Wireless LANs: 802.11-WLAN-Technologie und praktische Umsetzung im Detail ; 802.11a/h, 802.11b, 802.11g, 802.11i, 802.11n, 802.11d, 802.11e, 802.11f, 802.11s
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Hannover
Heise
2008
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| Edition: | 3., aktualisierte und erw. Aufl. |
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| Online Access: | Inhaltstext Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. 547 - 551 |
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| ISBN: | 9783936931518 3936931518 |
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Inhaltsverzeichnis
1 Einführung in Funknetzwerke 1
1.1 Einteilung der Funklösungen 3
1.2 Geschichte der drahtlosen Kommunikation 4
1.2.1 Das IEEE-Konsortium 4
1.2.2 Der IEEE-802.11-Standard 5
1.3 Weitere Funklösungen 10
1.3.1 HiperLAN 10
1.3.2 HomeRF 12
1.3.3 Bluetooth 12
1.3.4 ZigBee 15
1.3.5 WiMax 16
1.4 WLAN-Rechtsgrundlagen 16
1.4.1 Grundstücksübergreifende Datenübertragung .19
1.4.2 Rechtgrundlage für Hotspots 19
1.5 Drahtlos versus drahtgebunden 23
1.5.1 Multiple-Access-Problematik 24
1.5.2 Modulationsverfahren 26
1.5.3 Die Frequenz 27
1.5.4 Exkurs Pegelwerte und Dezibel 28
1.5.5 Bitrate und Datenrate 30
1.5.6 Paketvermittlung versus Leitungsvermittlung . 30
1.6 Gesundheit 31
1.7 OSI-Referenzmodell 33
1.8 Ein Überblick über den Inhalt dieses Buchs 40
I xii Inhaltsverzeichnis
2 WLAN-Netzwerkformen 43
2.1 Ad-hoc-Netzwerk 43
2.2 Infrastruktur-Netzwerk 45
2.3 Roaming 48
2.4 Datenadressierung 51
2.5 Drahtloser Internetzugang 53
2.6 Drahtlose Gebäudeanbindung 54
2.7 Mesh-WLANs 56
2.8 Hotspots 58
2.9 Mobile IP 62
2.9.1 Mobile IP-Architektur 64
2.9.2 Routing 66
3 Der 802.1 IPhysicalLayer 69
3.1 Aufbau des Physical Layers 69
3.1.1 PHY-Funktionen 70
3.1.2 Signalspreizung 73
3.2 FHSS-Technologie 74
3.2.1 FHSS-Modulationsverfahren 77
3.2.2 FHSS-Frameformat 79
3.2.3 FHSS-PHY-Umsetzung 81
3.2.4 FHSS-CS/CCA 83
3.2.5 FHSS-CCA-Empfindlichkeit 84
3.2.6 FHSS-PLCP-Datenempfang 85
3.2.7 FHSS-PMD_SAP 85
3.3 DSSS-Technologie 88
3.3.1 DSSS-Modulationsverfahren 90
3.3.2 DSSS-Spreiz-Codes 91
3.3.3 DSSS-Frameformat 100
3.3.4 DSSS-Short-Frameformat 101
3.3.5 DSSS-Kanalaufteilung 103
3.3.6 DSSS-PMD_SAP 104
3.3.7 DSSS-PLCP-Sendeprozedur 107
3.3.8 DSSS-PLCP-Empfangsprozedur 108
3.3.9 DSSS-CCA-Empfindlichkeit 109
3.3.10 DSSS-Empfängerempfindlichkeit 110
3.3.11 DSSS-Channel Agility 111
3.3.12 DSSS versus FHSS 112
Inhaltsverzeichnis xiii I
3.4 OFDM-Technologie 113
3.4.1 OFDM-Frameformate 118
3.4.2 OFDM-PPDU-Codierungsprozess 120
3.4.3 OFDM-Datenempfang und -Decodierung 129
3.4.4 OFDM-Übertragungsverfahren 130
3.4.5 OFDM-Modulationsverfahren 135
3.4.6 OFDM-PMD_SAP 140
3.4.7 OFDM-PLCP-Sendeprozedur 140
3.4.8 OFDM-PLCP-Empfangsprozedur 141
3.4.9 OFDM-CCA-Empfindlichkeit 142
3.4.10 OFDM-Empfängerempfindlichkeit 142
3.4.11 OFDM-Kanalaufteilung 143
