Материал: конспект-лекций

376

Аутентифікація із загальним ключем може застосовуватися при використанні шифрування

WEP. Під час шифрування згідно протоколу WEP відбувається обмін повідомленнями між станці-

єю і точкою доступу по наступній схемі:

-станція відправляє запит на аутентифікацію,

-мережа посилає станції 128 байт випадкового тексту,

-станція зашифровує одержаний текст з використанням WEP і відправляє його в мережу,

-мережа перевіряє, що прийнятий текст може бути розшифрований за допомогою ключа

WEP, що використовується АР, і порівнює прийняті дані з переданими,

- у разі збігу даних станції передається кадр підтвердження аутентифікації.

Не дивлячись на уявну стійкість, використання методу аутентифікації Shared-Key не рекоме-

ндується у зв'язку з тим, що він полегшує зловмиснику проведення криптографічних атак з відомим відкритим текстом на WEP.

Асоціація - процес прив'язки за стандартом 802.11 дозволяє точці доступу виділити для безпроводової станції логічний порт або привласнити їй ідентифікатор асоціації (association identifier, AID). Після успішної аутентифікації станцією посилається в мережу кадр запиту асоціа-

ції (Association Request). Відповідь на асоціювання може бути позитивною або негативною і місти-

ти код, вказуючий на причини відмови. Після отримання позитивної відповіді, клієнт вважається підключеним до мережі і має можливість передавати та приймати дані через цю мережу.

При перемиканні між точками доступу однієї мережі (roaming) станція може використовувати процес встановлення асоціації, в ході якого замість запиту асоціації посилається кадр повторної асо-

ціації Reassociation, що містить інформацію відносно попередньої АР. В цьому випадку нова АР бере на себе функції передачі параметрів станції (наприклад, ключів шифрування) з початкової точки дос-

тупу за допомогою протоколу взаємодії точок доступу Inter Access Point Protocol (IAPP), визначено-

го в 802.11f, або використовуючи інші механізми, наприклад швидкий безпечний роумінг в облад-

нанні Cisco (Cisco Fast Secure Roaming).

Для розриву віртуального з'єднання використовуються управляючі кадри завершення асо-

ціації і відмови від аутентифікації (Deauthentication і Disassociate). Ці кадри можуть бути відправ-

лені як станцією, так і точкою доступу залежно від ситуації.

Формати кадрів MAC стандарту 802.11. На рівні MAC стандарту 802.11 використовують-

ся кадри трьох типів:

- управляючі кадри (control frames). Сприяють передачі кадрів даних при нормальному об-

міні інформацією станціями стандарту 802.11.

-службові кадри (management frames). Забезпечують з'єднання безпроводових локальних мереж, аутентифікацію і зазначають стан.

-кадри даних (data frames). Переносять дані станції від передавача до приймача.

377

Всі кадри стандарту 802.11 мають структуру, що ідентична з структурою основного кадру цього стандарту. Названі три типи кадрів розширюють і використовують певні поля основного

MAC-кадру для реалізації необхідних функцій. На рис. 2.75 представлено основний MAC-кадр і його поля.

Рисунок 2.75 – Формат основного кадру стандарту 802.11

Поле контролю кадру (frame control). Розмір цього поля рівний 2 байтам; воно складається з одинадцяти підполів. На рис. 2.76 показано підполя поля контролю кадру.

2 байт

Контроль кадру

Рисунок 2.76 – Підполя поля контролю кадру

Нижче перераховані одинадцять підполів поля контролю кадру.

Версія протоколу указує версію протоколу 802.11 MAC. На сьогоднішній день існує тільки одна версія, тому для цього поля справедливе тільки значення 0. Вся решта значень зарезервована.

Тип указує тип кадру MAC: управляючий, службовий або кадр даних. Четверте значення зарезервоване.

Підтип указує підтип кадру. Можливі значення цього поля представлені в табл. 2.11.

Таблиця 2.11 – Типи полів підтипу кадру

378

Поле «до розподіленої системи» вказує, чи призначений кадр для розподіленої системи.

Поле «від розподіленої системи» вказує, чи одержаний кадр з розподіленої системи.

Поле «більше фрагментів» вказує на приналежність даного кадру до типу службового або до типу даних, або слід очікувати інших фрагментів.

Поле повторної передачі вказує, чи передається даний кадр повторно. Дозволяє приймачу відкидати дубльовані кадри.

Поле управління живленням зазначає режим енергоспоживання станції. Значення 1 гово-

рить про те, що станція працює в режимі економії енергоспоживання, а значення 0 – що вона зна-

ходиться в активному режимі. Кадри точки доступу завжди мають дане значення, рівне 0.

Установлений біт поля «більше даних» оповіщає приймач про те, що є призначені для неї дані, буферизовані в точці доступу.

Використанні шифрування WEP зазначається в полі «захищеність».

Поле «параметр впорядковування» використовується для фрагментованих кадрів і зазначає необхідність використання послуги збору фрейма в строгій послідовності.

Тривалість/ID - це поле використовується залежно від того, в якому режимі працює станція:

станція отримує доступ до середовища, що працює в енергозберігаючому режимі, мережа працює в режимі PCF періоду, вільного від конкуренції (CFP), мережа працює в режимі DCF (табл.. 2.12).

