WLAN und Hotspot - Tutorial
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

WLAN und Hotspot - Tutorial

on

  • 2,037 views

 

Statistics

Views

Total Views
2,037
Views on SlideShare
2,035
Embed Views
2

Actions

Likes
0
Downloads
21
Comments
0

1 Embed 2

http://www.slideshare.net 2

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment
  • 9

WLAN und Hotspot - Tutorial WLAN und Hotspot - Tutorial Presentation Transcript

  • WLAN und Hotspots Dr. Frank Golatowski Universität Rostock Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
  • Gliederung
    • Motivation
    • Einführung in den IEEE WLAN-Standard
      • Entwurfsziele für drahtlose Netzwerke
      • Überblick über die IEEE 802.11 – Standards
      • Systemarchitektur
      • Protokollarchitektur
    • Geräte
    • Hotspots
    • Presseerklärung vom 7.Nov. 2000
    • Erklärung von Jan Lindgren, Vizepräsident und Generalmanager für Ericsson Mobile Internet Solution
    • „ Ericsson glaubt, dass innerhalb der nächsten drei Jahre (gerechnet von 2000) die Anzahl der mobilen Internetnutzer die Anzahl der drahtgebundenen Internet-nutzer überschreiten wird…“
  • Mobiles Internet
    • Ein mobiles Internet sollte ein ähnliches Preis/ Leistungsverhältnis haben, wie beim drahtgebundenen Internetzgang.
      • Hoher Datendurchsatz und Flatrate
      • z.B. SMS-Kosten
        • Preis pro SMS 0,17 Cent (2003) D2Vodafone
        • 0,17 Cent für 160 Zeichen
        • 1 MByte = 1.048 576 Bytes
        • 6554 volle SMS : Preis pro Megabyte  1114 € pro MByte SMS
        • Bei SMS mit 100 Zeichen: 10485 SMS  1782 € pro MByte SMS
  • IEEE 802.11 Standard
    • Entwurfsziele für drahtlose Netzwerke
    • Überblick über die IEEE 802.11 – Standards
    • Systemarchitektur
    • Protokollarchitektur
  • Entwurfsziele drahtloser Netzwerke
    • Weltweit lizenzfreies Band
    • Spezifikation eines einfachen und robusten drahtlosen LANs
    • Nahtlose Integration in existierende LANs
      • Medienzugriffssteuerung über unterschiedliche Bitübertragungsschichten
      • Anwendungen und Protokolle der höheren Schichten sollen weiter nutzbar sein
    • Abhörsicherheit
    • Keine Beeinträchtigung der Gesundheit
    • Investitionsschutz
  • Eigenschaften
    • Energiesparfunktionen für mobile Systeme
    • Berücksichtigung versteckter Endgeräte
    • Einfache Handhabung und Verwaltung
    • Hohe Datenraten
  • IEEE 802.11 Standards FHSS Frequency Hopping Sequence Spectrum DSSS Digital Sequence Spread Spectrum OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Begrenzte Anzahl gemeinsam installierter WLANs Größere Reichweite als 802.11a 802.11a/ 802.11b OFDM 32 Mbps 54 Mbps 2,4 GHz 802.11g Datenrate zu gering für einige Anwendungen 802.11a DSSS 6-7 Mbps 11 Mbps 2,4 GHz 802.11b Hohe Bitrate in einem weniger überfüllten Spektrum Kleinste Reichweite aller 802.11 Standards  OFDM 32 Mbps 54 Mbps 5,0 GHz 802.11a Größere Reichweite Begrenzte Bitrate  FHSS/ DSSS/ IrDA 1,2 Mbps 2 Mbps 2,4 GHz 802.11 Vorteil Nachteil Kompa-tibel mit Übertra-gungs- Technik Netto Daten-rate Brutto Daten-Rate Spektrum Standard
  • Frequenzaufteilung des ISM-Bandes
  • Freigabe des 5 Ghz-Spektrums
    • 13.11.2001, Amtsblatt der Regulierungsbehörde RegTP
