Information Science Institute of Sripatum University IS516 Computer Communication and Networks ื่ สารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย การสอ Asst.Dr.Surasak Mungsing surasak.mu@spu.ac.th mungsing@gmail.com http://www.spu.ac.th/teacher/surasak.mu Sripatum University 1 SPU Lecture 09 Wireless Networking 2 Information Science Institute of Sripatum University Topic Introduction to Wireless Technologies Wireless Networking Overview Non-Technical considerations Other Comparable Technologies SPU Information Science Institute of Sripatum University Access Point Wireless NIC cards 4 SPU Information Science Institute of Sripatum University 5 SPU Information Science Institute of Sripatum University 6 SPU Information Science Institute of Sripatum University 7 SPU Information Science Institute of Sripatum University What is Wi-Fi Wi-Fi is an abbreviation for Wireless Fidelity and a catch all phrase for the several different standards and recommendations that comprise wireless networking. Wi-Fi enables the user to deploy a computer network without needing to run cable throughout the facility. SPU Information Science Institute of Sripatum University Standard: IEEE 802.11b –2.4GHz - 11 Mbps International standard for wireless networking that operates in the 2.4 GHz frequency range (2.4 GHz to 2.4835 GHz) and provides a throughput of up to 11 Mbps with a range of just over 300 feet indoors. This is a very commonly used frequency. Microwave ovens, cordless phones, medical and scientific equipment, as well as Bluetooth devices, all work within the 2.4 GHz frequency band. SPU Information Science Institute of Sripatum University Standard: IEEE 802.11b –2.4GHz - 11 Mbps 802.11b enables transfers of up to 11 Mbps. Comparable to 10BaseT in speeds, 802.11b is the most common wireless standard deployed today. In comparison T1 speeds are 1.54Mbps and DSL is normally in the 640Kbps range. Most deployments of Wireless utilize 802.11b SPU Information Science Institute of Sripatum University Standard: IEEE 802.11.a – 5 GHz - 54 Mbps International standard for wireless networking that operates in the 5 GHz frequency range (5.725 GHz to 5.850 GHz) with a maximum 54 Mbps data transfer rate. The 5 GHz frequency band is not as crowded as the 2.4 GHz frequency, because the 802.11a specification offers more radio channels than the 802.11b. These additional channels can help avoid radio and microwave interference. Cost of 802.11a equipment is approximately twice that of 802.11b and current deployment is limited. SPU Information Science Institute of Sripatum University Standards IEEE 802.11.a –5GHz – 11Mbps SPU Information Science Institute of Sripatum University Standards IEEE 802.11b –2.4GHz – 11Mbps IEEE 802.11a – 5GHz – 54 Mbps IEEE 802.11g – 2.4Ghz – Hybrid 11/54Mbps 802.11g is in the final stages of development. The current draft (V5.0) is open for comments until January 8, 2003. SPU Information Science Institute of Sripatum University Limitations of WiFi 300 