Wireless LAN (Wireless Local Area Network, WLAN, Kabelloses Lokales
Netzwerk) bezeichnet ein "drahtloses" lokales Funknetz, wobei meistens ein
Standard der IEEE 802.11-Familie gemeint ist.
Betriebsart
Ein WLAN kann auf zwei Arten (Modi) betrieben werden - im Infrastruktur-Modus oder im Ad-hoc-Modus.
Im Infrastruktur-Modus wird eine Basisstation, häufig ein Wireless Access Point, speziell ausgezeichnet. Er koordiniert die einzelnen Netzknoten. Da WLAN auf der Sicherungsschicht (Schicht 2 im OSI-Modell) dasselbe Protokoll wie Ethernet verwendet, kann über einen Wireless Access Point mit Ethernet-Anschluss leicht eine Verbindung zu kabelgebundenen Netzen hergestellt werden. Ab Schicht 3 im OSI-Modell (z. B. IP-Ebene) ist es somit unerheblich, ob ein Rechner über kabelgebundenes Ethernet oder über WLAN angeschlossen ist. Infrastrukturnetze erfordern, implementiert man sie sinnvoll, mehr Planung. OLSR ist ein spezielles Ad-hoc-Protokoll.
Im Ad-hoc-Modus ist keine Station besonders ausgezeichnet, sondern alle sind gleichwertig. Ad-Hoc-Netze lassen sich schnell und ohne großen Aufwand aufbauen. Es ist nicht vorgesehen, dass Pakete weitergereicht werden. Es kann also vorkommen, dass ein physisch zentral stehender Computer das gesamte Netz erreichen kann, ein Computer am Randbereich jedoch nur einen Teil.
WLANs? nach IEEE 802.11 und HIPERLAN unterstützen beide Betriebsmodi.
Gerade in WPANs werden gerne Ad-Hoc-Verfahren eingesetzt.
Datensicherheit
Verschlüsselung
Teil des WLAN-Standards IEEE 802.11 ist Wired Equivalent Privacy (WEP), ein Sicherheitsstandard, der den RC4-Algorithmus enthält. Die enthaltene Verschlüsselung mit einem nur 40 Bit bzw. 104 Bit, bei einigen Herstellern auch 128 Bit oder 232 Bit langen statischen Schlüssel, reicht jedoch selbst bei 232 Bit (256 Bit genannt) längst nicht aus. Durch das Sammeln von Schlüsselpaaren sind Known-Plaintext-Attacken möglich. Es gibt frei erhältliche Programme, die sogar ohne vollständigen Paketdurchlauf in der Lage sind, einen schnellen Rechner vorausgesetzt, das Passwort zu entschlüsseln, wobei das bei einem 232-Bit-Schlüssel etwas dauern kann, aber eben nicht unmöglich ist. Jeder Nutzer des Netzes kann den gesamten Verkehr zudem mitlesen. Die Kombination von RC4 und CRC wird als mathematisch unsicher betrachtet.
Aus diesen Gründen haben sich technische Ergänzungen entwickelt, etwa WEPplus?, Wi-Fi Protected Access (WPA) als Vorgriff und Teilmenge zu 802.11i, Fast Packet Keying, Extensible Authentication Protocol (EAP), Kerberos oder High Security Solution, die alle mehr oder weniger gut das Sicherheitsproblem von WLAN verkleinern.
Der Nachfolger des WEP ist der neue Sicherheitsstandard 802.11i. Er bietet eine erhöhte Sicherheit durch die Verwendung von TKIP bei WPA bzw. Advanced Encryption Standard (AES) bei WPA2 und gilt zur Zeit als nicht zu entschlüsseln, solange man bei der Einrichtung keine trivialen Passwörter verwendet, die über eine Wörterbuch-Attacke geknackt werden können. Als Empfehlung kann gelten, mit einem Passwortgenerator Passwörter zu erzeugen, die Buchstaben in Groß- und Kleinschreibung, Zahlen und Sonderzeichen enthalten und nicht kürzer als 32 Zeichen sind.
WPA2 ist das Äquivalent der WiFi? zu 802.11i, das mit dem Verschlüsselungsalgorithmus AES (Advanced Encryption Standard mit Schlüssellängen von 256 Bit) arbeitet und in neueren Geräten meist unterstützt wird. Ein genaues Betrachten der technischen Daten, um herauszufinden, ob WPA2 auch tatsächlich unterstützt wird, empfiehlt sich allerdings vor dem Kauf. Einige Geräte lassen sich durch Austausch der Firmware mit WPA2-Unterstützung nachrüsten. Jedoch erfolgt hier meist die Verschlüsselung ohne Hardwarebeschleunigung, so dass diese Zugewinne an Sicherheit durch starke Einbußen bei der Geschwindigkeit erkauft werden.
