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其他用户获取自己的信息,公司、企业以及家庭用户会担心自 己的无线网络被陌生人非法访问。然而这些问题对于有线网络 来说,却是无需考虑的。目前安全问题已成为阻碍无线网络进 一步扩大市场的最大障碍。据有关资料统计,在不愿部署无线
局域网的理由中,安全问题高居第一位
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在有线网络中一般通过防火墙来隔断外部的入
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Fra Baidu bibliotek
3. 无线城域网
为了建立一个全球统一的宽带无线接入标准,以便让 宽带无线接入技术更快地发展,IEEE于1999年成立了IEEE 802.16工作组,将基于IEEE 802.16系列标准的网络称为
无线城域网(WMAN)。
WiMAX中文名是微波存取全球互通,是IEEE 802.16 技术在市场推广时采用的名称,也是IEEE 802.16d/e技术
WPAN)指能够在便携式消费电器和通信设备之间进行短
距离连接的网络,例如一台能够连接无线鼠标、无线键
盘、无线打印机、手机、PDA等设备的计算机便是一个
WPAN。WPAN的覆盖范围比WLAN小,一般在10m半径以内。
目前,最具代表性的WPAN标准主要有HomeRF和蓝牙 (Bluetooth)。
(1)HomeRF技术。 (2)蓝牙技术。
的别称。
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9.2 无线局域网的结构
学习和研究网络的安全问题,必须掌握具体网络的 每一种结构,因为结构在很大程度上决定了网络的工作 模式,而每一个工作于特定模式下的网络具有特定的安 全特征。无线局域网的主要结构有拓扑结构和协议结构。 IEEE 802.11委员会无线局域网的拓扑结构分为基本服
务集(Basic Service Set,BSS)和扩展服务集
内部网络 防火墙 黑客
入侵 进行 墙 火
×
外部入侵
端,外部的黑客就可以通过监
听无线信号并对其解密的方法
防 绕过
来攻击无线局域网。如图7-5所
示,虽然黑客利用有线网络的 入侵行为在防火墙处被隔断, 但黑客可以绕过防火墙,通过 无线方式入侵内部网络。
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访问节点 (AP)
7-5 在无线网络中黑客可以绕过防火墙进行入侵
频段工作模式(同时支持2. 4GHz和5GHz 两个工作频段),确保
与之前的IEEE 802. 11a/b/g等标准兼容
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9.3 无线网络的安全问题
9.3.1 无线网络的安全隐患
有线网络存在的安全隐患在无线网络中都会存在,如网络 泄密、黑客入侵、病毒袭击、垃圾邮件、流氓插件等。在一些
公共场合,使用无线局域网接入Internet的用户会担心临近的
强等优点。无线局域网技术目前主要有两大阵营,即IEEE 802.11系 列标准和欧洲的HiperLAN。其中以IEEE802. 11系列标准中的802. 11
b/g/n 产品在目前占主导地位。IEEE 802.11无线局域网是本章介绍的
重点。
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2.无线个域网
无线个域网(Wireless Personal Area Network ,
数据。
网络通信量分析是指入侵者通过分析无线客
户端之间的通信模式和特点来获取所需的信息,
或为进一步入侵创造条件。
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2. 身份假冒
AP内部都会设置一个用于标识该AP身份认证ID(即AP的名字),每
当无线终端设备(如安装有无线网卡的笔记本电脑)要连上AP时,无线终
端设备必须向无线AP出示正确的SSID(Service Set Identifier,服务集 标识符)。利用SSID,可以很好地进行用户群体分组,避免任意漫游带来 的安全和访问性能的问题。因此可以将 SSID看作是一个简单的AP名称, 从而提供名称认证机制,实现一定的安全管理。 SSID通常由AP广播出来, 通过无线信号扫描软件(如Windows XP自带的扫描功能)可以相看当前 区域内的SSID,如图7-6所示。假冒客户端是最常见的入侵方式,使用该 方式入侵时,入侵者通过非法获取(例如分析广播信息)AP的SSID,并
(Extended Service Set,ESS)两大类。
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9.2.1 基本服务集
•基本服务集由无线站点和可能存在的无线访问节点