ft. effective range from access point 1400 ft maximum range Structural interference Interference from other devices such as cordless phones. SPU Information Science Institute of Sripatum University Applications Any application currently used on a traditional wired network can be used on a wireless network. New applications may be available or can be developed to take advantage of wireless, such as Wireless PDA access to a card catalog. SPU Information Science Institute of Sripatum University Wireless Network Components AP–Access Points NICs - Network Interface Cards Other Wireless Devices PCMCIA USB PCI CompactFlash Bridges and Routers Print Servers PCs, Laptops, PDAs SPU Information Science Institute of Sripatum University Connecting To a Legacy Network Access Points connect the wireless network to the legacy network. SPU Information Science Institute of Sripatum University Why Deploy Wireless? Cost savings over wireline. Can not run wire to locations needed. To enable patrons to bring their own laptop, therefore reducing the cost of owning many PCs. To enable you to easily move PCs. To be on the leading edge. SPU Information Science Institute of Sripatum University Environment Assessment Look at the structure of your building. Steel, Concrete, Stone, Glass Open w/ few walls or many separate rooms? Current technologies used Do you use a 2.4 GHz cordless phone? Does it work throughout your environment? SPU Information Science Institute of Sripatum University Cost 802.11b Wireless Access Points start around $130.00 for basic connectivity and run up to $500.00 for more management features. 802.11b Network Interface Cards (NICs) cost between $50-$100 and come in USB, PCI, PCMCIA and CompactFlash versions. SPU Information Science Institute of Sripatum University The A-B-Gs of Wireless Which standard is right for you? 802.11a 54 Mbps @ 5MHz Not widely adopted 802.11b 11 Mbps @2.4GHz Low Cost 802.11g New technology - Available late 2003 Compatible with 802.11b SPU Information Science Institute of Sripatum University 22 SPU Information Science Institute of Sripatum University Bluetooth – 802.15 Bluetooth is the standard for wireless personal area networks or WPAN. It allows high speed transmission of data over very short distances. Bluetooth is normally used for transferring data between laptops, or in Internet Kiosk type applications where roaming is not needed. SPU Information Science Institute of Sripatum University IEEE 802.16 (WiMAX) 24 SPU Information Science Institute of Sripatum University IEEE 802.16 (WiMAX) 25 SPU Information Science Institute of Sripatum University IEEE 802.16 (WiMAX) WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) หรื อมาตรฐาน IEEE 802.16 คือเทคโนโลยีไร้สายความเร็ว สูงล่าสุ ด ที่คาดว่าจะถูกนามาใช้งานอย่างแพร่ หลายในอนาคตอันใกล้ ต่อมามีการแตกเวอร์ชนั่ เป็ น IEEE 802.16a ซึ่งได้รับอนุมตั ิออกมาเมื่อ เดือนมกราคม 2004 โดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้ าและอิเล็กทรอนิกส์ หรื