3.5 PBCC-Technologie 147
3.5.1 PBCC-5,5 und PBCC-11 148
3.5.2 PBCC-22 151
3.5.3 PBCC-33 152
3.6 Die 802.1 lg-PHY-Erweiterungen 153
3.6.1 802.1 lg-PPDU-Frameformat 156
3.6.2 802.11g-Signalspektrum 159
3.6.3 802.1 lg-Empfängerempfindlichkeit 160
3.7 Die IEEE-Infrarot-Technologie 160
3.7.1 IR-Frameformat 163
4 Der 802.11 MAC Layer 165
4.1 Problematik eines Funkmediums 165
4.2 Distribution Coordination Function 167
4.2.1 CSMA/CA 167
4.2.2 Virtuelle Carrier-Sense-Funktion 168
4.2.3 Acknowledgement 170
4.2.4 Interframe Space 170
4.3 Das Hidden-Station-Problem 175
4.4 Fragmentierung 177
4.5 802.11-Frameformat 179
4.5.1 Datenframes 186
4.5.2 Kontrollframes 187
4.5.3 Managementframes 191
4.5.4 Informationselemente 200
4.5.5 Managementframetypen 209
4.5.6 Frameklassen 214
I xiv Inhaltsverzeichnis
4.6 Managementfunktionen 215
4.6.1 Passives und aktives Scanning 216
4.6.2 Power-Management 219
4.6.3 Wired-Equivalent-Privacy-Algorithmus 223
4.6.4 Authentifizierung 228
4.6.5 Assoziierung 231
4.6.6 Protection-Mechanismus 233
4.6.7 Datenratenunterstützung 235
4.6.8 Transmit Power Control 236
4.6.9 Dynamic Frequency Selection 237
4.7 Point Coordination Function 240
4.8 802.11d-Erweiterung 244
4.9 802.11e-MAC-Erweiterung 246
4.9.1 Enhanced Distribution Coordination
Function 246
4.9.2 EDCF-TXOP-Bursting 249
4.9.3 Hybrid Coordination Function 250
4.9.4 Direct Link Setup 252
5 802.1 In 255
5.1 MIMO-, SIMO- und MISO-Systeme 256
5.1.1 SIMO 256
5.1.2 Transmit Beamforming 258
5.1.3 Raum-Zeit-Codes 259
5.1.4 Raum-Multiplex-Verfahren 260
5.2 802.11n-PHY 262
5.2.1 OFDM-Unterträger 262
5.2.2 Zusätzliche OFDM-Coderate 263
5.2.3 Verkürztes Guard-Intervall 264
5.2.4 Kanalbandbreite von 20 MHz und 40 MHz . 264
5.2.5 Low-Density Parity-Check 266
5.2.6 Modulation and Coding Scheines 267
5.2.7 Spektrale Effizienz 271
5.2.8 802.1 ln-PLCP-Frame-Format 272
5.2.9 802.1 ln-HT-PHY-Parameter 275
5.3 802.11n-MAC 276
5.3.1 Reduced Interframe Space 276
5.3.2 A-MSDU und A-MPDU 277
5.3.3 Block-Acknowledgement 279
5.3.4 Spatial-Multiplexing-Power-Save-Funktion . 280
Inhaltsverzeichnis xv I
5.3.5 802.11n-Betriebsmodi 281
5.3.6 20- und 20/40-MHz-Betrieb 282
5.3.7 Phased Coexistence Operation 283
5.3.8 Dual-CTS-to-Self-Verfahren 285
5.4 802.1 In - Zusammenfassung und Umsetzung 285
5.4.1 802.1 ln-MIMO-Implementierung 286
6 Antennentechnik 289
6.1 Grundlagen der drahtlosen Kommunikation 290
6.2 Antennenprinzip 290
6.3 Antennenparameter 293
6.3.1 Impedanz 293
6.3.2 VSWR/Rückflussdämpfung 294
6.3.3 Polarisation 294
6.3.4 Antennengewinn 296
6.3.5 Strahlungsdiagramme 297
6.3.6 Halbwertsbreite 299
6.3.7 Vor-Rück-Verhältnis 300
6.4 Reichweiten von Richtfunkstrecken 300
6.4.1 Sendeleistung 301
6.4.2 Antennengewinn 302
6.4.3 Antennendiagramm 303
6.4.4 Freiraumdämpfung 303
6.4.5 Fresnel-Zone 307
6.4.6 Erdkrümmung 311
6.4.7 Witterungseinflüsse 312
6.4.8 Empfängerrauschen 314
