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Standard 802.11b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit.

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Präsentation zum Thema: "Standard 802.11b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit."—  Präsentation transkript:

1 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit

2 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit INHALT: 1. Strukturen, Aufbau, Einsatzzwecke und Vergleich mit anderen Wireless- Technologien 2. Sicherheit für b – Netze

3 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken Struktur WLAN b Einbindung in das ISO/OSI – Schichtenmodell - Mac-Layer / LLC - Physical Layer Kollisionsprotokolle - CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidan.) - CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) Übertragungstechniken - DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

4 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken Einbindung in ISO/OSI - Schichtenmodell

5 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken MAC – Layer / Logical Link Control (LLC) Im MAC – Layer erfolgt die Zugriffssteuerung mit Hilfe der Distributed Coordination Function (DCF) und der Point Coordination Function (PCF). Eine zentrale Rolle nimmt hier der Interframe Space (IFS) in Bezug auf die Sendezeit zwischen 2 Paketen ein. Faustregel: Je kürzer der IFS, desto höher die Priorität Bei dem LLC geht es um die Steuerung der Datenübertragung auf der Sicherungsschicht. Sie besteht aus der Teilnehmerschnittstelle und u.a. der MAC – Schnittstelle.

6 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken Bitübertragungsschicht Auch hier wird in einen Sublayer unterteilt; in die Physical Layer Convergence Protocol (PLCP); liefert den aktuellen Zustand des Mediums und die Physical Medium Dependant (PMD); zuständig u.a. für Coding.

7 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken Kollisionsprotokolle Als Kollisionsprotokolle sind zu nennen: i.Carrier Sense Multiple Access (CSMA) mehrere Netzstationen haben Zugriff auf das Medium Station darf nur senden, wenn Medium nicht schon belegt ist ii.Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA) Abarbeitungen v. Sendeanforderungen erfolgt prioritätsgesteuert Vermeidung von Kollisionen und gut für Medien, die nicht auf Kollisionen reagieren; z.B. Funkkanäle iii.Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD) Sendewilligen Stationen erkennen Kollisionen auf dem Medium und ziehen Sendewunsch zurück Bei Kollision: Jamming – Signal und Abbruch, danach erneute Versendung

8 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Sender und Empfänger wechseln nach zufälliger Abfolge die Träger- frequenz Wechsel = Hop Je nach Schnelligkeit des Frequenz-wechsels unterscheidet man zwischen schnellem / langsamem Frequenz- sprungverfahren evt. Störungen durch einen Stör- sender ist für kurze Zeit begrenzt

9 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit OSI-Schichten Kollisionsprotokolle Übertragungstechniken Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Spreizung des Signals auf breiteres Frequenzband Unterbindung des Abhörens Moduliertes Signal meist schwächer als der Rauschpegel

10 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Aufbau WLAN b Verschiedene WiFi - Topologien Ad-Hoc – Modus Infrastruktur Modus –Roaming

11 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming

12 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Ad-Hoc – Modus Netz besteht aus den Geräten selbst Punkt zu Punkt Verbindungen Geräte kommunizieren direkt miteinander geeignet für kleine Netze oder um 2 bestehende Netzwerke miteinander zu verbinden

13 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Ad-Hoc – Modus Schwierigkeiten mit der Funknetzwerkkarte –IBSS Mode Treiberprobleme bei verschiedenen Betriebssystemen

14 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Access Points: Bridge Router

15 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Access Points Klassisch: mit Ethernet – Anschluss oder: mit Router – Funktion –mit Anschluss an ISDN oder DSL oder: mit integriertem Hub Apple AirPort (Funknetzwerkkarte) –Kostenlose Software –verwandelt Mac in echten Access Point

16 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Access Points direkt im vorhandenen Netzwerk unsicher Funknetzwerkkarte in Server oder Router zusätzliche Sicherheitsmassnahmen –Sichere Protokolle, z.B. SSH –VPN

17 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Station sucht verfügbare APs und Netze –beacon frames –probe frames Verbindung erlaubt Informationsaustausch kompletter Verkehr geht über AP