อ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) มีรัศมี ทำกำร 30 ไมล์ (ประมาณ 48 กิโลเมตร) และมีควำมเร็วในกำรส่ งผ่ ำน ข้ อมูลสู งสุ ด 75 เมกะบิตต่ อวินำที (Mbps) กว้างกว่า 10 เท่าและเร็ วกว่า 30 เท่าเทียบกับ 3G 26 SPU Information Science Institute of Sripatum University IEEE 802.16 (WiMAX) (ต่ อ) คุณสมบัตเิ ด่ นของ IEEE 802.16a ควำมสำมำรถในกำรส่ งสั ญญำณจำกจุดเดียวไปยังหลำยจุด (Point-to-Multipoint) ได้พร้อมกัน รองรับการทางานแบบ Non-Line-of-Sight คือทางานได้แม้มีสิ่งกีดขวาง เช่น ต้นไม้หรื ออาคาร และเป็ นประโยชน์ อย่ ำงยิง่ ต่ อผู้ให้ บริกำรบรอดแบนด์ ในกำรขยำยพืน้ ที่ ให้ บริกำร มาตรฐาน IEEE 802.16a จะทำงำนบนควำมถี่ย่ำน 2-11 กิกะเฮิรตซ์ (GHz) และ สำมำรถใช้ งำนร่ วมกับอุปกรณ์ มำตรฐำนชนิดอืน่ ๆ ทีอ่ อกมำก่ อนหน้ ำนีไ้ ด้ IEEE 802.16a สามารถตอบสนองความต้องการในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตในพื้นที่ห่างไกลที่สายเคเบิลลาก ไปไม่ถึงได้เป็ นอย่างดี ขณะเดียวกันก็สะดวกสบายและประหยัดสาหรับสาหรับผูใ้ ห้บริ การใน การขยายเครื อข่ายที่มีอยูแ่ ล้ว เพราะไม่ตอ้ งลงทุนขุดถนนเพื่อวางสายเคเบิล นอกจากนี้ IEEE 802.16a ยังได้รับการปรับปรุ งในเรื่ องคุณภำพในกำรให้ บริกำร (QoS) ให้สามารถรองรับได้ท้ งั ภาพ (Video) และเสี ยง (Voice) โดยไม่ใช้ทรัพยากรของเครื อข่ายมากอย่างเดิม (Low Latency Network) ส่ วนเรื่ อง Security ได้เพิ่มคุณสมบัติของควำมเป็ นส่ วนตัว (Privacy) ซึ่ งต้องได้รับ อนุญาต (Authentication) ก่อนที่จะเข้าออกเครื อข่าย และมีกำรเข้ ำรหัสข้ อมูล (Encryption) ขณะรับส่ ง ทาให้การรับส่ งข้อมูลบนมาตรฐานตัวนี้มีความปลอดภัยสู ง 27 SPU Information Science Institute of Sripatum University IEEE 802.16 (WiMAX) (ต่ อ) เวอร์ ชั่นต่ ำงๆของ WiMAX ในปั จจุบน ั มีดงั นี้ - IEEE 802.16 เป็ นมาตรฐานที่ให้ระยะทางการเชื่อมโยง 1.6-4.8 กิโลเมตร เป็ น มาตรฐานเดียวที่สนับสนุน LoS (Line of Sight) คือต้องไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่าง เครื่ องรับเครื่ องส่ ง และรันบนย่านความถี่ 10-16 GHz - IEEE 802.16a เป็ นมาตรฐานที่ปรับปรุ งจาก IEEE 802.16 เดิม รันบนความถี่ยา่ น 2-11 GHz โดยคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุ งจากมาตรฐาน 802.16 เดิมคือ การรองรับการ ทางานแบบ NLoS (Non-Line-of-Sight) คือแม้มีสิ่งกีดขวางก็ยงั ทางานได้ รัศมีทำกำร 30 ไมล์ และควำมเร็วในกำรรับส่ งข้ อมูลสู งสุ ด 75 Mbps นัน่ หมายความว่า WiMAX สามารถรองรับบริ การเครื อข่ายความเร็ วสูงระดับ ที 1 (T1-Type) จานวน 60 ราย และ บริ การ DSL จานวนอีกหลายร้อยรายได้พร้อมกันโดยไม่มีปัญหา - IEEE 802.16e เป็ นมาตรฐานที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพือ่ สนับสนุนกำรทำงำนร่ วมกับ อุปกรณ์ โมบำยล์ เช่น พีดีเอและโน้ตบุ๊ค รัศมีทำกำร 1.6-4.8 กิโลเมตร สนับสนุนการ เชื่อมต่อในขณะเคลื่อนที่โดยไม่กระทบกับคุณภาพและความเสถียรของระบบ 28 SPU Information Science Institute of Sripatum University Mobile Phones Smart Phones SPU Information Science Institute of Sripatum University Mobile Phone โทรศัพท์เคลื่อนที่มกั จะถูกจัดเป็ นยุค หรื อรุ่ น (Generation) 1G, 2G, 3G, 4G โทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคแรก (First Generation) เป็ นโทรศัพท์แบบ อนาลอก และใช้สาหรับรับส่ งข้อมูลเสี ยง (Voice) เพียงอย่างเดียว ตัวอย่าง ของระบบเคลื่อนที่ในยุคที่หนึ่งคือ AMPS (Advanced Mobile Phone