6.4.9 Notwendiges Signal-Rausch-Verhältnis 314
6.4.10 Verluste auf Antennenkabel und
Verbindungskomponenten 315
6.4.11 Position und Ausrichtung der Antennen 316
6.5 Antennentypen 318
6.5.1 Omnidirektionale Antennen 318
6.5.2 Notebook-Antenne 320
6.5.3 Dipol-Antennen 320
6.5.4 Omnidirektionale Antennen mit Gewinn 321
6.5.5 Patch-Antennen 324
6.5.6 Yagi-Antennen 326
6.5.7 Panel-Antennen 328
6.5.8 Parabolantennen 329
6.5.9 Sektorantennen 330
Ixvi Inhaltsverzeichnis
6.5.10 Kreuzpolarisierte Antennen 332
6.5.11 Zirkularpolarisierte Antennen 332
6.5.12 Dualbandantennen 333
6.5.13 Aktive Antennen 333
6.5.14 Diversity-Antennen 334
6.6 Antennenstecker 335
6.6.1 MC-Card-Steckergesicht 335
6.6.2 MMCX-Steckergesicht 336
6.6.3 U.FL-Steckergesicht 336
6.6.4 SMA-Steckergesicht 337
6.6.5 TNC-Steckergesicht 338
6.6.6 BNC-Steckergesicht 339
6.6.7 N-Steckergesicht 339
6.6.8 Pigtails 340
6.6.9 Indoor- und Outdoor-Antennen 341
6.7 Sicherheitsrelevante Bestimmungen 341
6.7.1 Mechanische Sicherheit 342
6.7.2 Elektrische Sicherheit 347
7 WLAN-Produkte 351
7.1 WLAN-Produktgrundsätze 351
7.2 WLAN-Client-Adapter 352
7.2.1 PCMCIA-Adapter 354
7.2.2 Cardbus-Adapter 356
7.2.3 Cardbus-Express-Adapter 357
7.2.4 Compact-Flash-Adapter 357
7.2.5 PCI-Adapter 358
7.2.6 USB-Adapter 359
7.2.7 Mini-PCI-Module 360
7.2.8 PCI-Express-Mini-Module 360
7.2.9 802.1 ln-PCIe-WLAN-Adapter 361
7.3 Access Points 362
7.3.1 Standard Access Point 364
7.3.2 Erweiterte Access Points (Internet Gateway) . . 366
7.3.3 Modulare Access Points 367
7.3.4 Dualband Access Points 368
7.3.5 Micro Access Point 368
7.3.6 Access-Point-Kombigeräte 370
7.3.7 802.1 ln-Access-Points 370
7.4 WLAN-Switches 371
Inhaltsverzeichnis xvii I
7.5 Management-Plattform 372
7.6 WLAN-Telefon 373
7.7 WLAN-Produktzertifizierungen 374
7.7.1 Wi-Fi 374
7.7.2 CCX-Programm 375
8 Praktische WLAN-Umsetzung 377
8.1 Reichweitenbetrachtungen 377
8.1.1 Detaillierte Reichweitenbetrachtung 379
8.1.2 Reichweitenberechnung 381
8.1.3 Reichweitenreduzierung durch
Signalreflexionen 385
8.2 Funkausleuchtung 386
8.3 Professionelle Site Survey Utilities 389
8.4 Vorbereitung der Funkausleuchtung 393
8.4.1 Wichtige Voraussetzungen für die
Funkausleuchtung 394
8.4.2 Störquellenermittlung 394
8.5 Spektrumanalyse 395
8.5.1 Richtige Platzierung von Access Points
und Antennen 397
8.5.2 Stör- und Reflexionsquellen 397
8.5.3 Polarisation 398
8.5.4 Funkschatten 399
8.5.5 Leckkabel 400
8.5.6 Kanalwahl 400
8.5.7 RF-Management 403
8.5.8 Automatische Kanalwahl 404
8.5.9 Bandbreite 405
8.5.10 Implementierung von 802.11n-
Infrastrukturen 406
8.6 Performance-Betrachtungen 407
8.6.1 Fallstricke - TCP/IP im Wireless LAN 411
8.6.2 Reichweitenbedingte Performance-
Reduzierung 414
8.6.3 Störungsbedingte Performance-
Reduzierung 414
8.6.4 Zukünftige Performance-Steigerung 415
8.6.5 Performance-Betrachtungen bei
Richtfunkstrecken 416