Eine alternative Herangehensweise besteht darin, die Verschlüsselung komplett auf IP-Ebene zu verlagern. Hierbei wird der Datenverkehr beispielsweise durch die Verwendung von IPsec? oder auch durch einen VPN-Tunnel geschützt. Besonders in freien Funknetzen werden so die Inkompatibilitäten verschiedener Hardware umgangen, eine zentrale Benutzerverwaltung vermieden und der offene Charakter des Netzes gewahrt.
Beim so genannten WarWalking? werden mit einem WLAN-fähigen Notebook oder
PDA offene WLAN-Netze gesucht. Diese können dann mit Kreide markiert werden
(WarChalking?). Das Ziel ist hierbei, Sicherheitslücken aufzudecken und dem
Betreiber zu melden und die Verbreitung von WLAN zu untersuchen. Natürlich
gibt es auch Personen, die dies zum eigenen Vorteil (kostenlos und unter
fremdem Namen surfen) ausnutzen. Fährt man bei der Suche eines WLAN-Netzes
mit einem Auto, so spricht man von WarDriving?.
Authentifizierung
Extensible Authentication Protocol ist ein Protokoll zur Authentifizierung
von Clients. Es kann zur Nutzerverwaltung auf RADIUS-Server zurückgreifen.
EAP wird hauptsächlich innerhalb von WPA für größere WLAN-Installationen
eingesetzt.
Reichweite und Antennen 54 MBit? WLAN-PCI-Karte (802.11b/g)
Die Antennen handelsüblicher 802.11 Endgeräte lassen 30 bis 100 Meter Reichweite auf freier Fläche erwarten. Mit neuester Technik lassen sich sogar 80 Meter in geschlossenen Räumen erreichen. Mehr Informationen im Hauptartikel WLAN-Antennen.
Bessere WLAN-Hardware sollte den Anschluss einer externen Antenne erlauben. Mit externen Rundstrahlantennen lassen sich bei Sichtkontakt 100 bis 300 Meter im Freien überbrücken.
Zur Verbindung eines WLAN-Gerätes mit einer zugehörigen Antenne werden
spezielle koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenzanwendungen verwendet. Bei
WLAN sind dies hauptsächlich die sonst selten verwendeten Steckverbinder
RP-TNC und RP-SMA. Die FCC ordnete für WLAN die Verwendung von
nicht-standardkonformen Antennensteckern an, um den (versehentlichen)
Anschluss von nicht für WLAN zugelassenen Antennenanlagen durch den
Endanwender zu verhindern (Vgl. FCC Part 15.203).
WDS Bridging und Repeating
Manche Access Points (APs?) bieten die Möglichkeit, in einen
"Bridging-/Repeating-Modus" zu wechseln. Hierbei können zwei oder mehrere APs?
zu einem Verbund zusammengeschaltet werden. Diese Verschaltung findet auf der
Ebene der MAC-Adresse (Schicht 2 im OSI-Modell) statt. Im Betrieb als Bridge
(Brücke), bei dem zwei APs? zusammengeschlossen werden, ohne dass weitere
Clients Zugang erhalten, dienen die APs? sozusagen als Ersatz eines
Ethernetkabels (Point-to-Point-Verbindung). Im Repeating-Modus
(Point-to-Multi-Point) werden mehrere Access Points miteinander verbunden,
und zusätzlich können sich Clients wie Laptops verbinden. Damit kann man die
Reichweite eines einzelnen WLAN-Netzes erhöhen. Diese Funktionalität wird
Wireless Distribution System (WDS) genannt. Es handelt sich jedoch nicht um
eine Hersteller-übergreifende Norm, sodass nicht gewährleistet ist, dass zwei
Geräte unterschiedlicher Hersteller sich verständigen können. Wobei beachtet
werden muss, dass im Bridging Betrieb an beiden Access-Points im Regelfall
ein Client oder ein Switch angeschlossen ist. Beim Repeating-Modus ist der
Anschluss eines Clients an der RJ45 Buchse nicht mehr möglich. Einige
Hersteller z. B. Cisco bieten dafür zusätzlich die Modi: Root Bridge with
Wireless Clients und Non-Root Bridge with Wireless Clients.
Nachteile
- Für jeden zusätzlichen AP im Bridging-Mode halbiert sich die Übertragungsleistung, da die Daten über den gleichen Kanal geschickt werden und für jeden AP erneut geschickt werden müssen. Bei Geräten, die mehrere Standards unterstützen (zum Beispiel IEEE 802.11b und g), kann die WDS-Bridge auf 802.11g laufen und die Clients auf IEEE 802.11b. Somit reduziert sich die Datenrate für die Clients an einem AP nicht und zwischen Clients von verschiedenen APs? nur minimal.