Таблиця 2.12 - Значення бітів поля тривалість/ID для різних станцій

Поля адрес 1, 2, 3 і 4 змінюються залежно від типу і підтипу кадру.

В полі управління черговістю (sequence control) містяться порядковий номер і номер фраг-

мента кадру.

Контрольна сума кадра FCS – 32-розрядне значення циклічного надмірного контролю CRC (cyclic redundancy check), що вирахуване для всіх полів заголовка і корисного вмісту MAC-кадра.

379

2.3.5 Фізичний рівень

Принципи формування сигналів, основні параметри обладнання визначаються на фізично-

му рівні. Для кожного стандарту сімейства IEEE 802.11 цей рівень підтримує специфічні техноло-

гії розширення спектру, кодування.

Безпроводові локальні мережі стандарту 802.11b. Стандарт 802.11b регламентував пра-

вила використання високошвидкісної технології DSSS (HR-DSSS), що забезпечує швидкість пере-

дачі в локальних безпроводових мережах ISM-диапазона 2,4 ГГц аж до 5,5 і 11 Мбіт/с. При цьому використовується кодування з використанням комплементарних кодів (complementary code keying, CCK) або технологія двійкового пакетного зверткового кодування (packet binary convolutional coding, PBCC). У технології HR-DSSS використовується схема організації каналів, подібна, якій використовується в технології DSSS, — смуга частот шириною 22 МГц, 11 каналів, 3 що не перек-

риваються, JSM-диапазон 2,4 ГГц.

Підрівень PLCP технології HR-DSSS використовує кадри PPDU двох типів: довгий і корот-

кий. Преамбула і заголовок довгого кадра підрівня PLCP технології HR-DSSS завжди передаються із швидкістю 1 Мбіт/с – в забезпечення зворотної сумісності з технологією DSSS. І дійсно, довгий кадр підрівня PLCP технології HR-DSSS майже такий же, як кадр підрівня PLCP в технології

DSSS, але з невеликими розширеннями, покликаними забезпечити підвищені швидкості передачі даних. Ці розширення наступні.

•У підполі Signal можуть бути вказані додаткові швидкості передачі даних (табл. 2.13).

•Підполе Послуги визначає раніше зарезервовані біти,

•Підполе Довжина як і раніше указує кількість мікросекунд, необхідних для передачі

PSDU.

Таблиця 2.13 – Значення допоміжного підполя Signal

Короткий кадр PLCP PPDU забезпечує засіб для мінімізації кількості службових сигналів.

Короткий кадр, що використовується в технології HR-DSSS стандарту 802.11b, приведено на рис. 2.77. Він містить преамбулу, заголовок і данні PSDU, заголовок PLCP передається на швидкості 2

Мбіт/с, тоді як PSDU передасться зі швидкістю 2, 5,5 або 11 Мбіт/с. Довжина поля Sync скорочена до 56 біт; воно є рядком, що складається з одних нулів. Поле SFD має ширину 16 біт і виконує фу-

нкцію вказівки на початок кадру, але також указує на використання довгих або коротких заголов-

380

ків. У разі коротких заголовків 16 біт передасться в порядку, зворотному по відношенню до дов-

гих заголовків.

Рисунок 2.77 - Короткий PPDU технології HR-DSSS

На підрівні PMD різні підполя передаються з відповідною швидкістю і з використанням ві-

дповідного методу модуляції: ССК або PBSS.

Хоча механізм розширення спектру, що використовується для отримання швидкостей 5,5 і 11 Мбіт/с із застосуванням ССК, відноситься до методів, які застосовуються для швидкостей 1 і 2

Мбіт/с, він по-своєму унікальний. У обох випадках застосовується метод розширення, але при ви-

користовуванні модуляції ССК код розширення є кодом з 8 комплексних чипів (complex chip), тоді як при роботі з швидкостями 1 і 2 Мбіт/с застосовується 1-разрядний код. 8-чиповий код визнача-

ється або 4, або 8 бітами — залежно від швидкості передачі даних. Швидкість передачі чипів складає 11 Мчип/с, тобто при 8 комплексних чипах на символ і 4 або 8 бітів на символ можна до-

сягти швидкості передачі даних 5,5 і 11 Мбіт/с.

Для того, щоб передавати дані із швидкістю 5,5 Мбіт/с, потрібно згрупувати скрембльован-

ний потік бітів в символи по 4 біти. Останні два біти використовуються для визначення 8 послідо-

вностей комплексних чипів, як показано в табл. 2.14, де {cl, с2, сЗ, с4, с5, сб, с7, с8} представля-

ють чипи послідовності, j представляє уявне число, корінь квадратний з - 1, і відкладається по уя-

вній, або осі квадратури комплексної площини.

Тепер, маючи послідовність чипів, визначену другою і третьою бітами, можна використо-

вувати перші два біти (b0, b1) для визначення повороту фази, здійснюваного при модуляції по ме-

тоду DQPSK, який буде застосований до послідовності (табл. 2.15). Слід пям'ятати, що йдеться

про Використання DQPSK, а не QPSK, і тому представлені в таблиці зміни фази відлічуються по

відношенню до попереднього символу або, у разі першого символу PSDU, по відношенню до

останнього символу попереднього DQPSK символу, передаваного із швидкістю 2 Мбіт/с.