    Quelle: Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post, http://www.regtp.de/imperia/md/content/reg_tele/frequenznutzung/vfg35_02.pdf
  • Sytemarchitektur
    • 3 grundsätzliche Architekturen
      • Infrastrukturnetz
      • Ad-Hoc Netz
      • Distributionsnetz
    • CSMA/CA anstelle von CSMA/CD
    • Keine näheren Angaben, wie Zugangspunkte miteinander verbunden werden
      • Keine Aussagen zum Roaming
  • 802.11 - Architektur - Infrastrukturnetz
    • Station (STA)
      • Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium und Funk-kontakt zum Access Point
    • Basic Service Set (BSS)
      • Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen
    • Access Point
      • Station, die sowohl in das Funk- LAN als auch das verbindende Festnetz (Distribution System) integriert ist
    • Portal
      • Übergang in ein anderes Festnetz
    • Distribution System
      • Verbindung verschiedener Zellen um ein Netz (EES: Extended Service Set) zu bilden
    ESS 802.11 LAN 802.x LAN 802.11 LAN
  • 802.11 - Architektur - Ad-hoc Netzwerk
    • Direkte Kommunikation mit begrenzter Reichweite
      • Station (STA): Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium
      • Basic Service Set (BSS): Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen
  • Vergleich Infrastruktur- und Ad hoc-Netzwerk
  • Protokollarchitektur
  • ISO-OSI 7-Schichtenmodell Session Transport Verbindungsschicht Sicherung Bitübertragung Präsentation Anwendung
  • ISO-OSI 7-Schichtenmodell Session Transport Verbindungsschicht Sicherung Bitübertragung Präsentation Anwendung
  • Zuordnung der OSI-Schichten 802.10 Sicherheit 802.2 Überblick & Architektur 802.1 Management 802.3 MAC 802.3 PHY Ethernet 802.1 Bridging 802.2 Logical Link Control 802.5 MAC 802.5 PHY Token Ring 802.6 MAC 802.6 PHY DQDB 802.11 MAC 802.11 PHY WLAN 802.15 MAC 802.15 PHY WPAN 802.16 MAC 802.16 PHY WMAN Physical Layer Data Link Layer
  • IEEE-Standard 802.11 Mobiles Endgerät (Mobile terminal) Zugangspunkt (Access point) Server Festes Endgerät (Fixed terminal) Anwendung TCP 802.11 PHY 802.11 MAC IP 802.3 MAC 802.3 PHY Anwendung TCP 802.3 PHY 802.3 MAC IP 802.11 MAC 802.11 PHY Infrastrukturnetz
  • 802.11 - Schichten und Funktionen
    • 802.11 umfasst nur physikalische und MAC-Schicht
    • Physikalische Schicht weiter unterteilt in
      • medienabhängige (PMD) und
      • medienunabhänge (PLCP) Schicht
    • MAC
    • MAC Management
    • PHY Management
    • Stations- Management
  • 802.11 - Schichten und Funktionen PMD Physical Medium Dependent PLCP Physical Layer Convergence Protocol MAC Medium Access Control LLC Logical Link Control MAC Management PHY Management MAC Station Management PHY PHY
  • 802.11 - Schichten und Funktionen
    • 802.11 umfasst nur PHY und MAC
    • MAC
      • Steuerung des Medienzugriffs
      • Fragmentierung von Nutzdaten
      • Verschlüsselung
    • MAC Management
      • Synchronisierung, Roaming, MIB, Power
    • PHY unterteilt in
      • PLCP PMD
    • PLCP (Physical Layer Convergence Protocol)
      • stellt CCA-Signal bereit
      • CCA (Clear Channel Assessment)
      • Gibt an, ob das Medium frei oder belegt ist.
      • Ist einheitlicher PHY-Dienstzugangspunkt, unabhängig von der Übertragungstechnik
    • PMD (Physical Medium Dependent)
