punktami dostępowymi. Niniejszy rozdział został pomyślany jako punkt odniesienia. Niestety szczegóły dotyczące procesu ramkowania nie są tematem arcyciekawym, niezależnie od tego, jak bardzo autor będzie się starał pokolorować to zagadnienie. Czytelnik nie powinien czuć się zobligowany do natychmiastowego przeczytania tego rozdziału w całości. Równie dobrze może wrócić do niego, gdy wiedza na temat struktury ramek okaże się niezbędna. Precyzyjna znajo- mość relacji w procesie ramkowania, z rzadkimi wyjątkami, generalnie nie należy do kate- gorii: „o czym każdy administrator wiedzieć powinien”. Rozdział ten jest równocześnie naszpikowany akronimami, warto będzie zatem konsultować się ze słownikiem pojęć z końca książki (dodatek C) w razie problemów z rozszyefrowaniem któregoś z nich. 72 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Ramki danych Ramki danych niosą w swojej treści dane protokołów wyższego poziomu. Na rysunku 4.1 zilustrowano ogólny schemat ramki danych. W niektórych typach ramek danych (w za- leżności od konkretnego typu ramki danych), niektóre z pól przedstawionych na rysunku mogą nie wystąpić. Rysunek 4.1. Generalny schemat ramki danych Ramki danych zostały podzielone na różne typy na podstawie sprawowanych przez nie funkcji. Jednym z takich podziałów jest rozróżnienie ramek danych wykorzystywanych do usług z rywalizacją o dostęp i bez takiej rywalizacji. Ramki, które pojawiają się tylko w okresie bez rywalizacji o dostęp, nie będą mogły nigdy zostać użyte w sieci IBSS. Kolejnym możliwym podziałem jest ten na ramki przenoszące dane i wykonujące funkcje zarządzające. Tabela 4.1 pokazuje, jak ramki mogą zostać podzielone na podstawie tych właśnie kategorii. Ramki wykorzystywane w usługach bez rywalizacji o dostęp zostały omówione szerzej w rozdziale 8. Tabela 4.1. Kategorie ramek danych Typ ramki Data Data+CF-Ack Data+CF-Poll Data+CF-Ack+CF-Poll Null CF-Ack CF-Poll CF-Ack+CF-Poll Frame Control Usługa z rywalizacją o dostęp Usługa bez rywalizacji o dostęp Przenosi dane Nie przenosi danych (cid:1) (cid:1) (cid:1) Tylko punkt dostępowy Tylko punkt dostępowy (cid:1) (cid:1) Tylko punkt dostępowy Tylko punkt dostępowy (cid:1) (cid:1) (cid:1) (cid:1) (cid:1) (cid:1) (cid:1) (cid:1) Wszystkie bity w polu Frame Control wykorzystuje się zgodnie z regułami opisanymi w rozdziale 3. Mogą one jednak wpłynąć na interpretację innych pól w nagłówku MAC. Do najbardziej znaczących elementów zależnych od wartości bitów ToDS i FromDS należą pola adresowe. Ramki danych Duration 73 Pole Duration przenosi wartość wektora NAV — wektora alokacji sieci (Network Allocation Vector). Dostęp do nośnika jest ograniczony do czasu podanego w NAV. Ustawieniem pola Duration (okres trwania) w ramkach danych rządzą czterey reguły. 1. Wszystkie ramki przesyłane podczas okresu bez rywaleizacji o dane ustawiają pole Duration na wartość 32 768. Dotyczy to dokładnie wszystkeich ramek danych przesyłanych w tym czasie. 2. Ramki transmitowane do miejsc przeznaczenia typu breoadcast i multicast (w polu Address 1. znajduje się bit adresu grupowego) otrzymueją okres trwania równy 0. Ramki takie nie są częścią wymiany atomowej i nie sąe potwierdzane przez odbiorniki, tak więc nośnik jest dostępny zaraz po zakończeniu teransmisji ramki danych typu broadcast i multicast i jest to dostęp oparty na ryewalizacji. Wektor NAV służy do ochrony dostępu do nośnika transmisyjnego przez okres sekwencji wymiany ramek. Skoro po transmisji ramek typu broadcast i multicast nie ma potwierdzenia warstwy łącza danych, nie ma potrzeby blokowania dostępu doe nośnika dla kolejnych ramek. 3. Jeśli bit More Fragments w polu Frame Control ma wartość e0, oznacza to, że w ramce nie ma już kolejnych fragmentów. Ostatni fragment musie zarezerwować nośnik tylko na transmisję swojego potwierdzenia, właśnie wtedy epodjęta zostaje rywalizacja o dostęp. Pole Duration jest ustawione na odcinek czeasu potrzebny na SIFS i potwierdzenie fragmentu. Rysunek 4.2 ilustruje ten eproces. Pole Duration przedostatniego fragmentu blokuje dostęp do nośnika,e żeby umożliwić transmisję ostatniego fragmentu. Rysunek 4.2. Ustawienia pola Duration w ostatnim fragme.ncie 4. Jeśli bit More Fragments w polu Frame Control ma wartość 1, oznacza to, że do wysłania pozostały jeszcze jakieś fragmenty. Pole Duration ma ustawioną taką wartość, która odpowiada okresowi czasu potrzebnemu do transmisji dwóch potwierdzeń, trzech odstępów SIFS oraz kolejnego fragmentu. Zasadniczo każdy nieostatni fragment ustawia wektor alokacji sieci tak samo jak zrobiłbye to RTS (patrz rysunek 4.3); z tego powodu o takim fragmencie mówi się wirtualny RTS (virtual RTS). 74 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Rysunek 4.3. Ustawienia pola Duration we fragmencie nie.ostatnim Adresowanie i bity DS Liczba i funkcja pól adresowych zależy od tego, który z bitów systemu dystrybucyjnego jest ustawiony, a więc pośrednio wykorzystanie pól adresowych zależy od typu sieci. W tabeli 4.2 znajduje się podsumowanie zastosowania epól adresowych w ramkach danych. Tabela 4.2. Zastosowanie pól adresowych w ramkach danych. Funkcja ToDS FromDS Address 1 IBSS Do punktu dostępowego (sieć stacjonarna) Od punktu dostępowego (sieć stacjonarna) WDS (most) 0 1 0 1 0 0 1 1 (odbiornik) DA BSSID DA RA Address 2 (nadajnik) Address 3 Address 4 SA SA BSSID DA BSSID SA niewykorzy- stywane niewykorzy- stywane niewykorzy- stywane TA DA SA W polu Address 1 precyzuje się odbiorcę ramki. W wielu przypadkach adresem doce- lowym (DA — destination address) jest odbiornik (RA — receiver address), ale nie jest to regułą. Jeśli Address 1 jest ustawiony jako adres typu broadcast lub multicast, spraw- dzany jest również BSSID. Stacje odpowiadają