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Wireless basic infrastructure topology slides


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Wireless basic infrastructure topology slides

  1. 1. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 1Basic Wireless Infrastructure and TopologiesDeveloped by Sebastian Buettrichand Alberto Escudero Pascual
  2. 2. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 2Goals• To be aware of the most common wireless topologies• To be able to identify and plan suitable topologies for real scenarios• To give a brief introduction to practical setup
  3. 3. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 3Table of Contents• Basic Network Topologies• Topologies in wireless networking• Wireless Components (AP, clients)• Wireless Modes (ad hoc, infrastructure)• Practical cases (incl. setup)– Ad hoc, Star, PtP, Repeating and Mesh• Real life examples
  4. 4. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 4Basic Network Topologies
  5. 5. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 5Topologies Relevant for Wireless Networking• Star  Yes, standard wireless topology• Tree Yes (a combination of star and line)• Line Yes, with two or more elements (PtP)• Mesh  Yes, mainly partial mesh• Ring  Possible, but rarely found• Bus  Not applicable. Why?
  6. 6. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 6Some General Remarks• Wireless communication needs no medium–  EM waves travel through “nothing”– The “line” in a network diagram is the connection that is being made• Wireless communication is always 2­way – Except for passive sniffing– Applies to transmitters/receivers, clients/masters
  7. 7. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 7Wireless Components• Access Point– Wireless transmitter/receiver that bridges between wireless nodes and a wired network–  IEEE 802.11 +  Wired Ethernet connection• Wireless clients– Any computer with a wireless network adapter card that transmits and receives RF signals – Laptop, PDA, surveillance equipment, VoIP phone
  8. 8. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 8Two Basic Wireless Modes1.Ad Hoc (IBSS)2.Infrastructure (BSS)
  9. 9. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 9Mode 1: Ad hoc (Peer­to­peer)• Independent Basic Service Set (IBSS)• No need of central access point• All nodes need to use the same SSID and channel• Not scalable
  10. 10. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 10Mode 2: Infrastructure• Extended Service Set (ESS)• Central access point is needed• “Connects“ a WLAN to an Ethernet network• Clients and APs must use the same SSID• Channel is set in AP and discovered by clients• Scalable 
  11. 11. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 11Remarks about Wireless Modes• In both modes, the SSID identifies the network• Consider the SSID as the “label” of a Ethernet jack on the wall • Modes (modes of operation) can be hidden and not noticeable in a topology– ex: A PtP link can be ad hoc or infrastructure
  12. 12. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 12Ad hoc case 1: Point­to­point• Connecting two wireless clients directly• Building to building (when one has Internet connection and the other one does not)• Inside an office
  13. 13. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 13Ad hoc Case 1: Point­to­pointSetting Node 1 Node 2Mode ad hoc ad hocSSID MY_SSID MY_SSIDChannel Need to agree and know eachothersNeed to agree and know eachothersIP address Typically fixed Typically fixed
  14. 14. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 14Infrastructure Case 1: Star• Hotspots, Telecenters, Offices and  WISPs• Point to Multi­point• The most common infrastructure in wireless networking
  15. 15. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 15Infrastructure Case 1: StarSetting AP/Gateway Node xMode Infrastructure InfrastructureSSID Sets MY_SSID Connects to MY_SSIDChannel Sets channel x Discovers channel from APIP address Typically runs DHCP server Typically gets IP via DHCP lease
  16. 16. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 16Infrastructure Case 2: Point to Point• Standard element of wireless infrastructure• A PtP link may be part of – a star, a tree, a two point line or other topology
  17. 17. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 17Infrastructure Case 2: Point to PointSetting Node 1 Node 2Mode Any AnySSID MY_SSID MY_SSIDChannel Set the Channel Discovers the channelIP address Typically fixed  Typically fixed MAC address Might be fixed to one anothers MAC Might be fixed to one anothers MAC
  18. 18. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 18Infrastructure Case 3: Repeating• Necessary when direct line of sight (LOS) is obstructed
  19. 19. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 19Infrastructure case 3: Repeating• The repeating unit consist of • One or two physical devices • Two radios or one radio and “isolated antennas”• Can be seen as a “receiving client and a re­transmitting access point” 
  20. 20. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 20Infrastructure Case 4: Mesh• Mesh topologies are an interesting option mainly in– dynamic environments (urban areas)– where central infrastructure is hard to implement– when redundancy is desired• Typical cases are: municipal networks, campus networks and neighborhood communities
  21. 21. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 21Infrastructure Case 4: Mesh• Full mesh topology (each node is direct connected to all other nodes)• Partial mesh topology (each node is direct connected to some but not all nodes)• Nothing is necessarily dynamic in a mesh• Used as  synonym for "ad hoc" or "mobile" network
  22. 22. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 22Infrastructure case 4: Mesh• All mesh nodes need to run the same mesh routing protocol• The nodes  can be of different operating   systems and hardware types   if they comply with the mesh   protocol specification
  23. 23. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 23Infrastructure Case 4: MeshSetting Node x1 Node x2Mode ad hoc ad hocSSID MY_SSID MY_SSIDChannel Channel x Channel xIP address Typically static and manually set Typically static and manually setMAC address Might be fixed to one anothersMACMight be fixed to one anothersMAC
  24. 24. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 24Real Life Examples of Wireless Infrastructure• Real life wireless networks are very often combinations of more than one topology • Graphical representations are totally arbitrary and different from one another
  25. 25. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 25Typical office network
  26. 26. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 26Wide­area Wireless backbone5
  27. 27. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK Backbone Topology
  28. 28. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 28Mesh Network (OLSR) Berlin Wizards of OS 2004
  29. 29. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 29Wireless Backbone, rural Nigeria
  30. 30. Last updated: 20 April  2006Sebastian BüttrichItrainOnline MMTK 30Conclusions• Most wireless implementations are based on– Star, tree or line topology• In implementations we can find two modes: – Ad hoc or infrastructure (more common)• The basics of any setup includes: – Mode, SSID, Channel + MAC/auth + IP• Many wireless implementations are based on more than one topology