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Wireless LANs

Book Description

  • detaillierter und tiefgreifender Einblick in die WLAN-Technologie + praktische Umsetzung+ berücksichtigt neueste Entwicklungen und Standards (802.11ac-ad)+ für alle, die es genauer wissen möchten!

Table of Contents

  1. Cover
  2. Titel
  3. Impressum
  4. Vorwort zur vierten Auflage
  5. Vorwort zur dritten Auflage
  6. Vorwort zur zweiten Auflage
  7. Vorwort zur ersten Auflage
  8. Inhaltsverzeichnis
  9. 1 Einführung in Funknetzwerke
    1. 1.1 Einteilung der Funklösungen
    2. 1.2 Geschichte der drahtlosen Kommunikation
      1. 1.2.1 Das IEEE-Konsortium
      2. 1.2.2 Der IEEE-802.11-Standard
    3. 1.3 Weitere Funklösungen
      1. 1.3.1 HiperLAN
      2. 1.3.2 HomeRF
      3. 1.3.3 Bluetooth
      4. 1.3.4 ZigBee
      5. 1.3.5 WiMax
    4. 1.4 WLAN-Rechtsgrundlagen
      1. 1.4.1 Grundstücksübergreifende Datenübertragung
      2. 1.4.2 Rechtgrundlage für Hotspots
    5. 1.5 Drahtlos versus drahtgebunden
      1. 1.5.1 Multiple-Access-Problematik
      2. 1.5.2 Modulationsverfahren
        1. Amplitudenmodulation
        2. Frequenzmodulation
        3. Phasenmodulation
      3. 1.5.3 Die Frequenz
      4. 1.5.4 Exkurs Pegelwerte und Dezibel
      5. 1.5.5 Bitrate und Datenrate
      6. 1.5.6 Paketvermittlung versus Leitungsvermittlung
    6. 1.6 Gesundheit
    7. 1.7 OSI-Referenzmodell
      1. Die Bitübertragungsschicht
      2. Die Sicherungsschicht
      3. Die Vermittlungsschicht
      4. Die Transportschicht
      5. Die Kommunikationssteuerungsschicht
      6. Die Darstellungsschicht
      7. Die Anwendungsschicht
      8. Die Unterteilung des OSI-Referenzmodells
    8. 1.8 Ein Überblick über den Inhalt dieses Buchs
  10. 2 WLAN-Netzwerkformen
    1. 2.1 Ad-hoc-Netzwerk
    2. 2.2 Infrastruktur-Netzwerk
    3. 2.3 Roaming
    4. 2.4 Datenadressierung
    5. 2.5 Drahtloser Internetzugang
    6. 2.6 Drahtlose Gebäudeanbindung
    7. 2.7 Mesh-WLANs
    8. 2.8 Hotspots
    9. 2.9 Mobile IP
      1. 2.9.1 Mobile IP-Architektur
      2. 2.9.2 Routing
  11. 3 Der 802.11 Physical Layer
    1. 3.1 Aufbau des Physical Layers
      1. 3.1.1 PHY-Funktionen
      2. 3.1.2 Signalspreizung
    2. 3.2 FHSS-Technologie
      1. 3.2.1 FHSS-Modulationsverfahren
      2. 3.2.2 FHSS-Frameformat
      3. 3.2.3 FHSS-PHY-Umsetzung
        1. FHSS-PLCP-Datenaussendung
      4. 3.2.4 FHSS-CS/CCA
      5. 3.2.5 FHSS-CCA-Empfindlichkeit
      6. 3.2.6 FHSS-PLCP-Datenempfang
      7. 3.2.7 FHSS-PMD_SAP
    3. 3.3 DSSS-Technologie
      1. 3.3.1 DSSS-Modulationsverfahren
      2. 3.3.2 DSSS-Spreiz-Codes
      3. 3.3.3 DSSS-Frameformat
      4. 3.3.4 DSSS-Short-Frameformat
      5. 3.3.5 DSSS-Kanalaufteilung
      6. 3.3.6 DSSS-PMD_SAP
      7. 3.3.7 DSSS-PLCP-Sendeprozedur
      8. 3.3.8 DSSS-PLCP-Empfangsprozedur
      9. 3.3.9 DSSS-CCA-Empfindlichkeit
      10. 3.3.10 DSSS-Empfängerempfindlichkeit
      11. 3.3.11 DSSS-Channel Agility
      12. 3.3.12 DSSS versus FHSS
    4. 3.4 OFDM-Technologie
      1. 3.4.1 OFDM-Frameformate
      2. 3.4.2 OFDM-PPDU-Codierungsprozess
      3. 3.4.3 OFDM-Datenempfang und -Decodierung