I xviii Inhaltsverzeichnis
8.7 WLAN-Parameter 417
8.7.1 Erweiterte Datenrateneinstellung 418
8.7.2 Tx-Power 419
8.7.3 Diversity 419
8.7.4 Short-Präambel 420
8.7.5 Short Slot Time 420
8.7.6 Maximale Clients 420
8.7.7 Multiple SSIDs 420
8.7.8 Beacon Interval 421
8.7.9 RTS/CTS-Threshold 422
8.7.10 Fragmentation-Threshold 422
8.7.11 Listen Interval 423
8.7.12 DTIM Window 423
8.7.13 ATIM Window 424
8.7.14 Active Scan Timer 424
8.7.15 Passive Scan Timer 424
8.7.16 Long Retry Limit 425
8.7.17 Short Retry Limit 425
8.7.18 Association Timeout 425
8.7.19 Reassociation Timeout 426
8.7.20 Authentication Timeout 426
9 WLAN-Sicherheit 427
9.1 Angriffsszenarien und Sicherheitsmechanismen 428
9.1.1 802.11-Sicherheitsmechanismen 430
9.1.2 War Driving 432
9.2 Problemfall WEP 435
9.2.1 Umgehen des WEP-Schlüssels 436
9.2.2 Schwachstellen der WEP-Authentifizierung
ausnutzen 442
9.2.3 Datenmanipulation 444
9.2.4 MAC-Spoofing 444
9.3 WLAN-Sicherheitsrisiken aufdecken 445
9.4 Maßnahmen zur Steigerung der Sicherheit 447
9.4.1 802.1 li-Erweiterung 449
9.4.2 Wi-Fi Protected Access 451
9.5 Authentifizierung und Schlüsselmanagement 453
9.5.1 802.1X-Authentifizierung 453
9.5.2 802.1X-Zugangspunkte 456
9.5.3 Extensible Authentication Protocol 457
9.5.4 EAP-Nachrichten 457
Inhaltsverzeichnis xix I
9.5.5 EAP over LANs 459
9.5.6 EAP-Methoden 461
9.5.7 RSN-Informationselement 466
9.5.8 Schlüsselhierarchie 467
9.5.9 PMK und PTK 468
9.5.10 GMK und GTK 469
9.5.11 Ablauf der EAP-Authentifizierung 469
9.5.12 4-Wege-Handshake 471
9.5.13 2-Wege-Handshake 473
9.5.14 PTKSA und GTKSA 473
9.5.15 Pre-Shared Key 474
9.5.16 Roaming-Verzögerungen 475
9.5.17 RSN-Migration 477
9.6 TKIP 478
9.6.1 TKIP-Mixing-Funktion 479
9.6.2 TSC 480
9.6.3 Message Integrity Check 481
9.6.4 Replay-Attackenschutz 482
9.6.5 MIC-Fehler 483
9.6.6 TKIP-MPDU-Format 484
9.7 AES-CCMP 485
9.7.1 Rijndael-Algorithmus 486
9.7.2 CCMP-Replay-Schutz 487
9.7.3 CCMP-MIC-Berechnung 488
9.7.4 CCM-Verschlüsselung 489
9.7.5 CCMP-MPDU-Format 490
9.8 Virtual Private Network im WLAN 491
10 Fehleranalyse im WLAN 495
10.1 Einkreisen von Fehlerquellen 496
10.1.1 Überprüfung der Verkabelung 498
10.1.2 Überprüfung der aktiven WLAN-
Komponenten 499
10.1.3 Auswerten der Netzwerkstatistiken 501
10.1.4 Überprüfung externer Antennen 502
10.1.5 Ping-Verbindungstest 503
10.2 WLAN-Fehlerquellen 505
10.3 Protokollanalyse 507
10.3.1 Ausführungen von Protokollanalysatoren 508
10.3.2 Systemanforderungen für Protokollanalyser . 509
10.3.3 Standortfrage 510
I xx Inhaltsverzeichnis
10.3.4 Channel Surfing 511
10.3.5 Dashboard 513
10.3.6 Host Table 514
10.3.7 Matrix 515
10.3.8 Application Response Time 516
10.3.9 History 517
10.3.10 Global Statistics 519
10.3.11 Capture Panel 520
10.3.12 Alarm Log 523
10.3.13 Address Book 524
10.3.14 Paketfilter 525
10.3.15 WEP-Entschlüsselung 527
10.4 Beispiele einer WLAN-Protokollanalyse 527
