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
Institut für Angewandte Mikroelektronikund Datentechnik
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…“
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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
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IEEE 802.11 Standard
Entwurfsziele für drahtlose Netzwerke Überblick über die IEEE 802.11 – Standards Systemarchitektur Protokollarchitektur
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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
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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
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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
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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
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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
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Vergleich Infrastruktur- und Ad hoc-Netzwerk
AP
APAP Existierendes Festnetz
AP: Access PointInfrastruktur-
Netzwerk
Ad hoc-Netzwerke
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Protokollarchitektur
Institut für Angewandte Mikroelektronikund Datentechnik
ISO-OSI 7-Schichtenmodell
Session
Transport
Verbindungsschicht
Sicherung
Bitübertragung
Präsentation
Anwendung
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Session
Transport
Verbindungsschicht
Sicherung
Bitübertragung
Präsentation
Anwendung
ISO-OSI 7-Schichtenmodell
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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
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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
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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
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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
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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
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Geräte und Architekturen
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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 €
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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
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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
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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
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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,- €
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D-LINK 614+
Institut für Angewandte Mikroelektronikund Datentechnik
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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
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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.
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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
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Warchalking - Gaunerzinken
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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.
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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.
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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/
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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
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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
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Installation in 5 Schritten
1. Hotspot finden 2. WLAN konfigurieren: SSID eintragen
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3.a Überprüfen der Verbindung
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3.b Überprüfen der Verbindung: zugewiesene IP-Adresse
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4. Browser starten 5. Zugang wählen
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Zusammenfassung
WLAN-Technolologie wird sich weit verbreiten
Steigende Datenraten in den nächsten Jahren
Konvergenz mit anderen Netzwerktechnologien
! Bald in jedem Haushalt !
Institut für Angewandte Mikroelektronikund Datentechnik
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