      4. 3.4.4 OFDM-Übertragungsverfahren
      5. 3.4.5 OFDM-Modulationsverfahren
      6. 3.4.6 OFDM-PMD_SAP
      7. 3.4.7 OFDM-PLCP-Sendeprozedur
      8. 3.4.8 OFDM-PLCP-Empfangsprozedur
      9. 3.4.9 OFDM-CCA-Empfindlichkeit
      10. 3.4.10 OFDM-Empfängerempfindlichkeit
      11. 3.4.11 OFDM-Kanalaufteilung
    5. 3.5 PBCC-Technologie
      1. 3.5.1 PBCC-5,5 und PBCC-11
      2. 3.5.2 PBCC-22
      3. 3.5.3 PBCC-33
    6. 3.6 Die 802.11g-PHY-Erweiterungen
      1. 3.6.1 802.11g-PPDU-Frameformat
      2. 3.6.2 802.11g-Signalspektrum
      3. 3.6.3 802.11g-Empfängerempfindlichkeit
    7. 3.7 Die IEEE-Infrarot-Technologie
      1. 3.7.1 IR-Frameformat
  12. 4 Der 802.11 MAC Layer
    1. 4.1 Problematik eines Funkmediums
    2. 4.2 Distribution Coordination Function
      1. 4.2.1 CSMA/CA
      2. 4.2.2 Virtuelle Carrier-Sense-Funktion
      3. 4.2.3 Acknowledgement
      4. 4.2.4 Interframe Space
    3. 4.3 Das Hidden-Station-Problem
    4. 4.4 Fragmentierung
    5. 4.5 802.11-Frameformat
      1. 4.5.1 Datenframes
      2. 4.5.2 Kontrollframes
        1. Request-to-Send-Frame
        2. Clear-to-Send-Frame
        3. Acknowledgement-Frame
        4. Power-Save-Poll-Frame
        5. Contention-Free-End-Frame
        6. CF-End + CF-Ack-Frame
      3. 4.5.3 Managementframes
        1. Authentication-Algorithm-Number-Feld
        2. Authentication-Transaction-Sequence-Number-Feld
        3. Beacon-Interval-Feld
        4. Capability-Information-Feld
        5. Current-AP-Address-Feld
        6. Listen-Interval-Feld
        7. Reason-Code-Feld
        8. Association-ID-Feld
        9. Status-Code-Feld
        10. Timestamp-Feld
      4. 4.5.4 Informationselemente
      5. 4.5.5 Herstellerspezifische Informationselemente
      6. 4.5.6 Managementframetypen
        1. Association-Request-Frame
        2. Association-Response-Frame
        3. Reassociation-Request-Frame
        4. Reassociation-Response-Frame
        5. Probe-Request-Frame
        6. Probe-Response-Frame
        7. Beacon-Frame
        8. ATIM-Frame
        9. Disassociation-Frame
        10. Authentication-Frame
        11. Deauthentication-Frame
        12. Action-Frame
      7. 4.5.7 Frameklassen
    6. 4.6 Managementfunktionen
      1. 4.6.1 Passives und aktives Scanning
      2. 4.6.2 Power-Management
      3. 4.6.3 Wired-Equivalent-Privacy-Algorithmus
      4. 4.6.4 Authentifizierung
      5. 4.6.5 Assoziierung
      6. 4.6.6 Protection-Mechanismus
      7. 4.6.7 Datenratenunterstützung
      8. 4.6.8 Transmit Power Control
      9. 4.6.9 Dynamic Frequency Selection
    7. 4.7 Point Coordination Function
    8. 4.8 802.11d-Erweiterung
    9. 4.9 802.11e-MAC-Erweiterung
      1. 4.9.1 Enhanced Distribution Coordination Function
      2. 4.9.2 EDCF-TXOP-Bursting
      3. 4.9.3 Hybrid Coordination Function
      4. 4.9.4 Direct Link Setup
        1. Zusammenfassung
  13. 5 802.11n
    1. 5.1 MIMO-, SIMO- und MISO-Systeme
      1. 5.1.1 SIMO
      2. 5.1.2 Transmit Beamforming
      3. 5.1.3 Raum-Zeit-Codes
      4. 5.1.4 Raum-Multiplex-Verfahren
    2. 5.2 802.11n-PHY
      1. 5.2.1 OFDM-Unterträger