10.4.1 Beacon-Frames 530
10.4.2 Scanning 531
10.4.3 Authentication 532
10.4.4 Assoziierung 533
10.4.5 Datenaustausch über den Access Point 534
10.4.6 Datenaustausch zwischen Access Points 536
10.4.7 Wiederholte Datenaussendung 537
Anhang
Abkürzungen 539
Literatur 547
Index 553 |
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung in Funknetzwerke 1
1.1 Einteilung der Funklösungen 3
1.2 Geschichte der drahtlosen Kommunikation 4
1.2.1 Das IEEE-Konsortium 4
1.2.2 Der IEEE-802.11-Standard 5
1.3 Weitere Funklösungen 10
1.3.1 HiperLAN 10
1.3.2 HomeRF 12
1.3.3 Bluetooth 12
1.3.4 ZigBee 15
1.3.5 WiMax 16
1.4 WLAN-Rechtsgrundlagen 16
1.4.1 Grundstücksübergreifende Datenübertragung .19
1.4.2 Rechtgrundlage für Hotspots 19
1.5 Drahtlos versus drahtgebunden 23
1.5.1 Multiple-Access-Problematik 24
1.5.2 Modulationsverfahren 26
1.5.3 Die Frequenz 27
1.5.4 Exkurs Pegelwerte und Dezibel 28
1.5.5 Bitrate und Datenrate 30
1.5.6 Paketvermittlung versus Leitungsvermittlung . 30
1.6 Gesundheit 31
1.7 OSI-Referenzmodell 33
1.8 Ein Überblick über den Inhalt dieses Buchs 40
I xii Inhaltsverzeichnis
2 WLAN-Netzwerkformen 43
2.1 Ad-hoc-Netzwerk 43
2.2 Infrastruktur-Netzwerk 45
2.3 Roaming 48
2.4 Datenadressierung 51
2.5 Drahtloser Internetzugang 53
2.6 Drahtlose Gebäudeanbindung 54
2.7 Mesh-WLANs 56
2.8 Hotspots 58
2.9 Mobile IP 62
2.9.1 Mobile IP-Architektur 64
2.9.2 Routing 66
3 Der 802.1 IPhysicalLayer 69
3.1 Aufbau des Physical Layers 69
3.1.1 PHY-Funktionen 70
3.1.2 Signalspreizung 73
3.2 FHSS-Technologie 74
3.2.1 FHSS-Modulationsverfahren 77
3.2.2 FHSS-Frameformat 79
3.2.3 FHSS-PHY-Umsetzung 81
3.2.4 FHSS-CS/CCA 83
3.2.5 FHSS-CCA-Empfindlichkeit 84
3.2.6 FHSS-PLCP-Datenempfang 85
3.2.7 FHSS-PMD_SAP 85
3.3 DSSS-Technologie 88
3.3.1 DSSS-Modulationsverfahren 90
3.3.2 DSSS-Spreiz-Codes 91
3.3.3 DSSS-Frameformat 100
3.3.4 DSSS-Short-Frameformat 101
3.3.5 DSSS-Kanalaufteilung 103
3.3.6 DSSS-PMD_SAP 104
3.3.7 DSSS-PLCP-Sendeprozedur 107
3.3.8 DSSS-PLCP-Empfangsprozedur 108
3.3.9 DSSS-CCA-Empfindlichkeit 109
3.3.10 DSSS-Empfängerempfindlichkeit 110
3.3.11 DSSS-Channel Agility 111
3.3.12 DSSS versus FHSS 112
Inhaltsverzeichnis xiii I
3.4 OFDM-Technologie 113
3.4.1 OFDM-Frameformate 118
3.4.2 OFDM-PPDU-Codierungsprozess 120
3.4.3 OFDM-Datenempfang und -Decodierung 129
3.4.4 OFDM-Übertragungsverfahren 130
3.4.5 OFDM-Modulationsverfahren 135
3.4.6 OFDM-PMD_SAP 140
3.4.7 OFDM-PLCP-Sendeprozedur 140
3.4.8 OFDM-PLCP-Empfangsprozedur 141
3.4.9 OFDM-CCA-Empfindlichkeit 142
3.4.10 OFDM-Empfängerempfindlichkeit 142
3.4.11 OFDM-Kanalaufteilung 143
3.5 PBCC-Technologie 147
3.5.1 PBCC-5,5 und PBCC-11 148
3.5.2 PBCC-22 151
3.5.3 PBCC-33 152
3.6 Die 802.1 lg-PHY-Erweiterungen 153
3.6.1 802.1 lg-PPDU-Frameformat 156
3.6.2 802.11g-Signalspektrum 159
3.6.3 802.1 lg-Empfängerempfindlichkeit 160
3.7 Die IEEE-Infrarot-Technologie 160
3.7.1 IR-Frameformat 163