- Als Verschlüsselung ist nur WEP möglich, da keine dynamisch verteilten
Schlüssel vergeben werden können. Seit kurzem ist auch WPA2 möglich, dies
allerdings nur bei wenigen Herstellern und auch dort nur mit exakt derselben
Hardware und bestimmten Firmwareversionen.
Gesellschaftliches
In bestehenden Netzen sind die Endverbraucher um große Provider versammelt, über die der Datenverkehr relativ zentral abgewickelt wird, was diese Provider in eine mächtige Position bei der Kontrolle des Datenverkehrs hebt. Der Benutzer tritt hier relativ konsumorientiert am Rande der Netzwerke auf.
Durch Wegfall der Kosten einer teuren kabelgebundenen Infrastruktur können
Bürgerschaften mit dieser Technik öffentliche Netze errichten. Bildlich wird
gerne das Entstehen einer Datenwolke im Äther als frei verfügbares
Allgemeingut über einer Gemeinde geschildert. Ihr volles Potenzial entwickelt
diese Idee durch Protokolle für Mesh-Netze (MANET, Mobiles
Ad-hoc-Netz).
Frequenzen
Überblick über die Frequenzbänder
Es gibt mittlerweile mehrere WLAN-Frequenzbänder, die teilweise auf völlig unterschiedlichen Frequenzen arbeiten: Standard Frequenzen Kanäle IEEE 802.11a 5,15 GHz? bis 5,725 GHz? Kanäle: 19, alle überlappungsfrei, in Europa mit TPC und DFS nach 802.11h IEEE 802.11b 2,4 GHz? bis 2,4835 GHz? Kanäle: 11 in den USA / 13 in Europa / 14 in Japan. Maximal 3 Kanäle überlappungsfrei nutzbar. IEEE 802.11g 2,4 GHz? bis 2,4835 GHz? Kanäle: 11 in den USA / 13 in Europa / 14 in Japan. Maximal 3 Kanäle überlappungsfrei nutzbar.
Die Kanalbandbreite beträgt bei allen Standards zwischen 10 und 30 MHz?.
Datenraten IEEE 802.11 2 Mbps maximal IEEE 802.11a 54 Mbps maximal (108
Mbps bei 40 MHz? Bandbreite proprietär) IEEE 802.11b 11 Mbps maximal (22 Mbps
bei 40 MHz? Bandbreite proprietär, 44 Mbps bei 60 MHz? Bandbreite proprietär)
IEEE 802.11g 54 Mbps maximal (g+ =108 Mbps proprietär) IEEE 802.11h 54 Mbps
maximal (108 Mbps bei 40 MHz? Bandbreite) IEEE 802.11n 600 Mbps maximal
(Verwendung von MIMO Technik; Entwurf am 20. Januar 2006 verabschiedet)
Bei der Betrachtung der Datenraten ist allerdings zu berücksichtigen, dass
sich alle Geräte im Netz die Bandbreite für Up- und Download teilen.
Weiterhin sind die angegebenen Datenraten Bruttowerte, und selbst unter
optimalen Bedingungen liegt die erreichbare Netto-Datenrate nur wenig über
der Hälfte dieser Angaben. Kanal Frequenz Bemerkung 1 2,412 GHz? Europa, USA,
Japan; keine Überschneidung 2 2,417 GHz? Europa, USA, Japan 3 2,422 GHz?
Europa, USA, Japan 4 2,427 GHz? Europa, USA, Japan 5 2,432 GHz? Europa, USA,
Japan 6 2,437 GHz? Europa, USA, Japan 7 2,442 GHz? Europa, USA, Japan; keine
Überschneidung
Kanal Frequenz Bemerkung 8 2,447 GHz? Europa, USA, Japan 9 2,452 GHz?
Europa, USA, Japan 10 2,457 GHz? Europa, USA, Japan 11 2,462 GHz? Europa, USA,
Japan 12 2,467 GHz? Europa, Japan 13 2,472 GHz? Europa, Japan; keine
Überschneidung 14 2,484 GHz? Japan
Die 802.11 WLAN Hardware nutzt einen breiten Frequenzbereich um einen
Kanal herum für die Datenübertragung. Deshalb gibt es nur drei
überlappungsfreie Frequenzbänder im zugelassenen Spektrum (ISM). Manche
Netzwerkadapter nutzen mehrere Bänder gleichzeitig, um die Datenrate zu
steigern. Störungsfreier Betrieb mit voller Datenrate ist nur möglich, wenn
der Abstand zwischen den benutzen Kanälen mindestens vier Kanäle beträgt.