(Access Point,AP)组成。 根据基本服务集中是否存在AP的不同,基本服务集又分 为独立基本服务集(Independent Basic Service Set, IBSS)和基础结构型网络(infrastructure network) 两类。 IBSS由多个无线站点组成,任意两个无线站点之间可以 组成对等网络,如图9-1(a)所示。 IBSS也称为称为自组织网络(ad hoc network),主 要用于临时性的少数几个无线站点之间的联网。基础结 构型网络是指该网络中包含有AP的基本服务集,如图91(b)所示
模拟网的特点 是信号失真度小,通话音质较好,缺点 是其信道数量相对较少,保密性差。
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2. 第2代移动通信系统
第2代移动通信系统即2G(second generation),属于数字 网 络,且以语音传输为主。主要系统有美国的时分多址 (TDMA)和码分多(CDMA),日本的个人数字蜂窝(PDC), 欧洲的全球移动通信系统(GSM,又称“全球通”)等。中国 使用的2G系统主要为GSM和CDMA。
图9-2 扩展服务集网络拓扑
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9.2.3 无线局域网的协议结构
与有线局域网标准一样,IEEE 802.11只涉及OSI网络模型中的最低两层:物理 层(PHY)和数据链路层(DLC),网络结构相对简单。根据需要,数据链路 层一般又划分为逻辑链路控制(LLC)子层与介质访问控制(MAC)子层, IEEE 802.11标准只定义了MAC子层和物理层的相关规范,网络协议结构如图 9-3所示。LLC子层隐藏了IEEE 802各个标准之间的差异,使得不同的IEEE 802网络标准为网络层提供相同的服务。MAC子层定义了两个站点之间建立和 维持数据传输,并将数据流无差错地提供给上层的功能协议。物理层定义了通 过无线连接所必需的机械和电气特性。
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图9-3 IEEE 802.11无线局域网协议结构
无线局域网的传输介质和频段分配由物理层确定。1997年, IEEE 802.11标准规定了在物理层上允许三种传输技术:红外线、 直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS)。其中,直接序列 扩频和跳频扩频统属于扩频工作方式,工作在2.4GHz的ISM频段
第9章 无线网络安全
9. 1 无线网络概述
定义:无线网络是指无需布线即可实现计算机之间或各类
通信终端之间互联的网络,它是无线电技术、通信技术
和计算机技术相融合的产物。目前所使用的无线网络系
统主要分为无线蜂窝系统和无线数据通信系统两类。
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本章的学习结构:
9.1.1 无线蜂窝系统
9.1.2 无线数据通信系统
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9-1 基本服务集网络的两种类型 在基础结构型网络中,AP是整个网络的核心,负责所有无线 站点的通信,任何一个无线站点如果要与该网络中其他的无线站点 通信,必须由AP负责数据的中转。由于在基础结构型网络中所有 的通信都必须通过AP,所以所有的移动站点都必须位于AP信号的 覆盖范围之内。
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9.2.2 扩展服务集
在业界大力推广3G应用的过程中,4G标准的制定工 作早已提上了日程,国际电信联盟(ITU)打算在 2010年左右完成全球统一的4G标准的制定工作。目 前关于4G的定义尚无定论,ITU对4G的描述为:移 动状态下能够达到100Mbit/s的传输速率,静止状态下 能够实现1Gbit/s的速率。
9.1.2 无线数据通信系统
9.3.2 黑客攻击无线网络的主要方式
黑客对无线局域网采用的攻击方式大体上可以 分为2类:被动式攻击和主动式攻击。其中,被动式 攻击包括网络窃听和网络通信量分析;主动式攻击 包括身份假冒、重放攻击、中间人攻击、信息篡改 和拒绝服务攻击等。
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1. 网络窃听和网络通信量分析
由于无线信号的发散性,网络窃听已经成为 无线网络面临的最大问题之一。例如,利用很多 商业的或免费的软件,都能够对IEEE 802.11b协 议进行抓包和解码分析,从而知道应用层传输的
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4. 第2.5代移动通信系统
