Chapter 3 Wireless Network Devices

1. Chapter 3Wireless Network Devices Dr Lami Kaya

2. Chapter 3Kablosuz Ağ Cihazları(Wireless Network Devices) Dr Lami Kaya

3. Tradeoffs Among Media Types • The choice of transmission medium is complex • Choice involves the evaluation of multiple factors, such as: • Cost • materials, installation, operation, and maintenance • Data rate • number of bits per second that can be sent • Delay • time required for signal propagation or processing • Affect on signal • attenuation and distortion • Environment • susceptibility to interference and electrical noise • Security • susceptibility to eavesdropping

4. Medya Tipleri Arasındaki denge(tradeoff) • İletim ortam(transmission medium ) seçimi zor bir işlemdir • Seçim birden çok faktörlerin değerlendirilmesini içerir, mesela: • Maliyet (Cost) • malzemeler, kurulum, çalıştırma ve bakım • Veri hızı (Data rate) • Saniye başı gönderilebilen bit sayısı • Gecikme (Delay) • sinyal yayılımı veya işleme için gerekli zaman • Sinyal etkisi (Affect on signal) • zayıflama ve bozulma • Çevre (Environment) • Karışıma (interference) duyarlılık ve elektriksel gürültü • Güvenlik (Security) • Gizli dinleme için duyarlılık

5. WLAN Radio Components • IEEE 802.11 radio performs a number of essential functions to support communications • Modulation • Spread-spectrum encoding • Physical (PHY) layer splitting • MAC controller

6. WLAN Radyo Bileşenleri • IEEE 802.11 iletişimi desteklemek için önemli fonksiyonları gerçekleştirir. • Modülasyon (Modulation) • Yayılma spectrumlu kodlama(Spread-spectrum encoding) • Fiziksel (PHY) katman ayırıcısı Physical (PHY) • MAC denetleyici

7. WLAN Radio Components • Modulation • Binary Phase Shift Keying (BPSK) • Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) • Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)

8. WLAN Radyo Bileşenleri • Modülasyon • Binary Phase Shift Keying (BPSK) • Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) • Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)

9. Signal Propagation • Amount of information an electromagnetic wave can represent depends on the wave's frequency • The frequency of an electromagnetic wave also determines how the wave propagates • Three broad types of propagation  • lowest frequencies • electromagnetic radiation follow the earth's surface, which means if the terrain is relatively flat • it will be possible to place a receiver beyond the horizon from a transmitter • medium frequencies • a transmitter and receiver can be farther apart, because the signal can bounce off the ionosphere to travel between them • highest frequencies • radio transmission behave like light the signal propagates in a straight line from the transmitter to the receiver and the path must be free from obstructions

10. SinyalYayılımı • Elektromanyetik dalga ile temsil edebilcek bir miktar bilgi , dalganın frekansına bağlıdır. • Bir elektromanyetik dalganın frekansı, o dalganın nasıl yayılacağına karar verir. • Yayılımın üç çeşit türleri • düşük frekanslarda(lowest frequencies) • Eğer arazi yüzeyi nispeten düz ise elektromanyetik radyasyon dünya yüzeyini takip eder. • Alıcıyı , göndericinin ufuk ötesine yerleştirmek mümkün olacaktır. • orta frekanslardan(medium frequencies) • Göndereci ve alıcı birbirlerinden uzakta olabilirler, çünkü sinyal iyonosferden yol alarak iletişim kurar. • Yüksek frekanslardan (highest frequencies ) • Sinyal Işık gibi davranır, yani gönderici ve alıcı arasında düz bir yol olmalıdır ve aralarında herhangi bir engel bulunmamalıdır.

11. Digital Modulation: • Illustration of • a carrier wave • a digital input signal • amplitude shift keying • frequency shift keying

12. Dijital Modülasyon: • Örnekler • a carrier wave • a digital input signal • amplitude shift keying • frequency shift keying

13. 802.11 a/b/g Modulation Schemes

14. 802.11 a/b/g Modülasyon Düzenleri

15. WLAN Radio Components • Spread-spectrum encoding • Modulating digital data streams by combining them into a bit sequence with a higher rate to form what is called ‘chipping code’ • A chipping code creates a redundant bit pattern for every bit transmitted to increase the capability of the transmitted signal to withstand ‘interference’ • Interference • In-channel (co-channel) • Caused by other devices transmitting in the same frequency • Out-of-channel • Caused by signal emitted by a device in a near-by channel

16. WLAN Radyo Bileşenleri • Spread spektrumlu kodlama • Dijital veri akışlarını kodlamak için onları daha yüksek oranlı bit sırası ile birleştirerek ‘chipping code(çaklıtaşı kodu)’ elde ediyoruz. • Karışım’a (interference) karşı koyabilmek için chipping code gönderilecek her bit için gereksiz bit deseni oluşturur. • Karışım (Interference) • Kanallar arası (In-channel (co-channel)) • Aynı frekansı kullanan cihazların gönderimi neden olur. • Kanal dışı (Out-of-channel) • Kanala Yakın bir cihazın emilimi sonucu meydana gelir.