      2. 5.2.2 Zusätzliche OFDM-Coderate
      3. 5.2.3 Verkürztes Guard-Intervall
      4. 5.2.4 Kanalbandbreite von 20 MHz und 40 MHz
      5. 5.2.5 Low-Density Parity-Check
      6. 5.2.6 Modulation and Coding Schemes
      7. 5.2.7 Spektrale Effizienz
      8. 5.2.8 802.11n-PPDU-Formate
        1. HT-Signal-Felder
      9. 5.2.9 802.11n-HT-PHY-Parameter
    3. 5.3 802.11n-MAC
      1. 5.3.1 Reduced Interframe Space
      2. 5.3.2 A-MSDU und A-MPDU
      3. 5.3.3 Block-Acknowledgement
      4. 5.3.4 Spatial-Multiplexing-Power-Save-Funktion
      5. 5.3.5 802.11n-Betriebsmodi
      6. 5.3.6 20- und 20/40-MHz-Betrieb
      7. 5.3.7 Phased Coexistence Operation
      8. 5.3.8 Dual-CTS-to-Self-Verfahren
    4. 5.4 802.11n – Zusammenfassung und Umsetzung
      1. 5.4.1 802.11n-MIMO-Implementierung
      2. 5.4.2 802.11n in der Praxis
  14. 6 VHT-Erweiterungen
    1. 6.1 IEEE 802.11ac
      1. 6.1.1 802.11ac-Very-High-Throughput-PHY
      2. 6.1.2 802.11ac-Beamforming
      3. 6.1.3 802.11ac-VHT-PHY-Parameter
      4. 6.1.4 802.11ac-MCS
      5. 6.1.5 802.11ac-VHT-PPDU-Format
    2. 6.2 IEEE 802.11ad
      1. 6.2.1 802.11ad-Nomenklatur
      2. 6.2.2 802.11ad-Frequenzbereich und Kanalaufteilung
      3. 6.2.3 802.11ad-Medienzugriff
      4. 6.2.4 mmWave-Protected-Periode
      5. 6.2.5 PCP/AP-Clustering
      6. 6.2.6 Multi-Band-Operation
      7. 6.2.7 mmWave-Relay-Operation
      8. 6.2.8 802.11ad-Beamforming
      9. 6.2.9 802.11ad-Power-Management
      10. 6.2.10 GCMP
      11. 6.2.11 802.11ad-PHY-Typen
      12. 6.2.12 mmWave-Control-PHY
      13. 6.2.13 mmWave-SC-PHY
      14. 6.2.14 802.11ad-SC-PPDU-Format
      15. 6.2.15 mmWave-OFDM-PHY
      16. 6.2.16 Tone Mapping
      17. 6.2.17 802.11ad-OFDM-PPDU-Format
      18. 6.2.18 mmWave-Low-Power-PHY
        1. Fazit
  15. 7 Antennentechnik
    1. 7.1 Grundlagen der drahtlosen Kommunikation
    2. 7.2 Antennenprinzip
    3. 7.3 Antennenparameter
      1. 7.3.1 Impedanz
      2. 7.3.2 VSWR/Rückflussdämpfung
      3. 7.3.3 Polarisation
      4. 7.3.4 Antennengewinn
      5. 7.3.5 Strahlungsdiagramme
      6. 7.3.6 Halbwertsbreite
      7. 7.3.7 Vor-Rück-Verhältnis
    4. 7.4 Reichweiten von Richtfunkstrecken
      1. 7.4.1 Sendeleistung
      2. 7.4.2 Antennengewinn
      3. 7.4.3 Antennendiagramm
      4. 7.4.4 Freiraumdämpfung
      5. 7.4.5 Fresnel-Zone
      6. 7.4.6 Erdkrümmung
      7. 7.4.7 Witterungseinflüsse
      8. 7.4.8 Empfängerrauschen
      9. 7.4.9 Notwendiges Signal-Rausch-Verhältnis
      10. 7.4.10 Verluste auf Antennenkabel und Verbindungskomponenten
      11. 7.4.11 Position und Ausrichtung der Antennen
    5. 7.5 Antennentypen
      1. 7.5.1 Omnidirektionale Antennen
      2. 7.5.2 Notebook-Antenne
      3. 7.5.3 Dipol-Antennen
      4. 7.5.4 Omnidirektionale Antennen mit Gewinn
      5. 7.5.5 Patch-Antennen
      6. 7.5.6 Yagi-Antennen
      7. 7.5.7 Panel-Antennen
      8. 7.5.8 Parabolantennen
      9. 7.5.9 Sektorantennen
      10. 7.5.10 Kreuzpolarisierte Antennen
      11. 7.5.11 Zirkularpolarisierte Antennen
      12. 7.5.12 Dualbandantennen
      13. 7.5.13 Aktive Antennen
      14. 7.5.14 Diversity-Antennen