2.5G是一种介于2G与3G之间的过度技术。2.5G突破了2G电 路交换技术对数据传输速率的制约,引入了分组交换技术, 从而使数据传输速率得到提高,2.5G可提供56Kbit/s的传输 速率。由于3G工程过于浩大和复杂,所以在2G与3G之间便 出现了一个过渡技术2.5G。2.5G技术主要有通用分组无线业 务(GPRS),高速线路交换数据(HSCSD)、增强型数据 速率GSM演进技术(EDGE)等。
与第1代模拟蜂窝移动通信相比,第2代移动通信系统 具有保密性强、频谱利用率高、能提供丰富的业务、 标准化程度高等特点。但第2代移动通信系统所提 供的通信速率有限,无法满足当前的应用需求。
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3.第3代移动通信系统
第3代移动通信系统即3G(3rd Generation),3G系统可为用户 提供更好的语音、文本和数据服务。2G网络提供的速率为 9.6~14.4Kbit/s,而3G网络提供了多种带宽选择,其中在快速移 动环境下最高速率可达到144kbit/s(最低也可以达到 14.4Kbit/s),在室外到室内或步行状态下最高速率可达到 384kbit/s,而在室内环境下最高速率可达到2Mbit/s。3G总共包 括了5个大的标准,目前经国际电信联盟(ITU)认可的3G无线传 输技术主流标准共有3 种,分别是欧洲的IMT-2000 CDMA-DS (即WCDMA),美国的IMT-2000 CDMA-MC(即CDMA 2000),以及中国的TD-SCDMA。目前,这3种3G技术在中国同 时使用,其系统分别被中国联通、中国电信和中国移动所建设和 运营。 3G技术的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数 据传输速率。此外利用在不同网络间的无缝漫游技术,可将无线 通信系统和Internet连接起来,从而可对移动终端用户提供更多 更高级的服务。
在移动过程中可相互通信。无线蜂窝系统可以提供话音、
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1. 第1代移动通信系统
第1代移动通信系统即1G(first generation),属于模拟网络。 在模拟网中,信号以模拟方式进行调制,规定的频段为905915MHz,每25KHz为个信道,每一个信道同时仅支持一对用 户通话。主要系统有北美的高级移动电话系统(AMPS),欧 洲的TACS(Total Access Communications System)、北 欧的Nordic移动电话(NMT)等。中国的模拟网分为有A网 (Motorola设备)和B网(Ericsson设备)两类,后来实现了 A网与B网之间的互通。
扩展服务集由具有 AP的多个基本服务集组成。在扩展服务集( ESS)中,不同
基本服务集( BSS)中的 AP通过有线局域网(以太网或令牌网等)进行互联。 在通信过程中,同一个 BSS中不同移动站点之间的通信由该网络中的 AP负责交 换,不同 BSS中的站点在通信时需要由数据交换中心转发,如图9-2所示。数据 交换中心也称为分配系统,实际应用中的具体产品名称为无线控制器。
侵。因为有线网络是有边界的,而无线网络属于无
边界的网络。在有线网络中可以利用防火墙将可信
任的内部网络与不可信任的外部网络在边界处隔离
开来,如图7-4所示。
×
外部入侵 内部网络 防火墙 黑客
7-4 无线网络在边界处进行安全隔离
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在无线网络中 无线 信 号扩
散在大气中,没有办法像有线 网络那样进行物理上的有效隔 离,只要在内部网络中存在无 线 AP或安装有无线网卡的客户
,提供的传输速率为1Mbit/s或2Mbit/s。
2003年IEEE 802.11g标准发布,可以在2.4GHz的ISM频段上 达到54Mbit/s的传输速率。而于2008年10月发布的IEEE 802.11n 标准其传输速率为100Mbit/s~600Mbit/s之间,采用智能天线及传 输技术,使无线网络的传输距离可以达到数公里。采用独特的双
本节所介绍的无线数据通信系统是指纯粹 的数据通信系统,不考虑语音通信的要求。本 节重点介绍几种有影响力的无线数据通信网络 技术。
1.无线局域网
无线局域网(WLAN)是用无线通信技术构建的局域网,虽不采用 缆线,但也能提供传统有线局域网的所有功能。与有线局域网相比,
WLAN具有移动性好、灵活性高、组网迅速、管理方便、扩展能力
1.第1代移动通信系统 2.第2代移动通信系统 3.第3代移动通信系统
1.无线局域网
2.无线个域网
4.第2.5代移动通信系统
3.无线城域网
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9.1.1 无线蜂窝系统
定义:无线蜂窝系统是采用蜂窝无线组网方式,在终端
和网络设备之间通过无线通道连接起来,进而实现终端
数据、视频图像等多种通信业务,其发展过程到目前已 经过了以下几个阶段。
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