4 Der 802.11 MAC Layer 165
4.1 Problematik eines Funkmediums 165
4.2 Distribution Coordination Function 167
4.2.1 CSMA/CA 167
4.2.2 Virtuelle Carrier-Sense-Funktion 168
4.2.3 Acknowledgement 170
4.2.4 Interframe Space 170
4.3 Das Hidden-Station-Problem 175
4.4 Fragmentierung 177
4.5 802.11-Frameformat 179
4.5.1 Datenframes 186
4.5.2 Kontrollframes 187
4.5.3 Managementframes 191
4.5.4 Informationselemente 200
4.5.5 Managementframetypen 209
4.5.6 Frameklassen 214
I xiv Inhaltsverzeichnis
4.6 Managementfunktionen 215
4.6.1 Passives und aktives Scanning 216
4.6.2 Power-Management 219
4.6.3 Wired-Equivalent-Privacy-Algorithmus 223
4.6.4 Authentifizierung 228
4.6.5 Assoziierung 231
4.6.6 Protection-Mechanismus 233
4.6.7 Datenratenunterstützung 235
4.6.8 Transmit Power Control 236
4.6.9 Dynamic Frequency Selection 237
4.7 Point Coordination Function 240
4.8 802.11d-Erweiterung 244
4.9 802.11e-MAC-Erweiterung 246
4.9.1 Enhanced Distribution Coordination
Function 246
4.9.2 EDCF-TXOP-Bursting 249
4.9.3 Hybrid Coordination Function 250
4.9.4 Direct Link Setup 252
5 802.1 In 255
5.1 MIMO-, SIMO- und MISO-Systeme 256
5.1.1 SIMO 256
5.1.2 Transmit Beamforming 258
5.1.3 Raum-Zeit-Codes 259
5.1.4 Raum-Multiplex-Verfahren 260
5.2 802.11n-PHY 262
5.2.1 OFDM-Unterträger 262
5.2.2 Zusätzliche OFDM-Coderate 263
5.2.3 Verkürztes Guard-Intervall 264
5.2.4 Kanalbandbreite von 20 MHz und 40 MHz . 264
5.2.5 Low-Density Parity-Check 266
5.2.6 Modulation and Coding Scheines 267
5.2.7 Spektrale Effizienz 271
5.2.8 802.1 ln-PLCP-Frame-Format 272
5.2.9 802.1 ln-HT-PHY-Parameter 275
5.3 802.11n-MAC 276
5.3.1 Reduced Interframe Space 276
5.3.2 A-MSDU und A-MPDU 277
5.3.3 Block-Acknowledgement 279
5.3.4 Spatial-Multiplexing-Power-Save-Funktion . 280
Inhaltsverzeichnis xv I
5.3.5 802.11n-Betriebsmodi 281
5.3.6 20- und 20/40-MHz-Betrieb 282
5.3.7 Phased Coexistence Operation 283
5.3.8 Dual-CTS-to-Self-Verfahren 285
5.4 802.1 In - Zusammenfassung und Umsetzung 285
5.4.1 802.1 ln-MIMO-Implementierung 286
6 Antennentechnik 289
6.1 Grundlagen der drahtlosen Kommunikation 290
6.2 Antennenprinzip 290
6.3 Antennenparameter 293
6.3.1 Impedanz 293
6.3.2 VSWR/Rückflussdämpfung 294
6.3.3 Polarisation 294
6.3.4 Antennengewinn 296
6.3.5 Strahlungsdiagramme 297
6.3.6 Halbwertsbreite 299
6.3.7 Vor-Rück-Verhältnis 300
6.4 Reichweiten von Richtfunkstrecken 300
6.4.1 Sendeleistung 301
6.4.2 Antennengewinn 302
6.4.3 Antennendiagramm 303
6.4.4 Freiraumdämpfung 303
6.4.5 Fresnel-Zone 307
6.4.6 Erdkrümmung 311
6.4.7 Witterungseinflüsse 312
6.4.8 Empfängerrauschen 314
6.4.9 Notwendiges Signal-Rausch-Verhältnis 314
6.4.10 Verluste auf Antennenkabel und
Verbindungskomponenten 315
6.4.11 Position und Ausrichtung der Antennen 316
6.5 Antennentypen 318
6.5.1 Omnidirektionale Antennen 318
6.5.2 Notebook-Antenne 320
6.5.3 Dipol-Antennen 320
6.5.4 Omnidirektionale Antennen mit Gewinn 321