17. WLAN Radio Components • Physical (PHY) layer splitting • Physical layer convergence protocol (PLCP) sublayer • Physical medium dependent (PMD) sublayer • MAC controller • Buffers incoming and outgoing packets • Provide channel access • Network management functions

18. WLAN Radyo Bileşenleri • Fiziksel(PHY) katman ayırıcıları • Physical layer (Fiziksel katman) convergence(yakınsama) protocol (PLCP) sublayer (alt katman) • Physical medium(ortam) dependent(bağımlı) (PMD) sublayer (alt katman) • MAC denetleyici • Gelen ve giden paketler için buffer • Kanal erişimi sağlar • Ağı yöneten fonksiyonlara sahiptir.

19. WLAN Devices • Network adapters • Access points (AP) • Repeaters • Bridges • Switches • Routers and ‘gateways’ • antennas

20. WLAN Cihazları • Ağ adaptörleri (Network adapters) • Erişim Noktası (Access points (AP)) • Tekrarlıyıcılar (Repeaters) • Köprüler (Bridges) • Makaslar (Switches) • Yönlendiriciler ve Ağ geçidi • Antenler

21. Wireless Network Adapters When selecting a wireless network interface card (NIC), several characteristics may be considered: • Interface type (internal, USB, PCI, PCMCIA) • Wireless standard (802.11a/b/g, Bluetooth, etc) • Antenna type (detachable, non-detachable) • Power output (30 mW, 40 mW, 50 mW, 200 mW) • Power modes (PSP, CAM)

22. Kablosuz Ağ Adaptörleri Kablosuz Ağ arayüzü kartı seçildiği zaman(NIC), bir sürü özellik dikkate alınmalıdır. • Arayüzü Tipleri (internal, USB, PCI, PCMCIA) • Kablosuz standart (802.11a/b/g, Bluetooth, etc) • Anten tipleri (detachable, non-detachable) • Güç Çıkışları (30 mW, 40 mW, 50 mW, 200 mW) • GüçDurumları (PSP, CAM)

23. Power Output • One of the most important characteristics of a wireless NIC is its output power rating. • Power consumption is an issue • Several different power management modes are available to help NIC to • Constant awake mode (CAM) • Power saving polling (PSP) • Fast PSP (PSPCAM) • Maximum power saving (MaxPSP) • NIC is put into sleep mode after a preset period of inactivity and periodically awakened to retrieve any network traffic queued

24. Güç çıkışı • Kablosuz NIC in en önemli özelliklerinden bir tanesi, çıkış güç sınıflaması. • Güç tüketimi bir konudur • Farklı güç yönetim modülleri NIC e YArdım için mevcuttur • Sürekli uyanık modu (Constant awake mode (CAM)) • Güç tasarrufu yoklama (Power saving polling (PSP)) • Hızlı PSP (PSPCAM) • Maksimum güç tasarrufu (Maximum power saving (MaxPSP))

25. Installing an Expansion Card NIC • Selecting appropriate NIC • Beware of Electrostatic discharge (ESD) • ESD is created in many ways • Configuring • Steps are given for different OS • You’re not supposed to study configuration details

26. Bir Genişletme Kartı NIC’i yükleme • Uygun NIC seçimi • Elektrostatik deşarjdan haberdar olma(ESD) • ESD birçok şekilde oluşturulur • Ayarlar • Farklı işletim sistemleri için çeşitli adımlar vardır • Konfigürasyon detaylarını çalışmanız sizden beklenilmiyor.

27. Wireless Network Access Points • AP considerations • Coverage • Placement • Network mode • Ad-hoc • Infrastructure • Thin or Fat

28. Kablosuz Ağ Erişim Noktaları (AP) • AP Değerlendirmeleri • Kapsam (Coverage) • Yerleşim (Placement) • Ağ Modu (Network mode) • Geçici (Ad-hoc) • Altyapılı (Infrastructure )

29. Thin or Fat AP? • FAT • Stand-alone, self-contained, able to provide all functions required for WLAN functionality: • RF-to-RF linkage • Radio-to-wire converter • Authentication • Encryption • Management • Thin • RF-to-RF linkage • Radio-to-wire converter

30. Thin yada Fat AP? • FAT (şişman) • Tek başına (Stand-alone), kendi kendine yeten (self-contained), WLAN foksiyonları için bütün işlevler sağlanabiliyor: • RF-to-RF bağlantı • Telsiz-kablo çevirici • doğruluğunu ispat etme (Authentication) • Şifreleme (Encryption) • Yönetme (Management) • Thin (ince) • RF-to-RF bağıntı • Telsiz-kablo çevirici

31. Multi-Radio AP • Multi-radio APs are used to service an existing WLAN on one standard, while also supporting new wireless devices on a different standard • 802.11a • 802.11b • 802.11g

32. Çoklu-Telsiz AP (Multi-Radio AP) • Yeni kablosuz bir Ağ ı desteklerken (Farklı kablosuz Ağ’ı standartına sahip olabilir), çoklu telsiz APs kullanılarak hali hazırdaki WLAN’a hizmet verilir • 802.11a • 802.11b • 802.11g