wtedy jedynie na ramki typu broadcast lub multicast pochodzące z tej samej grupy BSS. Address 2 to adres nadajnika (TA — trans- mitter address) i wykorzystywany jest podczas wysyłania potwierdzeń. Pole Address 3 służy punktom dostępowym i systemowi dystrybucyjnemu do filtrowania, jednak wyko- rzystanie tego pola zależy od typu zastosowanej sieeci. W przypadku sieci IBSS punkty dostępowe nie są jej częścią, a więc nie mamy tu do czy- nienia z systemem dystrybucyjnym. Źródłem (SA — source address) jest nadajnik, a miej- scem docelowym — odbiornik. Wszystkie ramki niosą informację BSSID, żeby stacje mogły sprawdzać wiadomości typu broadcast i multicast; a jedynie stacje należące do tego samego BSS będą je przetwarzać. BSSID w sieci IBSS jest tworzony przez generator liczb losowych (random-number generator — RNG). Ramki danych 75 Standard 802.11 odróżnia źródło danych od nadajnika oraz analogicznie miejsce prze- znaczenia danych od odbiornika. Nadajnik wysyła ramkę do nośnika bezprzewodowego, ale nie musi koniecznie być jej twórcą. Podobna różnica okazuje się być prawdziwa w przy- padku adresów docelowych i odbiorników. Odbiornik może być pośrednim miejscem docelowym, ale ramki będą przetwarzane przez wyższe warstwy protokołu, dopiero gdy dotrą do swego celu. Aby szerzej omówić to zagadnienie, przyjrzyjmy się wykorzystaniu pól adresowych w sie- ciach stacjonarnych. Rysunek 4.4 pokazuje prostą sieć, w której bezprzewodowy klient jest połączony z serwerem za pomocą sieci 802.11. Ramki wysyłane przez klienta do serwera posługują się polami adresowymi w sposób przedstawieony w drugiej linii tabeli 4.2. Rysunek 4.4. Wykorzystanie pól adresowych w ramkach adr.esowanych do systemu dystrybucyjnego BSSID Każdy BSS posiada przypisany mu BSSID, tzn. 48-bitowy identyfikator binarny, który odróżnia każdy BSS od pozostałych BSS-ów w całej sieci. Główną zaletą identyfikatora BSSID jest funkcja filtrowania. Kilka niezależnych od siebie sieci bezprzewodowych może fizycznie się nakładać, a nie ma istotnego powodu, by jakaś sieć otrzymywała wiadomości typu broadcast warstwy łącza danych z sieci fizycznie nakładającej się. BSSID w BSS-ach stacjonarnych to adres MAC bezprzewodowego interfejsu w punkcie dostępowym tworzącym dany BSS. IBSS, czyli BSS-y niezależne, muszą z kolei same tworzyć BSSID dla powstających sieci. Dla zwiększenia prawdopo- dobieństwa uzyskania niepowtarzalnego adresu generowanych jest 46 losowych bitów. Bit Universal/Local nowego BSSID otrzymuje wartość 1, co wskazuje na adres lokalny, niewykraczający poza granice BSS, a bit Individual/Group otrzy- muje wartość 0. Uzyskanie identycznego BSSID dla dwóch osobnych sieci IBSS wymagałoby wygenerowania identycznych losowych 46 bitóew. Jeden adres BSSID jest zarezerwowany, a jest nim składający się z samych jedy- nek broadcast BSSID — BSSID rozgłoszeniowy. Ramki, które posługują się BSSID rozgłoszeniowym przechodzą przez wszelkie filtrowania w warstwie MAC. Trans- misje BSSID broadcast są wykorzystywane, tylko w sytuacjach gdy stacje przenośne usiłują zlokalizować sieć, wysyłając ramkę Probe Request. Ramki te, by wykryć obecność sieci, nie mogą być filtrowane przez filtr BSSID. Jedynymi ramkami mogą- cymi posługiwać się BSSID rozgłoszeniowym są właśnie ramki typu Probe. 76 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szcz egółów W przypadku ramek zaadresowanych do systemu dystrybucyjnego klient jest zarówno źródłem, jak i nadajnikiem. Odbiornikiem ramki bezprzewodowej jest punkt dostępowy, jednak jest on tylko pośrednim punktem docelowym. Kiedy ramka dociera do punktu dostępowego, jest przekazywana do systemu dystrybucyjnego, by mogła dotrzeć do ser- wera. Dlatego też punkt dostępowy jest odbiornikiem, a (ostatecznym) punktem docelowym jest serwer. W sieciach stacjonarnych punkty dostępowe tworzą stowarzyszone BSS-y za pomocą adresu swojego interfejsu bezprzewodowego i to właśnie dlatego adres odbiornika (Address 1) jest ustawiony na BSSID. Kiedy serwer odpowiada klientowi, ramki są transmitowane do klienta przez punkt dostę- powy, tak jak zostało to pokazane na rysunku 4.5. Scenariusz ten odpowiada zapisowi w trzeciej linii w tabeli 4.2. Rysunek 4.5. Wykorzystanie pól adresowych w ramkach otrzy.mywanych od systemu dystrybucyjnego Ramki są tworzone przez serwer, a więc adresem źródłowym ramek jest adres MAC serwera. Kiedy ramki są przekazywane przez punkt dostępowy, punkt ten podaje swój interfejs bezprzewodowy jako adres nadajnika. Tak jak w poprzednim przypadku, adres interfejsu punktu dostępowego jest również identyfikatorem BSSID. Ramki są w ostatecz- ności wysyłane do klienta, który jest zarówno miejscem przeznaczenia, jak i odbiornikiem. Czwarta linia w tabeli 4.2 ilustruje wykorzystanie pól adresowych w bezprzewodowym systemie dystrybucyjnym (wireless distribution system — WDS), czasami nazywanym mostem bezprzewodowym (wireless bridge). Na rysunku 4.6 dwie sieci przewodowe są połączone ze sobą punktami dostępowymi działającymi jako mosty bezprzewodowe. Ramki podró- żujące od klienta do serwera muszą skorzystać z bezprzewodowego systemu dystrybu- cyjnego. Adresy źródłowy i docelowy ramki bezprzewodowej pozostają adresami klienta i serwera. Niemniej jednak ramki te wskazują również nadajnik i odbiornik ramki w no- śniku bezprzewodowym. W przypadku ramek podróżujących od klienta do serwera na- dajnikiem jest punkt dostępowy po stronie klienta, a odbiornikiem punkt dostępowy po stronie serwera. Oddzielenie źródła od nadajnika umożliwia punktowi dostępowemu po stronie serwera wysyłanie potwierdzeń wymaganych przez standard 802.11 do swojego odpowiednika po stronie klienta, całość połączenia nie koliduje z przewodową warstwą łącza danych. Ramki danych 