      15. 7.5.15 Dual-Slant-Antennen
    6. 7.6 Antennenstecker
      1. 7.6.1 MC-Card-Steckergesicht
      2. 7.6.2 MMCX-Steckergesicht
      3. 7.6.3 U.FL-Steckergesicht
      4. 7.6.4 SMA-Steckergesicht
      5. 7.6.5 TNC-Steckergesicht
      6. 7.6.6 BNC-Steckergesicht
      7. 7.6.7 N-Steckergesicht
      8. 7.6.8 Pigtails
      9. 7.6.9 Indoor- und Outdoor-Antennen
    7. 7.7 Sicherheitsrelevante Bestimmungen
      1. 7.7.1 Mechanische Sicherheit
      2. 7.7.2 Elektrische Sicherheit
  16. 8 WLAN-Produkte
    1. 8.1 WLAN-Produktgrundsätze
    2. 8.2 WLAN-Client-Adapter
      1. 8.2.1 PCMCIA-Adapter
      2. 8.2.2 Cardbus-Adapter
      3. 8.2.3 Cardbus-Express-Adapter
      4. 8.2.4 PCI-Adapter
      5. 8.2.5 USB-Adapter
      6. 8.2.6 Mini-PCI-Module
      7. 8.2.7 PCI-Express-Mini-Module
      8. 8.2.8 802.11n-PCIe-WLAN-Aapter
    3. 8.3 Access Points
      1. 8.3.1 Standard Access Point
      2. 8.3.2 Erweiterte Access Points (Internet Gateway)
      3. 8.3.3 Dualband Access Points
      4. 8.3.4 Micro Access Point
      5. 8.3.5 Access-Point-Kombigeräte
      6. 8.3.6 802.11n-Access-Points
    4. 8.4 WLAN-Switches
    5. 8.5 WLAN-Controller
    6. 8.6 Management-Plattform
    7. 8.7 WLAN-Telefon
    8. 8.8 WLAN-Produktzertifizierungen
      1. 8.8.1 Wi-Fi
      2. 8.8.2 CCX-Programm
  17. 9 Praktische WLAN-Umsetzung
    1. 9.1 Reichweitenbetrachtungen
      1. 9.1.1 Detaillierte Reichweitenbetrachtung
      2. 9.1.2 Reichweitenberechnung
      3. 9.1.3 Reichweitenreduzierung durch Signalreflexionen
    2. 9.2 Funkausleuchtung
    3. 9.3 Professionelle Site Survey Utilities
    4. 9.4 Vorbereitung der Funkausleuchtung
      1. 9.4.1 Wichtige Voraussetzungen für die Funkausleuchtung
      2. 9.4.2 Störquellenermittlung
    5. 9.5 Spektrumanalyse
      1. 9.5.1 Richtige Platzierung von Access Points und Antennen
      2. 9.5.2 Stör- und Reflexionsquellen
      3. 9.5.3 Polarisation
      4. 9.5.4 Funkschatten
      5. 9.5.5 Leckkabel
      6. 9.5.6 Kanalwahl
      7. 9.5.7 RF-Management
      8. 9.5.8 Automatische Kanalwahl
      9. 9.5.9 Bandbreite
      10. 9.5.10 Implementierung von 802.11n-Infrastrukturen
    6. 9.6 Performance-Betrachtungen
      1. 9.6.1 Fallstricke – TCP/IP im Wireless LAN
      2. 9.6.2 Reichweitenbedingte Performance-Reduzierung
      3. 9.6.3 Störungsbedingte Performance-Reduzierung
      4. 9.6.4 Zukünftige Performance-Steigerung
      5. 9.6.5 Performance-Betrachtungen bei Richtfunkstrecken
    7. 9.7 WLAN-Parameter
      1. 9.7.1 Erweiterte Datenrateneinstellung
      2. 9.7.2 Tx-Power
      3. 9.7.3 Diversity
      4. 9.7.4 Short-Präambel
      5. 9.7.5 Short Slot Time
      6. 9.7.6 Maximale Clients
      7. 9.7.7 Multiple SSIDs
      8. 9.7.8 Beacon Interval
      9. 9.7.9 RTS/CTS-Threshold
      10. 9.7.10 Fragmentation-Threshold
      11. 9.7.11 Listen Interval
      12. 9.7.12 DTIM Window
      13. 9.7.13 ATIM Window
      14. 9.7.14 Active Scan Timer
      15. 9.7.15 Passive Scan Timer
      16. 9.7.16 Long Retry Limit
      17. 9.7.17 Short Retry Limit
      18. 9.7.18 Association Timeout
      19. 9.7.19 Reassociation Timeout