18 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Roaming Übergang einer Station aus einer Funkzelle in eine andere (im ESS) noch nicht standardisiert IAPP (Inter Access Point Protocol) –Aironet Corp. –Digital Ocean –Lucent Technologies

19 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Fazit Ad - Hoc Mode: –schnell, einfach, kostengünstig –Für kurze Entfernungen und begrenzte Teilnehmerzahl –für Informierte und Bastler

20 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ad-Hoc-Modus Infrastruktur Modus - Roaming Fazit Infrastructure Mode: –teurer als Ad-Hoc-Mode –für größere Lösungen geeignet

21 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Einsatzgebiete WLAN Home / Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile

22 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Die Begründung des Einsatzes sollte aus den Anwendungsfällen heraus gegeben sein: WLAN ist dann sinnvoll einzusetzen, wenn eine Verkabelung nicht möglich, nicht flexibel genug oder zu aufwendig und damit zu teuer ist! any* anywhere, anytime, anything...

23 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Einsatz Privat Surfen im Garten und im Biergarten Synchronisation von Handy, Palm mit dem PC Bereitstellung / Nutzung von Hot Spots zur Versorgung der "Nachbarschaft

24 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Einsatz in Hochschulen Zugriff auf Multimedia-Material Interaktion in Übungen und Seminaren Tagungen, Ausstellungen als Lehrgegenstand

25 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Öffentliche Bereiche / Branchen: Flughäfen Krankenhäuser Schulen und Universitäten Banken / Versicherungen Mittelstand / Industrie Hotel Kongresse / Messen

26 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Anwendungsbeispiele: Öffentliche "Hot-Spots" Flughäfen, Hotels, Gaststätten, Stadtzentren... Auch Nutzung für ADM, Vertreter, …

27 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile -> Erweiterung bereits bestehender drahtgebundener LANs (in Büros): Bei schwierigen Verkabelungsverhältnissen Denkmalschutz, getrennte Firmengebäude, Bautätigkeiten, … Kurzzeitige Nutzungsfälle Projekte, Messestände, Schulungsinstallation, Konferenzen MA setzen Laptops an wechselnden Orten ein: Schreibtisch, Beratungsraum, Labor, … Kontakt zu mobilen MA (Servicetechniker, ADM)

28 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Unterstützung der Logistikprozesse vom Wareneingang bis zur Inventuraufnahme Einsatz von Terminals auf einem Gabelstapler zur schnelleren Bearbeitung von Transportaufträgen Ärzte bei der Visite, Pflegepersonal bei der Betreuung können online auf benötigte Daten zugreifen

29 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Vorteile Flexibilität / Mobilität / schnellerer Zugang zu Infos Ad-hoc-Netzwerke ohne großen Aufwand realisierbar Keine Verkabelungsprobleme Aufbau von Personal Area Networks (PAN) – Vernetzung von Drucker, Tastatur, Handheld, Handy, Kamera

30 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Wirtschaftlichkeit von WLAN -> Kostenvorteile Mobilen Arbeitsplätzen wird der Netzwerkzugang in Real-Time ermöglicht Installationsflexibilität und weniger aufwendige Verkabelung Reduktion der Total-Cost-of-Ownership Die Systemauslegung erfolgt entsprechend den Anforderungen

31 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Privat Hochschulen Unternehmen Vor- und Nachteile Nachteile Derzeit noch niedrige Übertragungsraten (1-11 Mbit/s, später ~54 Mbit/s) Hohe Fehleranfälligkeit auf der Übertragungsstrecke im Vergleich zu Standard-LANs Kollisionserkennung Nationale Restriktionen Sicherheit / Datenschutz Kosten

32 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF Andere WLAN - Technologien Bluetooth Hyperlan / Hyperlan 2 HomeRF

33 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Bluetooth Entwickelt von Bluetooth Special Interest Group (BSIG) (Ericson, Intel, IBM, Nokia, Toshiba) Schwerpunkt: Personal Area Network Eigenschaften: wie b im Frequenzbereich von 2.4 GHz Übertragungstechnik: Frequenzsprungverfahren (FHSS) Reichweite auf 10 m Medienzugriff: TDMA/TDD -> slotorientierte Übertragung Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