77 Rysunek 4.6. Bezprzewodowy system dystrybucyjny Wariacje na temat ramek danych Specyfikacja 802.11 posługuje się kilkoma różnymi typami ramek danych. Odmiany te są zależne od tego, czy usługa jest oparta na rywalizacji o dostęp, czy też bez niej. Ramki w transmisji bez rywalizacji o dostęp w imię wydajności mogą realizować kilka funkcji. Ramki danych mogą więc transmitować dane, ale po zmianie ich podtypu; w okresie bez rywalizacji o dostęp będą wykorzystywane do potwierdzania innych ramek, co pozy- tywnie wpłynie na nadmiar odstępów międzyramkowych i oddzielnych potwierdzeń. Oto kilka powszechnie stosowanych podtypów ramek danyech. Podtyp Data Ramki typu Data są transmitowane wyłącznie podczas oekresów opartych na rywalizacji o dostęp. Są to zwykłe ramki przeznaczone wyłączniee do przenoszenia danych w treści ramki od jednej stacji do drugiej. Podtyp Null Ramki typu Null (zerowe)1 są osobliwym tworem. Składają się z nagłówka MAC, po którym następuje pole końca ramki FCS. W tradycyjnyem Ethernecie puste ramki byłyby uznane za dziwaczną przesadę; w sieciach bezperzewodowych wykorzystują je stacje przenośne do informowania punktów dostępowych o zmianach w trybie oszczędzania energii. Kiedy stacja przechodzi w trybe uśpienia, punkt dostępowy musi rozpocząć buforowanie ramek do niej adresowanych. Jeślei stacja przenośna nie ma danych do wysłania systemem dystrybucyjnym, może posełużyć się ramką typu Null z bitem Power Management ustawionym w polu Frame Contreol. Punkty dostępowe nigdy nie przechodzą w tryb oszczędzania energii oreaz nie transmitują ramek typu Null. Sposób wykorzystania ramek typu Null przedstawiono na rysunku 4.7. Istnieje również kilka innych typów ramek stosowanych w okresach bez rywalizacji o dostęp. Jednak usługa bez rywalizacji o dostęp nie jest powszechnie wykorzystywana. Analiza ramek nierywalizujących o dostęp (Data+CF-Ack, Data+CF-Poll, Data+CF-Ack +CF-Poll, CF-Ack, CF-Poll i CF-Ack+CF-Poll) znajduje się w rozdziale 8. 1 Angielska nazwa typu ramki „Null” oznacza „zero”. Aby otdróżnić ramkę pustą (null frame) od ramki typu Null (Null frame), autor oryginału tej ksiątżki zwraca uwagę na potrzebę pisania tego drugiego wyrażenia wielką literą. Dotyczy to ocztywiście języka angielskiego — przyp. tłum. 78 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Rysunek 4.7. Ramka danych podtypu Null Ramkowanie stosowane Forma ramki danych zależeć może od typu sieci. Faktyczny podtyp ramki jest określany wyłącznie w polu podtypu (subtype) i nie wyraża się obecnością lub brakiem jakichkolwiek innych pól w ramce. Ramki IBSS W sieci IBSS stosuje się trzy pola adresowe, co pokazano na rysunku 4.8. Pierwszy adres identyfikuje odbiornik, który w przypadku IBSS jest również adresem docelowym. Drugi adres stanowi adres źródłowy. Po adresach źródłowym i docelowym ramki danych w sieci IBSS zostają opisane za pomocą BSSID. Kiedy bezprzewodowa warstwa MAC otrzymuje ramkę, sprawdza BSSID i przekazuje dalej tylko ramki w obecnym BSSID stacji do wyż- szych warstw protokołów. Rysunek 4.8. Ramki danych IBSS Ramki danych IBSS występują w podtypach Data i Null; ten drugi służy do komuniko- wania o stanie zużycia energii. Ramki danych 79 Ramki wychodzące z punktu dostępowego (AP) Rysunek 4.9 ilustruje format ramki wysyłanej z punktu dostępowego do stacji przenośnej. Tak jak we wszystkich ramkach danych, pierwsze pole adresowe oznacza w sieci bez- przewodowej odbiorcę ramki, będącego miejscem jej przeznaczenia. Drugi adres wskazuje na adres nadajnika. W sieciach stacjonarnych adres nadajnika jest adresem stacji w punkcie dostępowym, który jest również równy identyfikatorowi BSSID. Aż w końcu ramka po- daje swój źródłowy adres MAC. Rozdział źródła od nadajnika danych jest konieczny, ponieważ warstwa MAC w standardzie 802.11 wysyła potwierdzenia do nadajnika ramki (punktu dostępowego), a warstwy wyższe wysyłają odpowiedzi na adres źródłowy ramki. Rysunek 4.9. Ramki danych wychodzące z punktu dostępowego. W specyfikacji 802.11 nic nie zabrania punktom dostępowym transmitowania ramek typu Null, nie istnieje jednak żadna przyczyna, żeby je nadawać. Punktom dostępowym nie wolno posługiwać się procedurami oszczędzania energii i mogą one zatwierdzać ramki typu Null otrzymane od stacji bez wykorzystywania ramek typu Null do odpowiedzi. W praktyce punkty dostępowe wysyłają ramki typu Data w okresie dostępu do sieci opartego na rywalizacji, a ramki obsługujące funkcję CF-Poll — w okresach bez rywali- zacji o dostęp. Ramki adresowane do punktu dostępowego Rysunek 4.10 ilustruje format ramki wysyłanej ze stacji przenośnej w sieci stacjonarnej do punktu dostępowego obsługującego ją w danej chwili. Adresem odbiornika jest BSSID. W sieciach stacjonarnych BSSID jest adresem MAC stacji sieciowej z punktu dostępowego. Ramki adresowane do punktu dostępowego otrzymują swój adres źródłowy (nadawcy) z sieciowego interfejsu w stacji bezprzewodowej. Punkty dostępowe nie wykonują ope- racji filtrowania, natomiast wykorzystują trzeci adres do przekazywania dalej danych do odpowiedniej lokalizacji w systemie dystrybucyjnym.e 80 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Rysunek 4.10. Ramki danych adresowane do punktu dostęp.owego Ramki wychodzące z systemu dystrybucyjnego mają ustawiony bit ToDS, natomiast bit FromDS ma wartość 0. Stacje przenośne w sieci stacjonarnej nie mogą zostać koordyna- torami punktu i dlatego nigdy nie wysyłają ramek, które są wyposażone w funkcje odpy- tywania w usłudze bez rywalizacji o dostęp (Contention-Free Polling — CF-Poll). Ramki w bezprzewodowym systemie dystrybucyjnym Kiedy punkty dostępowe zostają zastosowane w topologii wykorzystującej most bez- przewodowy (lub — mówiąc inaczej — bezprzewodowy system dystrybucyjny WDS), wykorzystywane są wszystkie cztery adresy, co pokazano na rysunku 4.11. Jak wszyst- kie inne ramki danych, ramki WDS stosują pierwszy adres dla odbiornika ramki, a drugi — dla nadajnika. Warstwa MAC posługuje się tymi dwoma adresami do potwierdzeń i ruchu kontrolnego, takiego jak ramki RTS, CTS i ACK. Dwa kolejne pola adresowe są potrzebne dla wskazania źródła i miejsca przeznaczenia ramki i odróżnienia ich od adresów wykorzystywanych w łączach bezprzewodowych. Rysunek 4.11. Ramki WDS W bezprzewodowym połączeniu mostkowym zazwyczaj nie umieszcza się żadnych stacji przenośnych i nie wykorzystuje się okresu bez rywalizacji o dostęp. Punkty dostępowe otrzymują zakaz wchodzenia w tryb oszczędzania energii, a więc bit zarządzania energią jest zawsze ustawiony na wartość 0. Ramki kontrolne 81 Ramki wykorzystujące WEP Ramki chronione przez WEP nie są nowym typem ramek. Kiedy ramka zostaje poddana działaniu mechanizmu WEP, bit WEP w polu Frame Control zostaje ustawiony na 1, a pole Frame Body (treść ramki) rozpoczyna się od nagłówka WEP oepisanego w rozdziale 5. Ramki kontrolne Ramki kontrolne pełnią funkcje pomocnicze podczas dostarczania ramek danych. Zarzą- dzają one dostępem do nośnika bezprzewodowego (ale nie samym nośnikiem) i są odpo- wiedzialne za niezawodność warstwy MAC. Wspólne pole Frame Control Wszystkie ramki kontrolne posługują się tym samym polem Frame Control. Pokazano je na rysunku 4.12. Rysunek 4.12. Pole Frame Control w ramkach kontrolnyc.h Protocol version Na rysunku 4.12 pole Protocol widoczne jest jako 0, poneieważ obecnie jest to jedyna istniejąca wersja. W przyszłości mogą pojawić się róewnież inne wersje. Type Ramkom kontrolnym przypisany jest identyfikator Type (typ) o wartości 01. Z definicji wszystkie ramki kontrolne posługują sięe tym identyfikatorem. Subtype To pole wskazuje na Subtype (podtyp) transmitowanej raemki kontrolnej. ToDS, FromDS Ramki kontrolne arbitrażowo przyznają dostęp do nośnika bezprzewodowego i z tego powodu ich miejscem pochodzenia mogą być jedeynie stacje bezprzewodowe. System dystrybucyjny nie wysyła ramek kontrolnych anei nie otrzymuje ich, a więc bity ToDS i FromDS są zawsze ustawione na 0. More Fragments Ramki kontrolne nie podlegają fragmentacji, a więc beit More Fragments, wskazujący na istnienie kolejnych fragmentów, jest zawsze ustaweiony na 0. 82 Retry Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Ramki kontrolne nie są ustawiane w kolejce do retraensmisji, tak jak ramki zarządzające lub ramki danych, a więc bit Retry (ponowienie próby) ejest zawsze ustawiony na 0. Power Management Bit Power Management jest ustawiony na taką wartość, ketóra będzie wskazywać, w jakim trybie pod względem zarządzania energią (power management) będzie się znajdować stacja po ukończeniu bieżącej wymiany rameke. More Data Bit More Data jest wykorzystywany wyłącznie w ramkach ezarządzających i ramkach danych, a więc w ramkach kontrolnych bit ten jest zawesze ustawiony na 0. WEP Ramki kontrolne nie mogą być kodowane za pomocą WEP, setosowanego wyłącznie do ramek danych i zapytań o skojarzenie (association request). Tym samym w ramkach kontrolnych bit WEP jest zawsze ustawiony na 0. Order Ramki kontrolne są komponentami operacji atomowych weymian ramek i z tego powodu nie mogą być transmitowane poza kolejnością. eW związku z tym bit Order jest ustawiony na wartość 0. RTS — ramka Request To Send Ramki RTS służą do uzyskiwania kontroli nad nośnikiem w celu transmisji „dużych” ramek, przy czym wielkość tych ramek zdefiniowana została przez próg RTS w sterow- niku karty sieciowej. Dostęp do nośnika może być rezerwowany tylko dla ramek typu unicast; ramki typu broadcast i multicast są zwyczajnie transmitowane. Format ramki RTS został pokazany na rysunku 4.13. Tak jak w przypadku wszystkich ramek kontrol- nych, ramka RTS w całości jest nagłówkiem. W treści ramki nie transmituje się żadnych danych, a zaraz za nagłówkiem znajduje się pole FCS. Rysunek 4.13. Ramka RTS Ramki kontrolne 83 Na nagłówek MAC ramki RTS składają się cztery pola. Frame Control W polu Frame Control nie można się doszukać niczego wyejątkowego. Podtyp ramki jest ustawiony na wartość 1011, co wskazuję, że jest to eramka RTS, ale poza tym charakteryzuje się wszystkimi innymi polami typowymei dla pozostałych ramek kontrolnych. (Najbardziej znaczące bity w specyfikacjie 802.11 znajdują się na końcu pól, co oznacza, że bit 7. jest najważniejszym bitem ew polu Subtype). Duration Ramka RTS podejmuje próby rezerwowania nośnika na pełneą wymianę ramek i z tego względu nadawca ramki RTS oblicza czas potrzeebny na przesłanie sekwencji wymiany ramek po zakończeniu ramki RTS. Cała wymiana, ektóra została przedstawiona na rysunku 4.14, wymaga czasu równego trzem okresom SIFS, długości nadania jednego CTS oraz ostatniego ACK plus czas potrzebny na transmiseję ramki lub pierwszego jej fragmentu. (Wiązki fragmentacyjne posługują się nastęepującymi po sobie fragmentami w celu uaktualniania pola Duration). Liczba mikrosekuend potrzebna na transmisję jest obliczana i umieszczana w polu Duration. Jeśli weynik jest wartością ułamkową, zostaje zaokrąglony do następnej mikrosekundy. Rysunek 4.14. Pole Duration w ramce RTS Address 1: Receiver Address (adres odbiornika) Pole to wskazuje stację, która jest zamierzonym adreesatem dużej ramki. Address 2: Transmitter Address (adres nadajnika) Pole to wskazuje nadawcę ramki RTS. CTS — ramka Clear To Send Ramki CTS są odpowiedziami na ramki RTS. Ich format pokazaeno na rysunku 4.15. Na nagłówek MAC ramki CTS składają się trzy pola. Frame Control Podtyp ramki jest ustawiony na wartość 1100, która wskaezuje, że jest to ramka CTS. 84 