      20. 9.7.20 Authentication Timeout
  18. 10 WLAN-Sicherheit
    1. 10.1 Angriffsszenarien und Sicherheitsmechanismen
      1. 10.1.1 802.11-Sicherheitsmechanismen
      2. 10.1.2 War Driving
    2. 10.2 Problemfall WEP
      1. 10.2.1 Umgehen des WEP-Schlüssels
      2. 10.2.2 Schwachstellen der WEP-Authentifizierung ausnutzen
      3. 10.2.3 Datenmanipulation
      4. 10.2.4 MAC-Spoofing
    3. 10.3 WLAN-Sicherheitsrisiken aufdecken
    4. 10.4 Maßnahmen zur Steigerung der Sicherheit
      1. 10.4.1 802.11i-Erweiterung
      2. 10.4.2 Wi-Fi Protected Access
    5. 10.5 Authentifizierung und Schlüsselmanagement
      1. 10.5.1 802.1X-Authentifizierung
      2. 10.5.2 802.1X-Zugangspunkte
      3. 10.5.3 Extensible Authentication Protocol
      4. 10.5.4 EAP-Nachrichten
      5. 10.5.5 EAP over LANs
      6. 10.5.6 EAP-Methoden
      7. 10.5.7 RSN-Informationselement
      8. 10.5.8 Schlüsselhierarchie
      9. 10.5.9 PMK und PTK
      10. 10.5.10 GMK und GTK
      11. 10.5.11 Ablauf der EAP-Authentifizierung
      12. 10.5.12 4-Wege-Handshake
      13. 10.5.13 2-Wege-Handshake
      14. 10.5.14 PTKSA und GTKSA
      15. 10.5.15 Pre-Shared Key
      16. 10.5.16 Roaming-Verzögerungen
        1. PMKSA-Caching
        2. Pre-Authentication
      17. 10.5.17 RSN-Migration
    6. 10.6 TKIP
      1. 10.6.1 TKIP-Mixing-Funktion
      2. 10.6.2 TSC
      3. 10.6.3 Message Integrity Check
      4. 10.6.4 Replay-Attackenschutz
      5. 10.6.5 MIC-Fehler
      6. 10.6.6 TKIP-MPDU-Format
    7. 10.7 AES-CCMP
      1. 10.7.1 Rijndael-Algorithmus
      2. 10.7.2 CCMP-Replay-Schutz
      3. 10.7.3 CCMP-MIC-Berechnung
      4. 10.7.4 CCM-Verschlüsselung
      5. 10.7.5 CCMP-MPDU-Format
    8. 10.8 Wi-Fi Protected Setup
      1. 10.8.1 WPS-Architektur
      2. 10.8.2 WPS-Methoden
      3. 10.8.3 WPS-Protokoll
    9. 10.9 Virtual Private Network im WLAN
  19. 11 Fehleranalyse im WLAN
    1. 11.1 Einkreisen von Fehlerquellen
      1. 11.1.1 Überprüfung der Verkabelung
      2. 11.1.2 Überprüfung der aktiven WLAN-Komponenten
      3. 11.1.3 Auswerten der Netzwerkstatistiken
      4. 11.1.4 Überprüfung externer Antennen
      5. 11.1.5 Ping-Verbindungstest
    2. 11.2 WLAN-Fehlerquellen
    3. 11.3 Protokollanalyse
      1. 11.3.1 Ausführungen von Protokollanalysatoren
      2. 11.3.2 Systemanforderungen für Protokollanalyser
      3. 11.3.3 Standortfrage
      4. 11.3.4 Channel Surfing
      5. 11.3.5 Dashboard
      6. 11.3.6 Host Table
      7. 11.3.7 Matrix
      8. 11.3.8 Application Response Time
      9. 11.3.9 History
        1. Protocol Distribution
      10. 11.3.10 Global Statistics
      11. 11.3.11 Capture Panel
      12. 11.3.12 Alarm Log
      13. 11.3.13 Address Book
      14. 11.3.14 Paketfilter
      15. 11.3.15 WEP-Entschlüsselung
    4. 11.4 Beispiele einer WLAN-Protokollanalyse
      1. 11.4.1 Beacon-Frames
      2. 11.4.2 Scanning
      3. 11.4.3 Authentication
      4. 11.4.4 Assoziierung
      5. 11.4.5 Datenaustausch über den Access Point
      6. 11.4.6 Datenaustausch zwischen Access Points
      7. 11.4.7 Wiederholte Datenaussendung
  20. Abkürzungen
  21. Literatur
  22. Index