33. Bridges • A network bridge connects multiple network segments at the data link layer (Layer 2) of the OSI model • Term Layer 2 switch is very often used interchangeably with bridge. • Bridges are similar to repeaters or network hubs, devices that connect network segments at the physical layer • however, with bridging, traffic from one network is managed (sent in controlled manner) rather than simply rebroadcast to adjacent network segments

34. Köprüler - Bridges • Ağ köprüsü OSI de bulunan 2. katman çoklu ağ segmentlerini birleştirmek için kullanılır. • 2. katmandaki switch kelimesi ile değiştirilebilir manada kullanılabiliyor. • Köprüler tekrarlıyıcalar gibi yada ağ hubları gibidir, bu cihazlar farlı segmentteki fiziksel katmanları birleştiriler.

35. Advantages of Bridges • Helps minimize bandwidth usage • Used to interconnect two LANs • Reduce the size of collision domain by microsegmentation (smaller LANs) • Transparent to protocols above the MAC layer • Self-configuring

36. Advantages of Bridges • Bant genişliği kullanımını en aza indirmeğe yardımcı olur • iki LAN birbirine bağlamak için kullanılır • Microsegmentation tarafından çarpışma alanı boyutunu azaltır(daha küçük LANs) • MAC katmanı üstündeki katmanlara şeffaftır • Kendini yapılandırma özelliği mevcuttur

37. Bridge Types • Transparent (learning) bridging • Source route bridging

38. Köprü Tipleri • Saydam köprüleme • Kaynak rotası köprüleme

39. Transparent Bridging • Uses a forwarding database (table) to send frames across network segments • The forwarding table is initially empty • Entries in the table are built as the bridge receives frames • If an address entry is not found in the forwarding database, the frame is rebroadcast to all ports of the bridge • forwarding to all segments except the source port

40. Saydam köprüleme • Frameleri bir ağdan bir diğerine göndermek için forwording tablolarını tutar • forwarding tablosu ilk başta boştur • Köprü frame aldıkça bu tablo dolmaya başlar • Aranan adres tabloda bulunamadıysa, frame köprünün bütün portlarına gönderilir • Kendi portu hariç herkese gönderir.

41. Source Route Bridging • Two frame types are used in order to find the route to the destination network segment • Single-Route (SR) frames make up most of the network traffic and have set destinations • All-Route (AR) frames are used to find routes. Bridges send AR frames by broadcasting on all network branches; • each step of the followed route is registered by the bridge performing it • each frame has a maximum hop count, which is determined to be greater than the diameter (maximum number of hops) of the network graph, and is decremented by each bridge • frames are dropped when this hop count reaches zero, to avoid indefinite looping of AR frames • the first AR frame reaches its destination is considered to have followed the best route, and the route can be used for subsequent SR frames • the other AR frames are discarded

42. Kaynak rotası köprüleme • Hedef adrese gitmek için kullanılacak yolu bulmak için İki frame tipi kullanılır • Basit-yol (Single-Route (SR)) frameleri network trafiğindeki hedef e gidecek yolu belirler • Bütün yollar (All-Route (AR)) frameleri yolu bulmak için kullanılır. Köprüler AR framelerini ağın bütün dallarına gönderir. • each step of the followed route is registered by the bridge performing it • each frame has a maximum hop count, which is determined to be greater than the diameter (maximum number of hops) of the network graph, and is decremented by each bridge • frames are dropped when this hop count reaches zero, to avoid indefinite looping of AR frames • the first AR frame reaches its destination is considered to have followed the best route, and the route can be used for subsequent SR frames • the other AR frames are discarded

43. Bridge Connection Types • Point-to-point • Point-to-multipoint • (see Fig 3-17 for details)

44. Köprü Bağlantı Tipleri • Bir noktadan bir noktaya • (Point-to-point) • Bir noktadan bütün noklara • Point-to-multipoint

45. Bridge Operation • How/when transmit? • Constructing forwarding tables? • Updating forwarding tables? • Purge (remove)

46. Köprü İşlemleri • Nasıl/Ne zaman gönderilecek? • Nasıl gönderim tablosu oluşturacak? • Gönderim tablosu nasıl güncenlenecek?

47. Bridge Table

48. Köprü Tablosu

49. Stealth AP • AP that does not broadcast their service set identifier (SSID) • Prevents the discovery of a wireless network, so reduces chances of connection by an intruder • Only those knowing SSID are able to connect • Stealth mode is not defined in 802.11x standard, so vendors refer differently • Closed mode • Private network • SSID broadcasting mode selection

50. Gizli AP • Kendi Servis Küme tanımlıyıcısını göndermeyen SSID’ler. • Kablosuz Ağların keşfedilmesini önler, hacker’ın bağlanıp ağa zarar verme olasılığını düşürüyoruz. • Sadece SSID yi bilenler bağlanıp kullanabilirler. • Stealth modu 802.11x standart da tanımlı değildir, bu nedenle satıcılar farklı • Kapalı modu • Özel Ağ • SSID heryöne gönderme mod seçimi