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Rysunek 4.15. Ramka CTS Duration Nadawca ramki CTS posługuje się wartością pola Duration ramki RTS do obliczeń swojego czasu trwania. Ramki RTS rezerwują nośnik dla ecałej wymiany RTS-CTS- ramka-ACK. Gdy nadchodzi kolej na transmisję ramki CTS, deo wysłania pozostają jedynie ramka lub jej fragment oraz potwierdzenie. eNadawca ramki CTS odejmuje od okresu trwania ramki RTS czas potrzebny do wysłania ramki CTS oraz okres SIFS poprzedzający CTS, a wynik tych obliczeń umieszcza w polu Duration. Rysunek 4.16 ilustruje zależność między wartościami pola Duration ramki CTS i ramki RTS. Rysunek 4.16. Pole Duration ramki CTS Address 1: Receiver Address (adres odbiornika) Odbiorcą ramki CTS jest nadajnik ramki RTS, a więc MAC kopeiuje adres nadajnika ramki RTS i zapisuje jako adres odbiornika ramki CTS. Ramki potwierdzenia — ACK Ramki ACK są używane do wysyłania pozytywnych potwierdzeń wymaganych przez warstwę MAC i stosuje się je przy każdej transmisji danych, w tym w zwykłych trans- misjach; ramki te są poprzedzane przez uzgodnienie RTS/CTS i ramki fragmentowane (patrz rysunek 4.17). Na nagłówek MAC ramki ACK składają się trzy pola. Frame Control Podtyp ramki jest ustawiony na wartość 1101, która wskazeuje, że jest to ramka ACK. Ramki kontrolne 85 Rysunek 4.17. Ramka ACK Duration Pole czasu trwania może być ustawione na jeden z dwóceh sposobów w zależności od pozycji ACK w układzie wymiany ramek. Potwierdzeniae ACK dla kompletnych ramek danych i ostatnich fragmentów w wiązce ustawiajeą pole Duration na 0. Nadawca danych wskazuje na koniec transmisji danych perzez ustawienie bitu More Fragments w nagłówku Frame Control na wartość 0. Jeśli bit More Fragments wynosi 0, transmisję uznaje się za ukończoną i nie ma potrzeeby utrzymania kontroli nad kanałem radiowym dla kolejnych transmisji. W związkeu z tym pole Duration zostaje ustawione na wartość 0. Jeśli bit More Fragments wynosi 1, oznacza to, że wiązkea fragmentacyjna jest w trakcie nadawania. Pole Duration zachowuje się wtedy tak samoe jak w ramce CTS. Czas potrzebny do transmisji potwierdzenia ACK i jego odsteępu SIFS jest odejmowany od okresu trwania w ostatnim transmitowanym fragmenecie (patrz rysunek 4.18). Obliczanie czasu trwania w nieostatnich ramkach ACK przeypomina obliczenia dla ramek CTS. Prawdę mówiąc, specyfikacja 802.11 ustawienia pola Duration w ramkach ACK określa jako wirtualne CTS. Rysunek 4.18. Czas trwania w nieostatnich ramkach ACK Address 1: Receiver Address (adres odbiornika) Adres odbiornika jest kopią adresu nadawcy ramki, ketórej odbiór się potwierdza. Ze strony technicznej wygląda to następująco: adres jest kopiowany z pola Address 2 ramki otrzymującej potwierdzenie. Potwierdzenia są eodpowiedzią na nakierowane ramki danych, ramki zarządzające oraz ramki PS-Poll. 86 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szcz egółów Ramki Power-Save Poll (PS-Poll) Kiedy stacja przenośna budzi się z trybu oszczędzania energii, wysyła ramkę PS-Poll do punktu dostępowego, by odebrać wszystkie ramki buforowane dla niej w okresie, gdy była nieaktywna. Format ramki PS-Poll przedstawia rysunek 4.19. Rysunek 4.19. Ramka PS-Poll Na nagłówek MAC ramki PS-Poll składają się cztery pola. Frame Control Podtyp ramki jest ustawiony na wartość 1010, która wskaezuje, że jest to ramka PS-Poll. AID — Association ID Trzeci i czwarty bajt w nagłówku MAC ramka PS-Poll wykorzystuje nie na pole Duration, lecz na identyfikator AID. Jest to wartość numeeryczna przypisywana przez punkt dostępowy w celu określenia skojarzenia. Umiesezczenie AID w ramce pozwala punktowi dostępowemu znaleźć wszelkie ramki buforowanee dla nowo obudzonej stacji przenośnej. Address 1: BSSID To pole zawiera BSSID dla BSS-u utworzonego przez punkt doestępowy, z którym nadawca jest obecnie skojarzony. Address 2: Transmitter Address (adres nadajnika) Jest to adres nadawcy ramki PS-Poll. Association ID (AID) W ramkach PS-Poll pole Duration/ID wypełnione jest raczej identyfikatorem AID, a nie wartością wykorzystywaną przez wirtualną funkcję rozpoznania stanu no- śnika (carrier-sensing). Kiedy stacje przenośne łączą się z punktem dostępowym, punkt ten nadaje im wartość noszącą nazwę Association ID (AID) i mieszczącą się w zakresie od 1 do 2007. AID służy licznym zadaniom, które zostały opisane w tej książce. Ramki zarządzające 87 Ramka PS-Poll nie zawiera informacji o czasie trwania, która umożliwia uaktualnienie wektora alokacji sieci NAV. Jednakże wszystkie stacje otrzymujące ramkę PS-Poll uaktu- alniają NAV za pomocą odstępu SIFS i czasu potrzebnego do transmisji potwierdzenia. Automatyczne uaktualnianie wektora NAV pozwala punktowi dostępowemu transmi- tować ACK z małym prawdopodobieństwem kolizji ze stacjeą przenośną. Ramki zarządzające Zarządzanie stanowi pokaźną część specyfikacji 802.11. Opisuje ona kilka różnych typów ramek zarządzających stosowanych w usługach, które w sieciach przewodowych są ope- racjami łatwymi. W sieciach takich ustalenie tożsamości stacji sieciowej jest proste, po- nieważ każde połączenie sieciowe wymaga pociągnięcia kabla z centralnej lokalizacji do nowej stacji roboczej. W wielu przypadkach tablice połączeń w szafie z okablowaniem przy- spieszają instalację, jednak najważniejsza kwestia pozostaje niezmienna: nowe połączenia sieciowe powstają (są uwierzytelniane) po osobistej wizycie (osobistym logowaniu), w mo- mencie gdy zakłada się nowe połączenie. Aby rozwiązania w sieciach bezprzewodowych były równie komfortowe, muszą oferować pewne funkcje zarządzające. Standard 802.11 dzieli całą procedurę na trzy komponenty. Stacje przenośne, poszukując możliwości połączenia się z siecią, są zmuszone do zlokali- zowania najpierw kompatybilnej