34 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Vergleich zu Bluetooth als Alleskönner entwickelt Sehr großes Schichtenmodell, welches im Vergleich zum OSI- Modell über die untersten zwei Schichten hinausgeht Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

35 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Vergleich zu b Master- Slave Konstellation (Piconet, Scatternets) 2 Arten von Verbindungen: - SCO (Synchronous Connection Oriented) für synchrone und - ACL (Asynchronous Connectionless Link) für asynchrone Verbindungen Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

36 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit HyperLAN Als Europäischer Gegenentwurf von der ETSI entwickelt Frequenzbereich: 5 GHz; Übertragungsrate: 23,5 Mbps Nur dezentraler Zugriff, Ad- hoc Netz Übertragungstechnik: dynamische Frequenzwahl Weiterleiten der Daten durch Routingtabellen und Prioritäten Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

37 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Vergleich zu b Hohe Dynamische Anpassung Sehr komplex durch Verzicht auf Access Point Kein Anbieter auf dem Markt vorhanden Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

38 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit HyperLAN 2 Frequenzbereich: 5 GHz Übertragungsrate: 54 Mbps Nur Zentrale Funktionalität (AP und Slave) Übertragungstechnik: OFDM (Frequenz dynamisch wählbar) Medienzugriff: TDMA/TDD Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

39 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Vergleich zu b Nur zentrale Unterstützung, kein Ad- hoc HyperLAN- Standart ist wesentlich komplexer zu implementieren bis jetzt kaum Anbieter auf dem Markt Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

40 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit HomeRF(=RadioFrequency) Als offener Firmenstandart entwickelt (Proxim) Frequenzbereich: 2,4 GHz Übertragungsrate: V1.2: 1,6 Mbps; V2.0 :10 Mbps, V2.1: 20 Mbps Übertragungstechnik: Frequenzsprung Medienzugriff: SWAP-CA-Protokoll (Hybrid aus TDMA und CSMA) Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

41 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Vergleich mit b: Aufgrund seiner Leistungsfähigkeit nur für den SoHo- Bereich gedacht schwerpunktmäßig auf Sprach- und Multimediaverkehr ausgerichtet Ad- hoc möglich Geringe Störanfälligkeit und hohe Datensicherheit Bluetooth HiperLAN / HL2 HomeRF

42 StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Standard b Wie gehts weiter? a versus HyperLAN 2 Bluetooth als Komplement zu a oder HyperLAN 2

43 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Ausblick: Das vernetzte Haus Auskunft unter:

44 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit HIPERLAN - High Performance Radio Local Area Network, vom europäischen Gremium ETSI entwickelter Standard für drahtlose Netze. Type 1 spezifiziert ein drahtloses Ethernet mit 24 MBit/s im 5-GHz-Band. In Entwicklung sind noch Type 2 (Wireless ATM mit 20 MBit/s im 5-GHz-Band), HIPERAccess (Wireless Local Loop mit 20 MBit/s im 5- GHz-Band) und HIPERLink (drahtlose Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mit 155 MBit/s im 17-GHz-Band). HomeRF - Home Radio Frequency; die HomeRF Working Group (http://www.homerf.org) möchte als Industriekonsortium eine kostengünstige, abgespeckte Version des IEEE Standards für Endanwender etablieren. IEEE offizieller Standard für drahtlose Netze mit bis zu 2 MBit/s auf einer Frequenz von 2,4 GHz. IEEE /HR High Rate, gebräuchliche Bezeichnung für ein WLAN mit 11 MBit/s auf einer Frequenz von 2,4 GHz nach neueren Standardisierungen im Rahmen von IEEE Link Layer - Schicht 2 des OSI-Referenzmodells für Netzwerke, die den Zugriff auf das Netzwerkmedium beschreibt. Line of Sight - direkte Sichtverbindung zwischen zwei Antennen, die für eine Richtfunkverbindung über größere Entfernungen hinweg notwendig ist. MAC - Media Access Control, Sublayer in Schicht 2 (Link Layer) des OSI-Referenzmodells. OpenAir - vom Hersteller Proxim entwickelter Standard für drahtlose Netze, den die Firma selbst in ihrer RangeLAN2-Produktreihe einsezte. OpenAir war bis zur Verabschiedung von die einzige WLAN-Technik, die nicht auf eine Firma beschränkt war. Roaming - freies Bewegen eines Rechners durch ein Wireless LAN über mehrere Access Points hinweg. SWAP - Shared Wireless Access Protocol, Spezifikation der HomeRF Working Group für ein kostengünstiges Wireless LAN mit Möglichkeiten zur Sprachübertragung.