6.5.5 Patch-Antennen 324
6.5.6 Yagi-Antennen 326
6.5.7 Panel-Antennen 328
6.5.8 Parabolantennen 329
6.5.9 Sektorantennen 330
Ixvi Inhaltsverzeichnis
6.5.10 Kreuzpolarisierte Antennen 332
6.5.11 Zirkularpolarisierte Antennen 332
6.5.12 Dualbandantennen 333
6.5.13 Aktive Antennen 333
6.5.14 Diversity-Antennen 334
6.6 Antennenstecker 335
6.6.1 MC-Card-Steckergesicht 335
6.6.2 MMCX-Steckergesicht 336
6.6.3 U.FL-Steckergesicht 336
6.6.4 SMA-Steckergesicht 337
6.6.5 TNC-Steckergesicht 338
6.6.6 BNC-Steckergesicht 339
6.6.7 N-Steckergesicht 339
6.6.8 Pigtails 340
6.6.9 Indoor- und Outdoor-Antennen 341
6.7 Sicherheitsrelevante Bestimmungen 341
6.7.1 Mechanische Sicherheit 342
6.7.2 Elektrische Sicherheit 347
7 WLAN-Produkte 351
7.1 WLAN-Produktgrundsätze 351
7.2 WLAN-Client-Adapter 352
7.2.1 PCMCIA-Adapter 354
7.2.2 Cardbus-Adapter 356
7.2.3 Cardbus-Express-Adapter 357
7.2.4 Compact-Flash-Adapter 357
7.2.5 PCI-Adapter 358
7.2.6 USB-Adapter 359
7.2.7 Mini-PCI-Module 360
7.2.8 PCI-Express-Mini-Module 360
7.2.9 802.1 ln-PCIe-WLAN-Adapter 361
7.3 Access Points 362
7.3.1 Standard Access Point 364
7.3.2 Erweiterte Access Points (Internet Gateway) . . 366
7.3.3 Modulare Access Points 367
7.3.4 Dualband Access Points 368
7.3.5 Micro Access Point 368
7.3.6 Access-Point-Kombigeräte 370
7.3.7 802.1 ln-Access-Points 370
7.4 WLAN-Switches 371
Inhaltsverzeichnis xvii I
7.5 Management-Plattform 372
7.6 WLAN-Telefon 373
7.7 WLAN-Produktzertifizierungen 374
7.7.1 Wi-Fi 374
7.7.2 CCX-Programm 375
8 Praktische WLAN-Umsetzung 377
8.1 Reichweitenbetrachtungen 377
8.1.1 Detaillierte Reichweitenbetrachtung 379
8.1.2 Reichweitenberechnung 381
8.1.3 Reichweitenreduzierung durch
Signalreflexionen 385
8.2 Funkausleuchtung 386
8.3 Professionelle Site Survey Utilities 389
8.4 Vorbereitung der Funkausleuchtung 393
8.4.1 Wichtige Voraussetzungen für die
Funkausleuchtung 394
8.4.2 Störquellenermittlung 394
8.5 Spektrumanalyse 395
8.5.1 Richtige Platzierung von Access Points
und Antennen 397
8.5.2 Stör- und Reflexionsquellen 397
8.5.3 Polarisation 398
8.5.4 Funkschatten 399
8.5.5 Leckkabel 400
8.5.6 Kanalwahl 400
8.5.7 RF-Management 403
8.5.8 Automatische Kanalwahl 404
8.5.9 Bandbreite 405
8.5.10 Implementierung von 802.11n-
Infrastrukturen 406
8.6 Performance-Betrachtungen 407
8.6.1 Fallstricke - TCP/IP im Wireless LAN 411
8.6.2 Reichweitenbedingte Performance-
Reduzierung 414
8.6.3 Störungsbedingte Performance-
Reduzierung 414
8.6.4 Zukünftige Performance-Steigerung 415
8.6.5 Performance-Betrachtungen bei
Richtfunkstrecken 416
I xviii Inhaltsverzeichnis
8.7 WLAN-Parameter 417
8.7.1 Erweiterte Datenrateneinstellung 418
8.7.2 Tx-Power 419
8.7.3 Diversity 419
8.7.4 Short-Präambel 420
8.7.5 Short Slot Time 420
8.7.6 Maximale Clients 420
8.7.7 Multiple SSIDs 420
8.7.8 Beacon Interval 421
8.7.9 RTS/CTS-Threshold 422
8.7.10 Fragmentation-Threshold 422