Service), TACS โทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคแรกใช้การแบ่งช่องสัญญาณเพื่อให้ผใู้ ช้หลายๆคน ใช้งานได้พร้อมกัน (Multiple Access) ใช้วิธี FDMA (Frequency Division Multiple Access) โดยการแบ่งคลื่นความถี่ออกเป็ นช่วงๆ ตามจานวนของ ช่องสัญญาณที่ตอ้ งการ 30 SPU Information Science Institute of Sripatum University 2G (Second Generation : 2G) โทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคที่สอง (Second Generation) ใช้การแบ่ง ช่องสัญญาณทั้งแบบ FDMA และ TDMA (Time Division Multiple Access) TDMA (Time Division Multiple Access) ซึ่ งเป็ นการใช้ช่องสัญญาณ ร่ วมกันโดยมีการแบ่งการใช้ช่องสัญญาณตามช่วงเวลา ตัวอย่างของโทรศัทพ์เคลื่อนที่ในยุคที่สองคือ Digital Amps และ GSM (Global System for Mobile Communications) 31 SPU Information Science Institute of Sripatum University 2G (Cont.) โทรศัพท์ในยุคที่สองมีคุณสมบัติดีกว่าในยุคที่หนึ่ งมาก มีบริ การเสริ ม อื่นๆเพิ่มขึ้นอีกมากมาย รวมทัง้ สามารถสื่ อสารข้อมูล ประเภทอื่นๆได้นอกเหนือจากข้อมูลเสี ยงเพียงอย่างเดียว เช่นสามารถ รับส่ งข้อความ, หรื อ เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้ เป็ นต้น อย่างไรก็ตามความเร็ วในการสื่ อสารข้อมูลของโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคที่ สองนั้นค่อนข้างช้า คือประมาณ 9600 bps ทาให้ไม่เหมาะสมกับการ รับส่ งข้อมูลขนาดใหญ่ 32 SPU Information Science Institute of Sripatum University GPRS GPRS (General Packet Radio Service) การรับส่ งข้อมูลจะถูกตัดแบ่งออกเป็ นส่ วนๆ หรื อเรี ยกว่า Packet ด้วยมาตรฐานใหม่น้ ี ส่ งให้ผใู ้ ห้บริ การสามารถคิดบริ การเพิ่มเติมใหม่ๆ และสามารถหารายได้จากการให้บริ การข้อมูลจากมาตรฐานความเร็ วใหม่น้ ี ได้มากขึ้น ปั จจัยหนุนที่จะช่วยกระตุน้ ให้ผคู ้ นหันมาใช้บริ การข้อมูลมากขึ้นคือ ความสามารถของตัวโทรศัพท์เอง ซึ่ งโทรศัพท์หลายรุ่ นในยุคหลังๆ เริ่ ม ติดตั้งกล้องดิจิทลั เพื่อใช้บนั ทึกภาพลงเครื่ อง และส่ งข้อมูลผ่านจีพีอาร์ เอส ซึ่ งคิดบริ การตามขนาดของข้อมูลที่ส่ง 33 SPU Information Science Institute of Sripatum University GPRS นอกจากความสามารถในเรื่ องของการส่ งภาพ คลิปวิดีโอ ไฟล์เสี ยง ผ่าน โทรศัพท์ที่มีคุณสมบัติเหล่านี้เท่านั้น มาตรฐานจีพีอาร์ เอสยังเปิ ดช่องทาง ให้นกั พัฒนาเกมออกเกมใหม่ๆ โดยเฉพาะอย่างเยิง่ เกมที่พฒั นาบนพื้นฐาน ของภาษาจาวา มาตรฐานจีพีอาร์ เอสยังได้เปิ ดมิติใหม่ในการใช้งาน โทรศัพท์เป็ นเครื่ องรับโทรทัศน์ได้ดว้ ย AIS มุ่งกระตุน้ ให้ตลาดหันมาใช้และทาความคุน้ เคยกับการสื่ อสารผ่าน เครื อข่ายจีพีอาร์ เอส เปิ ดตัว “MobileLIFE" รู ปแบบของการให้บริ การเสริ ม ข้อมูลให้กบั ผูใ้ ช้บริ การ 34 SPU Information Science Institute of Sripatum University EDGE DTAC ของบริ ษทั โทเทิ่ล แอ็คเซ็ส คอมมูนิเคชัน่ ให้บริ การสื่ อสารข้อมูล ผ่านเครื อข่ายจีพีอาร์ เอสมากขึ้นเช่นกัน และเตรี ยมลู่ทางที่จะก้าวสู่ ยคุ 2.75 ภายใต้ชื่อเทคโนโลยี EDGE EDGE : Enhanced Data rates for Global Evolution เป็ นระบบเครื อข่ายในยุค 2.75 G EDGE ได้รับการพัฒนาขึ้นมาโดยบริ ษทั อีริคสัน เมื่อปี พ.