45 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Access Point (AP) - Erweiterungsgerät für ein drahtloses Netz, das die Reichweite erhöhen kann und das Wireless LAN mit kabelgebundenen Netzen verbindet. BAPT - Bundesamt für Post und Telekommunikation, Zulassungsbehörde für Funkanlagen. Base Station - in der Terminologie ein Access Point Basic Service Set (BSS) - die Bezeichnung für eine Funkzelle in der Nomenklatur nach Chipping Code - Spreizcode in einem Spread-Spectrum-System DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunication, Standard für kabellose In-house-Telefone Distribution System - die Verbindung zwischen Access Points in einem Wireless LAN nach IEEE DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum, Technik auf dem MAC-Layer für Wireless LANs Extended Service Set (ESS) - Begriff nach IEEE , der das gesamte Wireless LAN beschreibt Extension Point - ein spezieller Access Point zur Erweiterung eines WLAN (etwa bei Proxims RangeLAN) FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum, Technik auf dem MAC-Layer für Wireless LANs Funkzelle - von der Antenne eines drahtlosen Gerätes ausgeleuchteter Bereich IEEE Standard für drahtlose Kommunikationsnetze Link Layer - die Schicht 2 des OSI-Referenzmodells, die den Zugriff auf das Netzwerkmedium beschreibt Line of Sight (LOS) - die notwendige direkte Sichtverbindung zwischen zwei Richtfunkantennen MAC - Medium Access Control, der MAC-Sublayer im Link Layer (Schicht 2) des OSI-Referenzmodells MobileIP - Unterstützung für mobile Rechner im IP-Netzwerk Multipath Fading - die Reflexion von Funksignalen an Hindernissen. Daraus resultieren Störungen durch mehrfaches Empfangen des Signals, dem durch Reflexion auch phasen- und zeitverzögerte Anteile des Ursprungssignals überlagert sind. Roaming - freies Bewegen eines Rechners durch ein Wireless LAN über mehrere Access Points hinweg.

46 Standard b StrukturAufbauEinsatzVergleichSicherheit Kontaktbörse - Glossar zu drahtlosen Netzen Access Point (AP) - Stand-alone-Gerät zur räumlichen Erweiterung drahtloser Netze und zur Anbindung des Funk- LANs an ein drahtgebundenes Ethernet. Base Station - Access Point in der Terminologie des WLAN-Standards IEEE Basic Service Set (BSS) - eine von einer Netzwerkkarte oder einem Access Point gebildete Funkzelle nach IEEE Alle Rechner, die sich innerhalb einer Funkzelle oder innerhalb mehrerer, sich überlappender Funkzellen befinden, können direkt miteinander kommunizieren. DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunication, Spezifikation für drahtlose Telefone im Haus. Distribution System (DS) - der Bereich mehrerer sich überlappender Funkzellen von Access Points nach IEEE DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum, Technik auf dem MAC-Layer von drahtlosen Netzen [1]. Ethernet Bridge - Stand-alone-Gerät für den Übergang zwischen einem Funk-Netz und einem drahtgebundenen LAN. Im Unterschied zu Access Points dient eine Ethernet Bridge aber nicht zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung eines WLANs. Extended Service Set (ESS) - das gesamte, aus Netzwerkkarten, Access Points, Bridges und Funkstrecken gebildete Wireless LAN nach IEEE FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum, Technik auf dem MAC-Layer von drahtlosen Netzen [1]. Funkzelle - von der Antenne eines drahtlosen Geräts ausgeleuchteter Bereich.


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