sieci bezprzewodowej. (Dla sieci przewodowych etap ten wymaga zazwyczaj odnalezienia odpowiedniego gniazda w ścianie). Następnie sieć musi sprawdzić tożsamość stacji przenośnych, aby ustalić, czy stacja, która została uwierzy- telniona, może połączyć się z siecią. (Odpowiednik tego kroku w sieciach przewodowych jest przeprowadzany przez samą sieć. Jeśli sygnały nie mogą opuścić kabla, uzyskanie fizycznego dostępu jest już w pewnym stopniu procesem uwierzytelniającym). Aż w końcu stacje przenośne muszą zostać skojarzone (powiązane) z punktem dostępowym, żeby otrzy- mać dostęp do przewodowego szkieletu sieci, co jest odpowiednikiem wpięcia kabla do sieci przewodowej. Struktury ramek zarządzających Ramki zarządzające przekazywane w sieciach bezprzewodowych posiadają strukturę pokazaną na rysunku 4.20. Rysunek 4.20. Ogólny schemat struktury ramki zarządzającej 88 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Nagłówek MAC jest taki sam we wszystkich ramkach zarządzających; nie zależy od pod- typu ramki. Niektóre z ramek zarządzających posługują się treścią ramki do przesyłania informacji, które są charakterystyczne dla konkretnyech podtypów. Pola adresowe Jak w przypadku wszystkich innych ramek, pierwsze pole adresowe reprezentuje adres docelowy ramki. Niektóre z ramek zarządzających służą do zatrzymania pewnych wła- ściwości w granicach jednego BSS-u. Aby ograniczyć wpływ ramek zarządzających typu broadcast i multicast, po otrzymaniu ramki stacje sprawdzają jej identyfikator BSSID. Jedynie ramki typu broadcast i multicast z BSSID, z którym stacja jest w danej chwili skojarzona, są przekazywane do warstw zarządzających MAC. Jedynym wyjątkiem od tej reguły są ramki Beacon, które informują o obecności sieci bezprezewodowej. BSSID jest nadawany w podobny sposób. Punkty dostępowe posługują się adresem MAC interfejsu sieci bezprzewodowej jako identyfikatorem BSSID. Stacje przenośne przyjmują BSSID punktu dostępowego, z którym są obecnie skojarzone. Stacje w sieci IBSS używają BSSID-u losowo wygenerowanego przez BSS. Istnieje jeden wyjątek od reguły: ramki wysyłane przez stację przenośną szukające konkretnej sieci mogą posługiwać się BSSID sieci, której szukają, lub wykorzystać BSSID typu broadcast, żeby odnaleźć wszystkie stacje znajdujące się w sąsiedztwie. Obliczenia czasu trwania Ramki zarządzające stosują pole Duration w taki sam esposób jak inne ramki. 1. Wszystkie ramki, które są wysyłane w okresie bez ryewalizacji o dostęp, ustawiają czas trwania (Duration) na 32 768. 2. Ramki transmitowane podczas okresów z rywalizacją oe dostęp, posługujące się jedynie DCF, stosują pole Duration do blokowania dostęepu do nośnika, by umożliwić zakończenie atomowych wymian ramek. a) Jeśli ramka jest typu broadcast lub multicast (adres edocelowy obejmuje grupę adresatów), pole Duration jest ustawione na wartość 0.e Ramki te nie wymagają potwierdzenia, a więc wektor NAV nie jest potrzebny deo blokowania dostępu do nośnika. b) Jeśli nieostatni fragment jest częścią wymiany wieloraemkowej, pole Duration ustawione jest na liczbę mikrosekund potrzebną na terzy odstępy SIFS, następny fragment i jego potwierdzenie. c) Fragmenty ostatnie w pole Duration wpisują wartość, kteóra jest czasem wymaganym dla wysłania jednego potwierdzenia i jedneego odstępu SIFS. Treść ramki Ramki zarządzające charakteryzują się dość dużą elastycznością. Większość danych za- wartych w treści zasadniczej ramki (Frame Body) zajmuje pola o stałej długości noszące Ramki zarządzające 89 nazwę pól stałych (Fixed Fields) oraz pola o zróżnicowanej długości noszące nazwę elementów informacyjnych (Information Elements). Elementy informacyjne są blobami2 danych, charak- teryzującymi się różnymi rozmiarami. Każdy pakiet danych jest wyposażony w etykietkę z numerem typu i rozmiarem. Jasne jest, że element informacyjny konkretnego typu wy- posażony jest w pole danych interpretowane w konkretny sposób. Nowe elementy infor- macyjne mogą być definiowane przez nowsze nowelizacje specyfikacji 802.11. Rozwiązania, które wyprzedzają w czasie nowelizacje, mogą ignorować nowsze elementy. Stare im- plementacje opierają się na sprzęcie kompatybilnym wstecz i często okazuje się, że nie mogą one podłączyć się do sieci opartych na nowszych standardach. Szczęśliwym tra- fem istnieje możliwość wyłączenia nowych opcji, gdy przeszkadzają one w osiągnięciu zgodności sprzętowej. W tej części rozdziału przedstawione zostaną pola stałe i elementy informacyjne będące częściami składowymi ramek zarządzających oraz sposób ich zestawienia ze sobą w tychże ramkach. Standard 802.11 precyzuje kolejność, w jakiej mają się pojawiać elementy infor- macyjne, przy czym nie wszystkie elementy są obowiązkowe. Niniejsza książka prezentuje każdą część składową ramek w konkretnej kolejności, a rozważania na temat konkret- nych podtypów zwracają uwagę na to, które z części rzadko występują, a które wzajemnie się wykluczają. Komponenty o stałej długości W ramkach zarządzających pojawia się dziesięć pól o stałej długości. Pola te są często po prostu określane mianem pól w odróżnieniu od elementów informacyjnych, charaktery- zujących się zmienną długością. Pole Authentication Algorithm Number Dwa bity są przeznaczone na pole Authentication Algoriethm Number (numer algorytmu uwierzytelniającego), pokazane na rysunku 4.21. Pole to identyfikuje typ uwierzytelnie- nia stosowany w procesie uwierzytelniania. (Proces uwierzytelniania został szczegółowo opisany w rozdziale 7.). Dopuszczalne wartości dla tego pola przedstawia tabela 4.3. Aktualnie tylko dwie wartości zostały zdefiniowane, a pozostałe są zarezerwowane dla przyszłych procesów standaryzacyjnych. Rysunek 4.21. Pole Authentication Algorithm