      • Modulation der Daten
      • Codierung/Decodierung der Signale
    • PHY Management
      • Kanalwahl, MIB
    • Station Management
      • Koordination der Management-Funktionen
    MIB Management Information Base PMD PLCP MAC LLC Logical Link Control MAC Management PHY Management PHY MAC Station Management
  • 802.11 - MAC-Schicht I - DFWMAC
    • Verkehrsarten
      • Asynchroner Datendienst (standard)
        • Austausch von Datenpaketen auf „best-effort“-Basis
        • Unterstützung von Broadcast und Multicast
      • Zeitbegrenzte Dienste (optional)
        • implementiert über PCF (Point Coordination Function)
    • Zugriffsarten
      • DFWMAC-DCF CSMA/CA (standard)
        • Kollisionsvermeidung durch zufälligen „backoff“-Mechanismus
        • Mindestabstand zwischen aufeinanderfolgenden Paketen
        • Empfangsbestätigung durch ACK (nicht bei Broadcast)
      • DFWMAC-DCF mit RTS/CTS (optional)
        • Distributed Foundation Wireless MAC
        • Vermeidung des Problems „versteckter“ Endgeräte
      • DFWMAC-PCF (optional)
        • Polling-Verfahren mit einer Liste im Access Point
    DFWMAC Distributed Foundation Wireless Medium Access Control DCF Distributed Coordination Function PCF Point Coordination Function
  • Warum spezialisierte Verfahren bei WLAN
    • Kollisionen:
      • CSMA/CD will Kollisionen beim Empfänger erkennen. Kollision relativ unbedeutend für Sender
      • Durch Netzwerk sind alle erreichbar
    • In drahtlosen Netzen andere Situation
      • Signalstärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab
      • Hindernisse dämpfen zusätzlich
  • Problem versteckte Endgeräte hidden terminals
    • A sendet, erreicht B, aber nicht C
    • C sendet, erricht B, aber nicht A
    • A kann nicht erkennen, ob C sendet und umgekehrt
    • A und C wollen senden.
      • A hört in das Medium rein, wenn frei  Senden
      • C auch
      • Kollision bei B A sieht C nicht und C sieht A nicht.
    A B C
  • Problem Roaming
    • Client wählt den nutzenden AP nach Signalstärke und Bitfehlerrate
    • Wechsel des AP theoretisch im laufenden Betrieb möglich,
      • Aber in Praxis meist als Neu-Einwählen implementiert
    • 802.11 regelt keine Übergabeprotokoll zwischen den AP
      • Herstellerspezifische Lösungen
    • Standard für die dynamische Zuordnung von IP-Adressen: Mobile IP
    • Bei mehreren AP Problem der Interferenzen
  • Geräte und Architekturen
  • Preise D-Link (22 MBit)
    • PCMCIA-Karte DWL-650+ (22MBit)
    • WLAN Router DI 614+ (22MBit)
      • Bis zu 253 User gleichzeitig
    • AP DI DWL-900 AP+ (22MBit)
    • Kit DWL-905
    • PCI-Karte DWL-520+ (22MBit)
    97 € 177 € 47€ 109 € 46 €
  • D-Link DI-624 54MBit AP
    • 54Mbit drahtloser Hochgeschwindigkeits-Zugang
    • Integrierter 4-Port Fast Ethernet Switch
    • Abnehmbare Doppelantennen
    • 128-bit WEP Datenverschlüsselung
    • DHCP Server
    • Firewall Schutz durch NAT
    • Unterstützt PPPoE und PPTP
    • Einfaches Web-basierendes Management
  • D-Link DWL-G520 54MBit PCI Karte
    • Kommunikation im Ad-hoc- und Infrastructure-Modus
    • IEEE-Standard 802.11g abwärts kompatibel: IEEE-Standard 802.11b (11Mbit) und IEEE-Standard 802.11b+ (22 Mbit)