ศ.2538 35 SPU Information Science Institute of Sripatum University EDGE EDGE ช่วยให้ผใู้ ห้บริ การโทรศัพท์มือถือ ที่ยงั ไม่พร้อมในการวางเครื อข่าย 3 G โดย ยกประสิ ทธิภาพของการบริ หารจัดการการส่ งสัญญาณผ่านช่องความถี่ให้ดียงิ่ ขึ้น และ เป็ นเพิ่มความสามารถในการส่ งถ่ายข้อมูลให้มากกว่าเดิม EDGE นั้นมีความสามารถในการส่ งถ่ายข้อมูลตามทฤษฎีแล้ว มีค่าสูงถึง 473.6 Kbps แต่ในความจริ งอาจจะอยูท่ ี่ 384 Kbpsโดยอีริคสันให้ชื่อเรี ยก EDGE เป็ นทางการอีก อย่างหนึ่งว่า GSM384 36 SPU Information Science Institute of Sripatum University 3G (Third-generation Wireless : 3G) NTT DoCoMo ในประเทศญี่ปุ่น ที่ได้เปิ ดบริ การเครื อข่ายระบบ 3G เป็ น ครั้งแรก ของโลกเมื่อเดือนตุลาคมในปี 2001 อุปสรรคและความท้าทายสาหรับผูใ้ ห้บริ การ 3G เหล่านี้ก็ คือ ความ ซับซ้อนของเทคโนโลยี และค่าใช้จ่ายในการอัพเกรด โครงสร้างระบบ เครื อข่ายเดิม ตลอดจนเครื่ องโทรศัพท์มือถือ ที่จะต้องรองรับการทางาน ใน ระบบ 3G และการส่ งผ่านข้อมูลมัลติมีเดีย 37 SPU Information Science Institute of Sripatum University 3G (Cont.) ระบบเครื อข่ายโทรศัพท์มือถือในยุคที่ 3 (Third-generation Wireless ; 3G) เป็ นระบบ เครื อข่ายที่หลายๆ ประเทศทัว่ โลก กาลังให้ความสนใจมากที่สุด หลายประเทศก็เริม ่ ให้บริการโทรศัพทภายใต เครื ้ ้ อขายนี ่ ์ กันแล้ว ไม่วา่ จะเป็ น ญี่ปุ่น, จีน, สหรัฐอเมริ กา, เกาหลี รวมจนถึงไทย ในนาม ของผูใ้ ห้บริ การรายใหม่อย่าง Hutch การเริ่ มต้นของ Hutch เป็ นที่ได้เปรี ยบตรงที่เริ่ มนับหนึ่งใหม่ท้ งั หมด โดยเลือกวางระบบ เครื อข่าย 3 จี ด้วยการเปิ ดตัวเครื อข่ายซีดีเอ็มเอ 2000 วันเอ็กซ์ (CDMA 2000 1X) และหันมาโฆษณาประชาสัมพันธ์ความสามารถ หรื อศักยภาพที่สูงขึ้นของการ สื่ อสารผ่านมือถือ โดยเฉพาะความสามารถในการรองรับงานทางด้านมัลติมีเดีย ทั้งการ ใช้ส่งภาพและเสี ยง วิดีโอ ผ่านมือถือ หรื อ MMS (Multimedia Messaging Service) 38 SPU Information Science Institute of Sripatum University 4G (Fourth Generation) รัฐบาลญี่ปุ่นและรัฐบาลจีนได้ จัดสรุ ปแผนการร่ วมกัน พัฒนาเทคโนโลยี 4 จี ขึน ้ มา เพือ ่ เป้าหมายนาออกสู่บริการลูกค้า โทรศัพท์มือถือภายในปี 2553 เทคโนโลยี 4 จี ถือว่าเป็ นเครื อข่ายไร้สายความเร็ วสู ง หรือเป็ นทาง ด่วนข้อมูลแห่งอนาคต เพราะสามารถรับส่ งข้อมูลได้ 100 เมกะบิตต่อ วินาที จนถึง 1 กิกะบิตต่อวินาที ซึง่ เร็วกวาเทคโนโลยี 3 จี ่ หลายสิ บเท่า 39 SPU Information Science Institute of Sripatum University Security Overview WEP - Wired Equivalent Privacy 40 bit vs. 128 bit Is Encryption Necessary? Open access vs. Secured Other Security Measures Content Filtering Network Partitioning SPU Information Science Institute of Sripatum University Security (Encryption, Content Filtering, Privacy, etc.) Partition The Network A safe practice is to create two separate networks. A private network for day to day business and a network for public access. Both can be wireless. These networks can talk to one another through a proxy server that will protect the private network from malicious attacks via the public network. SPU Information Science Institute of Sripatum University Security (Encryption, Content Filtering, Privacy, etc.) Encryption Encryption on the pubic network can be used but would create administrative overhead. Encryption keys would have to be changed regularly and anyone using their own laptop would have to be given the key. Encryption works best in a network that does not allow people to use their own laptops. Encryption increases privacy, but can be thwarted, either by software, or by gaining access to a PC configured with wireless and writing down the key. SPU Information Science Institute of Sripatum University Security (Encryption, Content Filtering, Privacy, etc.) Content Filtering & Proxy Servers Web content filtering that has generally been software on the desktop would have to be handled by a server if people are allowed to use their own laptops. Proxy servers allow you to control what information people have access to. This is a good practice anyway, allowing you to control at a global level what information travels over your network. It also allows you to track usage. SPU Information Science Institute of Sripatum University Security (Encryption, Content Filtering, Privacy, etc.) Viruses and Hacker Wireless does not add any additional threat in the way of viruses. Anyone, anywhere can attack a network that is connected to the Internet. Wireless does not increase that chance. Security measures such as firewalls, can reduce the risk. SPU Information Science Institute of Sripatum University Security Planning Develop a Security Plan. It should include: What are your special security needs? What known vulnerabilities exist? How to safe guard against the risks? How do you recover from a security breech? SPU Information Science Institute of Sripatum University Virtual Hours Your wireless network may not stop at your door. This means anyone can access your network after hours by sitting outside with a laptop. SPU Information Science Institute of Sripatum University กำรรักษำควำมปลอดภัยให้ กบั เครือข่ ำย LAN ไร้ สำย เป็ นสิ่ งที่สาคัญ มากยิง่ กว่าในกรณี ของ เครื อข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใช้สาย เชื่อมต่อโดยทัว่ ไป เนื่องจากการเปิ ดกว้างของเครื อข่าย ซึ่งผูใ้ ดก็ตามที่มี เครื่ องคอมพิวเตอร์ ที่ติดตั้งอุปกรณ์ NIC แบบ Wi-Fi ต่างก็มีโอกาส เชื่อมต่อเข้าสู่ระบบเครื อข่ายคอมพิวเตอร์ได้เท่าเทียมกัน ไม่วา่ จะเป็ น เครื อข่ายที่ต้ งั ใจเปิ ดให้บริ การกับสาธารณะ ไปจนถึงเครื อข่ายเฉพาะ องค์กร เครื อข่าย 47 SPU Information Science Institute of Sripatum University กำรรักษำควำมปลอดภัยให้ กบั เครือข่ ำย LAN ไร้ สำย (ต่ อ) สามารถเลือกใช้ได้ มีอยูห่ ลายวิธี ใช้ ขดี ควำมสำมำรถของมำตรฐำน IEEE 802.11b โดย จำกัดกำรติดต่ อเข้ ำสู่ ระบบเครือข่ ำยคอมพิวเตอร์ ให้ กบั เครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ ละเครื่อง ทั้งนี้พิจารณาจากเลข หมาย SSID (Service Set Identifier) ร่ วมกับแอดเดรส MAC (Media Access Control) เพื่อเพิ่มความปลอดภัย มากขึ้น 48 SPU Information Science Institute of Sripatum University กำรรักษำควำมปลอดภัยให้ กบั เครือข่ ำย LAN ไร้ สำย (ต่ อ) ใช้ คุณสมบัติ WEP (Wired Equivalent Privacy) รายละเอียดโดยคร่ าวๆ ของการรักษาความปลอดภัยใน ลักษณะนี้กค็ ือการกำหนดระดับกำรรักษำปลอดภัยให้ กบั อุปกรณ์ AP แต่ ละชุด โดยอ้ ำงอิงไปยังแอดเดรส MAC ซึ่ งเป็ นหมายเลขเฉพาะ ที่ถูกกาหนดตายตัวให้กบั อุปกรณ์สื่อสารต่างๆ บนเครื อข่าย LAN เพิม่ กำร Authentication ของ Users โดยใช้โปรแกรม RADIUS 49 SPU Information Science Institute of Sripatum University Next Lecture Networks Security 50 SPU