Number 2 Termin „blob” sam w sobie znaczy tyle co kropla, kula i tnie został pierwotnie ukuty jako skrót od Dużego Obiektu Binarnego („Binary Large Object”, czy „Basic Large Object”), ale zaczerpnięty z filmu klasy „B” noszącego tytuł „The Blob”, w którym Blob btył bezkształtną istotą z kosmosu, która zjadała duże połacie Stanów Zjednoczonych — przyp. tłum. 90 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Tabela 4.3. Wartości pola Authentication Algorithm Numbe.r Wartość 0 1 2 – 65 535 Znaczenie uwierzytelnienie typu Open System uwierzytelnienie typu Shared Key zarezerwowane Authentication Transaction Sequence Number Uwierzytelnianie jest procesem wieloetapowym, który składa się ze składanego przez punkt dostępowy wezwania do podania tożsamości (challenge) i odpowiedzi dawanej przez stację przenośną podejmującą próbę skojarzenia się z punktem. Authentication Transaction Sequence Number pokazany na rysunku 4.22 jest dwubitowym polem wykorzystywanym do śledzenia procesu przez wymianę ramek zmierzającą do uzyskania uwierzytelniania. Przyjmuje ono wartości od 1 do 65 535, natomiast nigdy nie zostaje ustawione na wartość 0. Zastosowanie tego pola zostało opisane w rozdziale e7. Rysunek 4.22. Pole Authentication Transaction Sequence .Number Beacon Interval Transmisje typu Beacon w regularnych odstępach czasu komunikują o istnieniu sieci 802.11. Ramki Beacon niosą informację o parametrach BSS-u i ramkach buforowanych przez punkty dostępowe, tak więc stacje przenośne muszą słuchać tych komunikatów. Beacon Interval (odstęp Beacon) pokazany na rysunku 4.23 jest 16-bitowym polem wska- zującym liczbę jednostek czasu pomiędzy transmisjami typu Beacon. Jedna jednostka czasu (Time Unit — TU) to 1 024 mikrosekund (µs), co stanowi około 1 milisekundy. Jednostki czasu bywają nazywane kilomikrosekundami w różnych źródłach (Kµs lub kµs). Najczęściej odstęp Beacon jest ustawiony na 100 jednostek czasu, co odpowiada odstępowi między transmisjami typu Beacon o długości około 100 milisekuend lub 0,1 sekundy. Rysunek 4.23. Pole Beacon Interval Pole Capability Information 16-bitowe pole Capability Information pokazane na rysunku 4.24 jest wykorzystywane w transmisjach typu Beacon w celu informowania o możliwościach (capability) sieci. Pole Ramki zarządzające 91 Rysunek 4.24. Pole Capability Information to jest stosowane również w ramkach Probe Request i Probe Response. W polu Capability Information każdy bit występuje jako flaga reklamująca konkretną funkcję sieci. Stacje posługują się informacją o możliwościach sieci do określania, czy są w stanie obsługiwać wszystkie funkcje obowiązujące w BSS. Stacje, które nie posiadają wszystkich funkcji wy- mienionych w tym polu, nie otrzymują zezwolenia na włączenie się do sieci. ESS/IBSS Oba te bity wzajemnie się wykluczają. Punkty dostępoewe ustawiają wartość pola ESS na 1 i pola IBSS na 0, żeby wskazać, że punkt dostępowy jeest częścią sieci stacjonarnej. Stacje znajdujące się w sieci IBSS ustawiają pole ESS na ewartość 0, a pole IBSS na 1. Privacy Ustawienie bitu Privacy na wartość 1 wymaga użycia protoekołu WEP dla zachowania poufności. W sieciach stacjonarnych nadajnikiem jest peunkt dostępowy. W sieciach IBSS transmisja Beacon musi być przeprowadzana przez steację znajdującą się w IBSS. Short preamble Pole to zostało dodane do specyfikacji 802.11b, by obsłeugiwać warstwę fizyczną w szybkiej technologii DSSS. Ustawienie go na wartość 1 weskazuje, że sieć posługuje się krótką preambułą w sposób opisany w rozdziale 1e0. Zero oznacza, że opcja ta nie jest wykorzystywana i jest zabroniona w sieci BSS. PBCC Pole PBCC (Packet Binary Convolution Coding) zostało dodane do specyfikacji 802.11b, by obsługiwać warstwę fizyczną w szybkiej technologiie DSSS. Kiedy jego wartość jest ustawiona na 1, wskazuje ono, że sieć posługuje esię schematem modulacji PBCC, opisanym w rozdziale 10. Zero oznacza, że opcja ta niee jest wykorzystywana i jest zabroniona w sieci BSS. Channel Agility Pole to zostało dodane do specyfikacji 802.11b, by obsłeugiwać warstwę fizyczną w szybkiej technologii DSSS. Kiedy jego wartość jest ustaewiona na 1, wskazuje ono, że sieć posługuje się opcją Channel Agility, opisaną w rozdziale 10. Zero oznacza, że opcja ta nie jest wykorzystywana i jest zabroniona w sieci BSS. Bity Contention-free polling Stacje i punkty dostępowe posługują się tymi dwoma ebitami jako etykietkami. Znaczenia tych etykiet zostały przedstawione w tabeeli 4.4. 92 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Tabela 4.4. Interpretacja bitów odpytywania (polling) w Capa.bility Information CF-Pollable CF-Poll Request Interpretacja Zastosowanie w stacjach 0 0 1 1 Zastosowanie w punktach dostępowych 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Stacja nie obsługuje odpytywania. Stacja obsługuje odpytywanie, ale nie ubiega się o miejsce na liście odpytywań. Stacja obsługuje odpytywanie i ubiega się o miejsce na liście odpytywań. Stacja obsługuje odpytywanie i ubiega się o niewciąganie jej na listę odpytywań (w rezultacie stacja jest traktowana, jakbyt nie obsługiwała operacji bez rywalizacji o dostęp). Punkt dostępowy nie wdraża funkcji koordynacji punktu. Punkt dostępowy używa PCF do dostarczania ramek, ale nie obsługuje odpytywania. Punkt dostępowy używa PCF do dostarczania ramek i odpytywania. Zarezerwowane, nieużywane. Pole Current AP Address Stacje przenośne posługują się polem Current AP Address (adres bieżącego punktu do- stępowego), pokazanym na rysunku 4.25, żeby podać adres MAC punktu dostępowego, z którym są skojarzone. Pole to ma na celu ułatwiać uzyskanie skojarzeń i skojarzeń po- nownych. Stacje transmitują adres punktu, który był odpowiedzialny za ostatnie skoja- rzenie z