8.7.11 Listen Interval 423
8.7.12 DTIM Window 423
8.7.13 ATIM Window 424
8.7.14 Active Scan Timer 424
8.7.15 Passive Scan Timer 424
8.7.16 Long Retry Limit 425
8.7.17 Short Retry Limit 425
8.7.18 Association Timeout 425
8.7.19 Reassociation Timeout 426
8.7.20 Authentication Timeout 426
9 WLAN-Sicherheit 427
9.1 Angriffsszenarien und Sicherheitsmechanismen 428
9.1.1 802.11-Sicherheitsmechanismen 430
9.1.2 War Driving 432
9.2 Problemfall WEP 435
9.2.1 Umgehen des WEP-Schlüssels 436
9.2.2 Schwachstellen der WEP-Authentifizierung
ausnutzen 442
9.2.3 Datenmanipulation 444
9.2.4 MAC-Spoofing 444
9.3 WLAN-Sicherheitsrisiken aufdecken 445
9.4 Maßnahmen zur Steigerung der Sicherheit 447
9.4.1 802.1 li-Erweiterung 449
9.4.2 Wi-Fi Protected Access 451
9.5 Authentifizierung und Schlüsselmanagement 453
9.5.1 802.1X-Authentifizierung 453
9.5.2 802.1X-Zugangspunkte 456
9.5.3 Extensible Authentication Protocol 457
9.5.4 EAP-Nachrichten 457
Inhaltsverzeichnis xix I
9.5.5 EAP over LANs 459
9.5.6 EAP-Methoden 461
9.5.7 RSN-Informationselement 466
9.5.8 Schlüsselhierarchie 467
9.5.9 PMK und PTK 468
9.5.10 GMK und GTK 469
9.5.11 Ablauf der EAP-Authentifizierung 469
9.5.12 4-Wege-Handshake 471
9.5.13 2-Wege-Handshake 473
9.5.14 PTKSA und GTKSA 473
9.5.15 Pre-Shared Key 474
9.5.16 Roaming-Verzögerungen 475
9.5.17 RSN-Migration 477
9.6 TKIP 478
9.6.1 TKIP-Mixing-Funktion 479
9.6.2 TSC 480
9.6.3 Message Integrity Check 481
9.6.4 Replay-Attackenschutz 482
9.6.5 MIC-Fehler 483
9.6.6 TKIP-MPDU-Format 484
9.7 AES-CCMP 485
9.7.1 Rijndael-Algorithmus 486
9.7.2 CCMP-Replay-Schutz 487
9.7.3 CCMP-MIC-Berechnung 488
9.7.4 CCM-Verschlüsselung 489
9.7.5 CCMP-MPDU-Format 490
9.8 Virtual Private Network im WLAN 491
10 Fehleranalyse im WLAN 495
10.1 Einkreisen von Fehlerquellen 496
10.1.1 Überprüfung der Verkabelung 498
10.1.2 Überprüfung der aktiven WLAN-
Komponenten 499
10.1.3 Auswerten der Netzwerkstatistiken 501
10.1.4 Überprüfung externer Antennen 502
10.1.5 Ping-Verbindungstest 503
10.2 WLAN-Fehlerquellen 505
10.3 Protokollanalyse 507
10.3.1 Ausführungen von Protokollanalysatoren 508
10.3.2 Systemanforderungen für Protokollanalyser . 509
10.3.3 Standortfrage 510
I xx Inhaltsverzeichnis
10.3.4 Channel Surfing 511
10.3.5 Dashboard 513
10.3.6 Host Table 514
10.3.7 Matrix 515
10.3.8 Application Response Time 516
10.3.9 History 517
10.3.10 Global Statistics 519
10.3.11 Capture Panel 520
10.3.12 Alarm Log 523
10.3.13 Address Book 524
10.3.14 Paketfilter 525
10.3.15 WEP-Entschlüsselung 527
10.4 Beispiele einer WLAN-Protokollanalyse 527
10.4.1 Beacon-Frames 530
10.4.2 Scanning 531
10.4.3 Authentication 532
10.4.4 Assoziierung 533
10.4.5 Datenaustausch über den Access Point 534
10.4.6 Datenaustausch zwischen Access Points 536
10.4.7 Wiederholte Datenaussendung 537
Anhang
Abkürzungen 539
Literatur 547
Index 553 |
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