    • Dynamische Datenverschlüsselung 64/128/152 Bit WEP
    • Bis zu 54 Mbit Datentransferrate
    • 5-mal schneller im Vergleich zu 11 Mbit
  • D-Link DWL-G6500 54MBit PCMCIA Karte
    • 32-bit Cardbus (PC Card Type II) Adapter
    • 802.11g Industrie Standard
    • 2.4GHz Frequenzband
    • Bis zu 54Mbit Netzwerk Datentransferrate
    • 64/128-bit WEP Datenverschlüsselung
  • Nokia D211 PCMCIA-Karte
    • Multimode Funkkarte
    • EGSM 900/1800
    • Mobile Datenverbindung über WLAN, GPRS, HSCSD
      • 40.2 Kbit/s in GPRS-Netzwerken
      • 43.2 Kbit/s in HSCSD-Netzwerken
      • 11 MBits in WLAN
    • Preis: 399,- €
  • D-LINK 614+
  •  
  • Hotspots
    • Architekturen
      • Reine WLAN-zu-Internet-Verbindung
        • Nutzt mehrere Access Points, die mit dem Internet verbunden sind, ohne zellulare Techniken zu verwenden
          • WLANs sind über einen zentralen Punkt oder
          • Gruppe besetzter WLANs direkt mit anderen WLANs verbunden.
      • WLAN kann zu anderen zellulären Netzen Handoff bereitstellen.
    • Status: viele tausend Hotspots bereits installiert
  • Hotspots: Challenges
    • Sicherheit
      • z.B. über neuen 802.11i Wi-Fi Protected Access
    • Multicast support
      • Mobile Anwendungen erfordern Gruppenkommunikation
      • Multicast effektivste Art Mitgliederinformationen zu verteilen
        • m-Commerce, Distance Learning u. interaktive Spiele
    • Ortsmanagement support
      • Ortsabhängige Dienste
    • Skalierbarkeit
  • Hotspots - Trends
    • Preis
      • Sinkende Preise für Geräte, die bis zu 11Mbit/s bei 2,4 GHz senden (IEEE 802.11).
      • Schnellere Geräte, die bis zu 54Mbit/s bei 5GHz senden, die mit 2,4 GHz Geräten kompatibel sind.
    • WLAN-Provider
      • Kommerzielle Anbieter
      • Private offene Hotspots
  • www.nycwireless.com
    • NYCWireless = nichtkommerzielle Gruppe in New York
    • betreibt einen freien öffentlichen Zugang im Bryant Park
    • Zugang hat 3 CISCO-AP, die mit Internet verbunden sind
    • Mission
          • Provide Free Public Wireless Internet Service to mobile users in public spaces throughout the New York City metro area.
          • Provide a Forum for Wireless Internet technology issues and Access Points Development.
  • Anzeige des Signal-Rausch-Abstandes verschiedener Zugangspunkte in Manhattan Quelle: S. Byers, D. Korman „802.11b Access Point Mapping, CACM, 5/2003, S.41-46
  • Warchalking - Gaunerzinken
  • Road Signs for vagabond users
    • war chalking (wohr CHAW.king) n . Using chalk to place a special symbol on a sidewalk or other surface that indicates a nearby wireless network, especially one that offers Internet access. Also: war-chalking , warchalking . — war chalker n .
  • Verzeichnisse von Hotspot-Standorten Kommerzielle Anbieter von Hotspot-Zugängen
    • Derzeit ca. 5000 Hot-Spot-Anbieter in Deutschland. 2006 ca. 90 000 HotSpots in Europa. Universitäten sind mit WLAN ausgestattet.
  • Kommerzielle Anbieter für WLAN-Hotspots
    • Adori AG
    • BerlinNet Telekommunikations- und Neue Medien GmbH
    • COMCEPT Netzdienste GmbH
    • Ciscom AG
    • Eivila GmbH
    • GlobalAirNet AG
    • Hamburg@work | Förderkreis Multimedia e.V.
    • ISIS Multimedia Net GmbH & Co. KG
    • Innovationsforum AG
    • Jupiter enterprise GmbH