siecią. Kiedy skojarzenie zostanie nawiązane z innym punktem dostępowym, pole to może przenieść skojarzenie i odebrać wszystkiee ramki buforowane. Rysunek 4.25. Pole Current AP Address Listen Interval W wydłużenia żywotności baterii stacje wyłączają anteny w bezprzewodowych interfej- sach sieciowych. Gdy stacje znajdują się w stanie uśpienia, punkty dostępowe muszą dla nich buforować ramki. Uśpione stacje budzą się w pewnych odstępach czasu i słuchają ogłoszeń o ruchu sieciowym, co pozwala im ocenić, czy punkty dostępowe mają dla nich Ramki zarządzające 93 jakieś buforowane ramki. Kiedy stacje kojarzą się z punktem dostępowym, częścią zapi- sanych danych jest Listen Interval. Jest on liczbą odstępów typu Beacon, przez długość których stacje czekają, zanim ponownie rozpoczną słuchanie ramek Beacon. Listen Interval pokazany na rysunku 4.26, pozwala stacjom przenośnym poinformować punkt dostępowy, jak długo musi zachowywać dla nich buforowane ramki. Dłuższe odstępy Listen Interval wymagają większej pamięci punktu dostępowego potrzebnej do buforowania ramek. Punkty dostępowe mogą wykorzystać tę funkcję do oceny wymaganych zasobów i od- rzucić skojarzenia wymagające zbyt dużych zasobów. Odstępy Listen Interval zostały omówione w rozdziale 7. Rysunek 4.26. Pole Listen Interval Association ID Association ID, pokazane na rysunku 4.27, jest polem 16-bitowym. Kiedy stacje kojarzą się z punktem dostępowym, zostaje im przypisany numer identyfikacyjny powiązania, pomocny w realizacji funkcji kontrolnych i zarządzania. Mimo że do tworzenia Associa- tion ID dostępnych jest 14 bitów, AID to liczby z zakresu od 1 do 2 007. Dla zachowania kompatybilności z polem Duration/ID w nagłówku MAC dwa najważniejsze bity są ustawione na 1. Rysunek 4.27. Pole Association ID Pole Timestamp Pole Timestamp, pokazane na rysunku 4.28, umożliwia synchronizację między stacjami w jednej sieci BSS. Główny czasomierz w BSS co jakiś czas informuje, jak długo jest już aktywny. Czas ten podaje w mikrosekundach. Kiedy licznik osiąga swoją maksymalną wartość, zeruje się. (Wyzerowanie się licznika jest bardzo mało prawdopodobne, kiedy weźmiemy pod uwagę okres, jaki musiałby minąć, by doprowadzić do wyzerowania się 64-bitowego licznika. W okresie ponad 580 000 lat, zanim ten licznik się wyzeruje, z całą pewnością zdąży powstać niejeden program korekcyjny). 94 Rozdział 4. Ramki w sieciach 802.11 — więcej szczegółów Rysunek 4.28. Pole Timestamp Pole Reason Code Stacje posiadają możliwość wysyłania ramek Disassociation (zerwanie skojarzenia) lub Deauthentication (zerwanie uwierzytelnienia) w odpowiedzi na ruch sieciowy, kiedy nadawca w nieodpowiedni sposób włączył się do sieci. Częścią takiej ramki jest 16-bitowe pole Reason Code, pokazane na rysunku 4.29, a mające na celu informowanie, co nadawca zrobił w nieodpowiedni sposób. Tabela 4.5 pokazuje, dlaczego generowane są niektóre pola Reason Code. Dla pełnego zrozumienia zastosowania Reason Code wymagane jest pozna- nie różnych klas ramek i stanów stacji bezprzewodowych; to zagadnienie zostało przed- stawione w podrozdziale „Transmisja ramek oraz stanye skojarzenia i uwierzytelnienia”. Rysunek 4.29. Pole Reason Code Tabela 4.5. Reason Code Kod Przyczyna 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 – 65 535 Zarezerwowane; nieużywane. Nieokreślone. Wcześniejsze uwierzytelnienie nie jest ważne. Stacja opuściła BSS lub ESS i straciła uwierzytelnienie. Upłynął czas dozwolonej nieaktywności i zerwano skojarzenie ze stacją. Zerwanie skojarzenia w wyniku niewystarczających zasobów punktu dostępowego. Nieprawidłowy typ lub podtyp ramki otrzymany od stacji bez uwierzytelnienia. Nieprawidłowy typ lub podtyp ramki otrzymany od stacji bez skojarzenia. Stacja opuściła BSS lub ESS i straciła skojarzenie. Wymagane jest skojarzenie lub zerwanie skojarzenia, zatnim uwierzytelnianie zostanie zakończone. Zarezerwowane; nieużywane. Ramki zarządzające Pole Status Code 95 Pole Status Code informuje o udanej lub nieudanej operacji. W polu tym, pokazanym na rysunku 4.30, znajduje się 0, gdy operacja ukończona została pomyślnie i wartość inna niż zero — w przypadku porażki. Tabela 4.6 pokazuje Status Code, które poddane zostały standaryzacji. Rysunek 4.30. Pole Status Code Tabela 4.6. Status Code Kod 0 1 2 – 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Wyjaśnienie kodu Operacja zakończona pomyślnie. Nieokreślony błąd. Zarezerwowane; nieużywane. Żądany zestaw możliwości jest zbyt obszerny i nie może zostać przyjęty. Odmowa ponownego skojarzenia; poprzednie skojarzenie nie może zostać zidentyfikowane lub przeniesione. Odmowa skojarzenia z powodu nieokreślonego w standardzie 802.11. Żądany algorytm uwierzytelniania nie jest obsługiwany. Nieoczekiwany numer sekwencji uwierzytelniania. Odrzucenie uwierzytelnienia; niepomyślna odpowiedź na sygnał wezwania (challenge). Odrzucenie uwierzytelnienia; kolejna ramka w sekwencjti nie pojawiła się w oczekiwanym oknie. Odmowa skojarzenia; punkt dostępowy ma ograniczone zasoby. Odmowa skojarzenia; stacja przenośna nie obsługuje wszytstkich szybkości transmisji danych wymaganych przez BSS. 19 (802.11b) Odmowa skojarzenia; stacja przenośna nie obsługuje opcji Short Preamble. 20 (802.11b) Odmowa skojarzenia; stacja przenośna nie obsługuje opcji modulowania typu PBCC. 21 (802.11b) Odmowa skojarzenia; stacja przenośna nie obsługuje opcji Channel Agility. 22 – 65 535 Zarezerwowane dla przyszłych prac standaryzacyjnych. Elementy informacyjne ramek zarządzających Elementy informacyjne są dowolnej długości komponentami ramek zarządzających. Stan- dardowy element info
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny
Autor:

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: