LANGATTOMAT TEKNIIKAT - Tietoliikenneverkoista TCP/IP:n kautta langattomiin tekniikoihin Raportteja IEEE 802.11-standardin testeistä

Tavoite Tavoitteena oli tehdä helposti ymmärrettävän oppaan alkaen verkosta, TCP/IP-mallista, jatkuen langattomiin tekniikoihin, ja erityisesti WLAN tekniikkaan ja sen menetelmiin ja turvallisuuteen.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE on alkujaan yhdysvaltalainen 1963 perustettu sähkö-, tietokone- ja tietoliikenneinsinöörien yhdistys, joka on kasvanut maailmanlaajuiseksi. Yhdistyksellä on yli 360 000 jäsentä ja se toimii 170. maassa. Yhdistys on kehittänyt eri tekniikoita ja tehnyt standardeja niille. IEEE on yksi johtavia standardin tekijöitä maailmassa.

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) ETSI on 1988 vuonna perustettu eurooppalainen telealan standardisoimisjärjestö. Sen kuuluisempia standardeja ovat GSM ja TETRA.

Tietoliikenneverkoista TCP/IP:n kautta langattomaan tekniikkaan

Tietoliikenneverkko Tietoliikenneverkko jaetaan kokonsa mukaan eri nimiin. Alkaen lyhimmän alueen omaavasta tekniikasta pisimpään. Lyhin alue on PAN verkolla. (PAN -> LAN -> MAN -> WAN)

PAN (Personal Area Network) PAN:n suomenkielinen termi on henkilökohtainen verkko. PAN tekniikkaa käyttäviä standardeja ovat mm. USB ja FireWire joita käytetään elektroniikkalaitteissa. USB ja FireWire standardeihin törmää useimmiten tietokonelaitteissa.

LAN (Local Area Network) LAN:n suomenkielinen termi on lähiverkko. Lähiverkko koostuu tietokoneista, jotka ovat kytketty toisiinsa hubilla tai reitittimillä.

MAN (Metropolitan area network) MAN on suomenkieliseltä nimeltään kaupunkiverkko. Kaupunkiverkko on yhden tai useamman kaupungin alueella toimiva verkko. Koostuu monesta lähiverkosta.

WAN (Wide Area Network) Suomenkieliseltä nimeltään laajaverkko tai ulkoverkko. Koostuu usemmasta kaupunki- ja lähiverkosta, jotka ovat yhteydessä toisiinsa. Suurin laajaverkko tunnetaan nimella Internet.

TCP/IP:n toimintaperiaate Lähiverkossa menevät paketit kulkevat IP-osoitteiden avulla. Reititin välittää paketit oikeaan IP-osoitteeseen. Paketit kulkevat paikasta A , paikan B kautta paikkaan C.

TCP, UDP TCP ja UDP ovat kuljetuskerroksen standardeja, jotka kulkevat IP:n päällä. Kuljetuskerroksen tehtävänä on huolehtia pakettien perille menosta ja järjestää ne oikeaan järjestykseen. UDP eroaa TCP:stä siten, ettei pakettien perille menoa tarkasteta, jonka ansiosta saadaan suurempi tiedonsiirtonopeus.

TCP/IP-mallin pino on jaettu viiteen eri kerrokseen, jotka sisältävät eri standardeja. Standardit käydään läpi kerroksittain.

Langattomat tekniikat Langattomissa tekniikoissa käytetään samaa nimijärjestelmää kuin langallisessa verkossa. Verkon koon määrittää langattoman signaalin kantamamatka.

WPAN (Wireless Personal Area Network, Langaton henkilökohtainen verkko) Yksi langattoman henkilökohtaisen verkon standardi on Bluetooth. Sen kehitettivät 1998 Ericsson, Intel, IBM ja Nokia. Bluetooth on IEEE 802.15-standardi, jota käytetään PDA, matkapuhelin ja tietokonelaitteissa. Tämän hetkinen bluetooth versio on 2.1, joka lupaa pienempää virrankulutusta.

WLAN (Wireless Local Area Network, Langaton lähiverkko) Yleensä langattoman lähiverkon puhuttaessa tarkoitetaan IEEE 802.11:tä, koska ETSI:n HiperLAN-standardi ei ole yleistynyt. Langattomaan lähiverkkoon voi törmätä kahviloissa tai kouluissa, ja voit tuoda sen kotiisi ostamalla langattoman tukiaseman.

WLAN versiot 802.11a on paljon Amerikassa käytetty versio. Se toimii 5Ghz alueella. 802.11b on hitaampi kuin tämän hetken kehittynyt 802.11a versio, 802.11b toimii 2,4Ghz alueella. 802.11g on paljon nopeampi kuin 802.11b ja toimii samalla 2,4Ghz alueella.

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network, Langaton kaupunkiverkko) Langattoman kaupunkiverkon kaupallinen nimi on WiMAX. Tämän hetkinen WiMAX versio on 802.16e, ja 802.16d on kehitteillä. WiMAX verkkoja rakennetaan niin Amerikassa kuin Suomessa.

WWAN (Wireless Wide Area Network) WWAN eroaa muista langattomista verkoista sen takia koska se käyttää sekaisin eri tekniikoita kuten WiMAX, UMTS, GPRS, CDMA2000 ja HSDPA:ta.

Tietoturvallisuus IEEE 802.11-standardin verkoissa Tietoturvallisuus on tärkeätä 802.11-standardin verkoissa, koska kuka tahansa joka on suojaamattoman langattoman lähiverkon lähella, voi kirjautua verkkoon todella helposti, ja pääsee näin käyttäjän rautapalomuurin ohitse.

SSID piiloitus Verkon SSID eli verkonnimi, voidaan piiloittaa yleiseltä verkon skannaukselta. Mutta on olemassa ohjelmia millä verkonnimen saa selville.

MAC-suodatus Jokaisella verkkokortilla on oma MAC-osoitteensa, MAC-suodatus perustuu siihen, että tukiasemaan kirjoitetaan ne MAC-osoitteet jotka saavat liikennöidä sen kautta.

WEP (Wired Equivalent Privacy) WEP on ensimmäinen WLAN tietoliikennettä suojaamaan kehitetty salausmenetelmä. WEP:n on tarkoitus suojata langattoman verkon salakuuntelua ja estää ulkopuolisia käyttäjiä pääsemästä verkkoon. WEP-salauksen purku onnistuu tosin liiankin helposti, jonka vuoksi WEP-salausta pidetään lähes hyödyttämänä salausjärjestelmänä. WEP-salauksen purkuun voidaan käyttää esim. Aircrack nimistä ohjelmaa. Aluksi WEP:n luotiin vain 40-bittinen salainen avain, mutta nykyään siinä voidaan käyttää 64- tai 128 bittistä avainta. Salainen avain kryptaa lähetettävät paketit ja pyrkii takaamaan siirrettävän tiedon eheyden.

WPA (TKIP) WPA on tietoturvatekniikka, joka kehitettiin WEP-salauksen ongelmien paljastuttua. WEP-salauksen heikot aloitusvektorit on korjattu ja lisäksi salausavainta vaihdetaan automaattisesti 10000 paketin välein. WPA:ssa on käytössä TKIP-salaus (Temporal Key Integrity Protocol), eli WEP-avaimen hajautus mahdollistaa jaetun salaisen avaimen suojaamisen hyökkäyksiltä. TKIP salaa liikenteen RC4-algoritmilla, mutta käyttää 128 bittistä salausavainta. WPA:n huono puoli on se, että kun se havaitsee hyökkäyksen verkkoon, se sulkee koko verkon minuutiksi, jolloin kaikki muutkin verkon käyttäjät jäävät ilman palvelua.

WPA2 / 802.11i (AES) WPA2 on viimeisin tietoturvastandardi, jolla pyritään ratkaisemaan vanhat tietoturvaongelmat. Se käyttää AES (Advanced Encryption Standard)-salausta, ja EAP-protokollaa verkkoon kirjautumiseen.

Raportteja IEEE 802.11-standardin testeistä

Testi 1 (Buffalo AirStation 54G) WLAN tekniikan kuuluvuus- ja estetesti. Testasimme langattoman tukiaseman kuuluvuuksia ulkona ja sisällä. Kanavat: 1 ja 6.

Laitteet ja softat Testeissä käytettiin Compaqin nx6310 kannettavaa broadcomin integroidulla langatonta verkkokorttia ja Zauruksen langatonta verkkokorttia NX6310 oli softana NetStumbler. Zauruksessa oli sen oma cacko OS mukana tuleva Wireless LAN Status ohjelma.

Testitilanne

Testialue Pripolin B rakennus. Testausreitti kulkee pisteet 1-7 lävitse.

Signaalin vaimentuminen 3com:n tekemä testi radiosignaalin vaimentumisesta eri rakennusmateriaaleilla. (Tuuma = n. 2.5cm) (dBi = desibeliä suhteessa isotrooppiseen säteilijään.)