    • M3 Connect GmbH
    • Megabeam GmbH
    • MobilCom AG
    • Monzoon Networks GmbH NetCheckIn GmbH
    • NetCologne GmbH
    • Personal WLAN GmbH
    • STSN Deutschland GmbH
    • Sofa Networks GmbH
    • T-Mobile Deutschland GmbH
    • TACteam GmbH
    • Talkline GmbH & Co. KG
    • Vodafone D2 GmbH
    • WLAN AG
    • Wave Vision AG
    Quelle: Harald Lux, WLAN-Studie, http://www.highspeed-hotspots.de/
  • Drahtlose Netzanbieter in Deutschland
  • Hotspots in Mecklenburg-Vorpommern
    • Uni Rostock
    • Uni Greifswald
    • FH Stralsund
    • HS Wismar
    • Flughafen Laage
    • Hotel „Vier Jahreszeiten“ Binz/Rügen
    • Strandhotel „Hübner“ Warnemünde
    • Hotel „Baltic“ Zinnowitz/Usedom
  • Flughafen Rostock/Laage
    • Was benötigt wird
    • 1. Notebook oder PDA mit installiertem Webbrowser
    • 2.installierte WLAN-Karte (802.11b) 3. Aufruf des Browsers und Zugangs mode auswählen
    • - EasyAccess, login mittels Kreditkarte - EasyPass, login mit Nutzernamen und Passwort von einer zuvor erworbenen Scratchcard
    • Weitere Einstellungen: • Set TCP/IP protocoll to "DHCP" or "automatic" • Change SSID to "MONZOON" or "any" • Deactivate WEP (Wireless Equivalent Privacy) option of your WLAN network card • Deactivate the proxy server option
    • Für maximale Sicherheit Monzoon’s connection manager software verwenden
  • Installation in 5 Schritten 1. Hotspot finden 2. WLAN konfigurieren: SSID eintragen
  • 3.a Überprüfen der Verbindung
  • 3.b Überprüfen der Verbindung: zugewiesene IP-Adresse
  • 4. Browser starten 5. Zugang wählen
  • Die WLAN-Standards- Zusammenfassung
    • IEEE 802 High Throughput Task Group
      • 108 Mbps
      • 320 Mbps bis 2005
    802.11n 54 Mbps, OFDM, kompatibel, hohe Reichweite (2,4 GHz Spektrum) 802.11g 11 Mbps, DSSS, 2,4 GHz 802.11b 54 Mbps, OFDM, geringe Reichweite (5 GHz) 802.11a 2 Mbps, FHSS/DSSS/IrDA, 2,4 GHz 802.11
  • Zukünftige Entwicklungen
    • IEEE 802.11a
      • kompatible MAC, nun aber im 5 GHz-Band
      • Übertragungsraten bis zu 25 Mbit/s
      • enge Zusammenarbeit mit BRAN (ETSI Broadband Radio Access Network)
    • IEEE 802.11b
      • höhere Datenraten bei 2,4 GHz
      • großes Angebot diverser Hersteller mit 11 Mbit/s
      • Anbindung an xDSL, V.90, 802.3, ISDN
    • IEEE WPAN (Wireless Personal Area Networks) unter 802.15
      • große Marktchancen
      • Kompatibilität
      • billig, geringe Leistungsaufnahme, sehr klein
      • technisch/ökonomisch machbar  Bluetooth
    • WLAN, WPAN, WMAN
  • Zusammenfassung
    • WLAN-Technolologie wird sich weit verbreiten
    • Steigende Datenraten in den nächsten Jahren
    • Konvergenz mit anderen Netzwerktechnologien
    • ! Bald in jedem Haushalt !
  • Quellen
    • [1] Jochen Schiller, Mobilkommunikation, Addison-Wesley, 2000
    • [2] Upkar Varshney, The Status and Future of 802.11-based WLANs, IEEE Computer, 6/2003, S. 102-105
    • [3] S. Byers, D. Korman „802.11b Access Point Mapping, CACM, 5/2003, S.41-46
    • [4] Frank Golatowski, Vorlesung „Drahtlose Systeme“ WS 2002/2003, http://www-md.e-technik.uni-rostock.de/ma/gol/lectures/wireless
    • [5] DLINK-Webseite: www.dlink.de bzw. www.dlink.com
    • DIESES Tutorial:
    • http://www-md.e-technik.uni-rostock.de/ma/gol/tutorial/wlan