WLAN und Hotspot - Tutorial

WLAN und Hotspots

Dr. Frank Golatowski

Universität Rostock

Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

Institut für Angewandte Mikroelektronikund Datentechnik

Gliederung

1. Motivation

2. Einführung in den IEEE WLAN-Standard Entwurfsziele für drahtlose Netzwerke Überblick über die IEEE 802.11 – Standards Systemarchitektur Protokollarchitektur

3. Geräte

4. 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


IEEE 802.11 StandardsStandard Spektru

mBruttoDaten-Rate

NettoDaten-rate

Übertra-gungs-Technik

Kompa-tibel mit

Nachteil Vorteil

802.11 2,4 GHz 2 Mbps 1,2 Mbps FHSS/ DSSS/ IrDA

Begrenzte Bitrate Größere Reichweite

802.11a 5,0 GHz 54 Mbps 32 Mbps OFDM Kleinste Reichweite aller 802.11 Standards

Hohe Bitrate in einem weniger überfüllten Spektrum

802.11b 2,4 GHz 11 Mbps 6-7 Mbps DSSS 802.11a Datenrate zu gering für einige Anwendungen

802.11g 2,4 GHz 54 Mbps 32 Mbps OFDM 802.11a/802.11b

Begrenzte Anzahl gemeinsam installierter WLANsGrößere Reichweite als 802.11a

FHSS Frequency Hopping Sequence SpectrumDSSS Digital Sequence Spread SpectrumOFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing


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


Distribution System

AccessPoint

AccessPoint

Portal

BSS2

BSS1

STA2

STA1

STA3

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 nutzenAccess 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 LAN802.x LAN

802.11 LAN


802.11 - Architektur - Ad-hoc Netzwerk

Direkte Kommunikation mit begrenzter Reichweite Station (STA):

Rechner mit Zugriffsfunktion aufdas drahtlose Medium

Basic Service Set (BSS):Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen

BSS1

BSS2

STA1

STA2

STA3

STA4

STA5


Vergleich Infrastruktur- und Ad hoc-Netzwerk

AP

APAP Existierendes Festnetz

AP: Access PointInfrastruktur-

Netzwerk

Ad hoc-Netzwerke


Protokollarchitektur


ISO-OSI 7-Schichtenmodell

Session

Transport

Verbindungsschicht

Sicherung

Bitübertragung

Präsentation

Anwendung


Session

Transport

Verbindungsschicht

Sicherung

Bitübertragung

Präsentation

Anwendung

ISO-OSI 7-Schichtenmodell


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

PLCPPhysical Layer

Convergence Protocol

MAC

Medium Access Control

LLCLogical Link Control

MAC Management

PHY Management

MA

C

Sta

tion

Man

agem

ent

PH

YP

HY


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 ControlDCF Distributed Coordination FunctionPCF Point Coordination Function


Problem versteckte Endgerätehidden 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


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 - 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/


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


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

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