WLAN IEEE 802.11 a/b/g Wireless Local Area Network von Mario Friedewald Allgemeine Informatik SS 03 Betreuer: Prof. Dr. P. Kneisel Prof. Dr.-Ing. V. Klement

W-LAN (Wireless Local Area Network) Inhalt Begriffsklärung Vor- u. Nachteile Standard IEEE 802.11 IEEE 802.11 a/b/g Frequenzbereiche WLAN Komponenten Funknetzwerk Konstellationen Authentisierung und Verschlüsselung Beispiel Fazit 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Begriffklärung Wireless Local Area Network Kabelloses Lokales Netzwerk 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Begriffklärung Network (Netzwerk) WAN = Wide Area Network Sehr viele Betreiber Schmalbandig Ausdehnung nicht begrenzt MAN = Metropolitan Area Network Mehrere Betreiber Breitbandig (Hochgeschwindigkeitsnetz/Glasfaser) LAN = Local Area Network Ein Betreiber (grundstücksbezogen) Gemeinsame Nutzung von Ressourcen und Daten 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Vor- und Nachteile von WLAN Vorteile Keine Verlegung von Kabeln Ungebunden vom Arbeitsplatz Einfach erweiterbar Reichweite bis 300m Auch außerhalb von Gebäuden nutzbar Nachteile Leichteres Ausnutzen von Sicherheitslücken Benötigte Komponenten recht teuer 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Standard IEEE 208.11 Institute of Electrical and Electronical Engineers Spezifiziert unteren beiden Schichten des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) Physical Layer (Bitübertragungsschicht) Media Access Control Layer Regelt Zugriff auf Übertragungsmedium Aufteilung in IEEE 208.11 a/b/g 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Standard IEEE 802.11 a/b/g IEEE 802.11 a 54 MBit/s Funknetzwerk 5-GHz-Band IEEE 802.11 b 11 MBit/s Funknetzwerk 2,4-GHz-Band IEEE 802.11 g 20 MBit/s Funknetzwerk Erweiterung von 802.11 b 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Frequenzbereiche von 802.11a Nach Standard 5,150 – 5,350 GHz und 5,470 – 5,725 GHz In Deutschland 5,150 bis 5,250 GHz Frequenzbereiche sind im lizenzfreiem Bereich 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Frequenzbereiche von 802.11b/g Weltweit unterschiedliche Frequenzbereiche USA 2,4000 – 2,4835 GHz Europa 2,4000 – 2,4835 GHz Frankreich 2,4465 – 2,4835 GHz Spanien 2,4450 – 2,4750 GHz Japan 2,4710 – 2,4970 GHz Frequenzbereiche sind im lizenzfreiem Bereich Mikrowellen und Bluetooth ebenfalls in diesem Bereich 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) W-LAN Komponenten Access-Point (AP) Stellt Verbindung zum Festnetz her Verbindet einzelne Teilnehmer untereinander Kann als Verstärker eingesetzt werden W-LAN Karte PCI, PCMCIA, CompactFlash (PDA) Ermöglicht dem Rechner den Zugang zum W-LAN Kabelnetzwerk dient meist als Grundlage 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Funknetzwerk - Konstellationen Peer Netzwerke ohne Access-Points Vergleichbar mit Peer-to-Peer Netzwerken Bilden sich spontan Kostengünstig Geringe Reichweite Kein Zugang zum Internet 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Funknetzwerk - Konstellationen Access-Point-Kommunikation Basic Service Set (BSS) Verbindung zum Festnetz über bestimmten AP Funkzellen Aufbau Zusammenschluss mehrerer BSSs Vernetzung größerer Flächen Daten können mehrere Funkzellen durchqueren 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Funknetzwerk - Konstellationen WLAN Roaming Bewegung durch die einzelnen Funkzellen möglich „Wandern“ wird als Roaming bezeichnet Einsatz in Universitäten, öffentl. Plätzen, großen Gebäuden, usw. 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Distribution System Verbindung mehrer BSS Realisierung meist durch Ethernet Extended Service Set (ESS) 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Komponenten der IEEE 802.11- Architektur Komponenten lt. Spezifikation BSS: Basic Service Set Station: PC mit Funkkarte AP: Access-Point DS: Distribution System Portal: Verbindung zum Festnetz 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Authentisierung und Verschlüsselung Konzepte gegen Unbefugten Zugriff Verwertbarkeit abgehörter Daten Manipulation der Daten 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Authentisierung Ausschließen unbefugter Teilnehmer durch Authentisierungsmechanismus Client muss sich vor Datenübertragung beim AP anmelden IEEE 802.11bietet 2 Arten von Authentifizierungsarten Open System Authentication Shared Key Authentication 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Authentisierung Open System Authentication Umfasst 2 Schritte Authentifizierungs-Anfrage Authentifizierungs-Ergebnis Kein Schutz gegen Angreifer im eigentlichem Sinn 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Authentisierung Shared Key Authentication Akzeptieren von Stationen, welche geheimen Schlüssel kennen Schlüssel wird niemals übertragen Authentifizierung erfordert 4 Schritte Übertragene Zufallszahl wird mit Schlüssel codiert 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Verschlüsselung Abgehörte Daten durch Verschlüsselung unbrauchbar machen Wired Equivalent Privacy (WEP) Kommunikationsteilnehmer besitzen alle gemeinsamen geheimen Schlüssel Der WEP-Schlüssel umfasst 40 o. 104 Bit Zwei Schlüsselmodi Durchgehender Einsatz eines Default-Schlüssels Abwechselnder Einsatz eines von 4 möglichen Schlüsseln 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Anforderungen an WLANs Zugriff nur für Autorisierte Stationen Vertraulichkeit der Daten durch Verschlüsselung Unversehrtheit der Daten durch Prüfsumme Keine der 3 Anforderungen werden in der Praxis erreicht 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Beispiel : Überwachung einer Bergstation Projektziel Vernetzung einer Tal- mit der Bergstation zum übermitteln von Videostreams per WLAN Standardkonform und erweiterbar gemäß IEEE802.11 Daten zum Projekt Distanz (Luftlinie): 2,5 Km Sichtkontakt möglich 11Mbit/s Bandbreite 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Beispiel : Überwachung einer Bergstation Benötigte Komponenten 1st Wave Mini-Bridge 64/128-Bit (Stationen) Lucent PCMCIA Card inkl. ext. Antennenanschluss 2 Yagi Richtfunkantennen 6m Aircell Kabel (als Zuleitung) Blitzschutz 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

Beispiel : Überwachung einer Bergstation Haupteinsatz Videoübertragung 7 Tage x 8 Std Fehlerquote Auch bei schlechtem Wetter sehr stabil Verzögerung von 0,5 – 1 Sekunde Weitere Informationen unter : http://www.chriscom.de/6_wlan.htm 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)

W-LAN (Wireless Local Area Network) Fazit Keine Verkabelung notwendig Standortunabhängigkeit des Users Leicht erweiterbar Auch größere Entfernungen möglich Sicherheit nur bei „guter“ Konfiguration gegeben Teurer als Ethernet 06. Mai 2003 W-LAN (Wireless Local Area Network)