Solch eine mögliche Kanalbelegung ist in der Tabelle als "keine
Überschneidung" angegeben.
Diskussion um gesundheitliche Risiken
Die von WLAN-Geräten benutzten Funkfrequenzen liegen um 2,4 GHz?, bzw. 5,4
GHz?, also im Mikrowellenbereich. WLANs? werden in die öffentliche Diskussion
um Elektrosmog einbezogen. Nach mehreren Studien, u. a. des Bundesamts für
Strahlenschutz, "gibt es [innerhalb der gesetzlichen Grenzwerte]? nach dem
aktuellen Stand der Wissenschaft keine Nachweise, dass hochfrequente
elektromagnetische Felder gesundheitliche Risiken verursachen."
Siehe auch
- WPAN
- OutdoorBox
- Antennen
- WLAN-Antennen
- VPN - Virtual Private Network (dt.: Virtuelles
Privates Netzwerk)
- Meshing
- Tunnel - Eine Verbindung der Netze über einen Tunnel zwischen
VPN-Client und VPN-Server
- IP-Netze - ein Überblick über die verwendeten Netzbereiche der
Communities
Literatur
- Ulf Buermeyer: ''http://www.hrr-strafrecht.de/hrr/archiv/04-08/index.php3?seite=7 Der strafrechtliche Schutz drahtloser Computernetzwerke (WLANs?)]''. In: HRRS. Heft 8/2004. S.285
- Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik : 'http://www.bsi.de/literat/doc/wlan/index.htm Sicherheit im Funk-LAN (WLAN, IEEE 802.11)'' [http://www.bsi.de/literat/doc/wlan/wlan.pdf PDF
- Armin Medosch: ''Freie Netze - Geschichte, Politik und Kultur offener WLAN-Netze''. Heise, Hannover 2004, ISBN 3936931100. (Das Buch steht unter einer Creative Commons-Lizenz und kann als ftp://ftp.heise.de/pub/tp/buch_11.pdf PDF-Datei heruntergeladen werden)
- Thomas Otto: ''Netzwerkauthentifizierung im WLAN.'', TU Braunschweig, April 2004 (als http://www.ibr.cs.tu-bs.de/arbeiten/schmidt/otto_eap/otto_eap.pdf PDF)
- Jörg Roth: ''Mobile Computing''. dpunkt, Heidelberg 2005, ISBN 3-89864-366-2
- Martin Sauter: ''Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme''. September 2004, ISBN 3-528-05886-2. http://www.cm-networks.de
- Mathias Hein: ''Wireless LAN. Funknetze in der Praxis''. ISBN 3-7723-6696-1
- Jörg Rech: ''Wireless LANs?. 802.11-WLAN-Technologie und praktische
Umsetzung im Detail''. Heise, 2. Aufl. 2006, ISBN 3-936931-29-1
Weblinks
- http://de.wikipedia.org/wiki/WLAN - Wireless LAN (Wireless Local Area Network, WLAN, Kabelloses Lokales Netzwerk)
- http://www.lancom-systems.de/produkte/feature/index.php Techpaper: gut zu lesende Hintergrundinformationen zu den Verschlüsselungs- und Authentifizierungsmechanismen (Zu empfehlen: TP-WLAN-80211i-DE.pdf)
- http://wiki.uni-konstanz.de/wlan Umfangreiche Infos zu WLAN, Standards, FAQ und Chipsätzen
- http://www.wlan-skynet.de/ Große WLAN-Richtfunk-FAQ für 5 GHz?-WLAN (802.11a)
- http://www.hellfish-rm.de/down/WLAN-FAQ.pdf kleine WLAN FAQ (PDF)
- http://wlan.eicar.org/ EICAR Task Force on Wireless LAN Security] Zusammenschluss unterschiedlichster Interessenvertretungen (englisch)
- http://wndw.net/ Wireless Networking in the Developing World ausführliches Handbuch zu WLANs?, englisch, unter der Creative Commons Attribution-ShareAlike? 2.5 license
- http://mobileaccess.de/wlan sehr großes Verzeichnis von HotSpots? in Europa, Community, wöchentlicher WLAN-Newsletter
- http://www.netgear.de/Support/Basiswissen/wireless_lan_grundlagen.html Basiswissen - Wireless LAN Grundlagen auf den Seiten von[Netgear
- http://wiki.freewww.info WLAN-Wiki - spezialisierte Wissensdatenbank auf drahtlose, lokale, urbane und regionale Computernetzwerke
- http://www.tomsnetworking.de/content/reports/j2005a/report_wlan_luege/ Die WLAN-Lüge - Augenwischerei mit großen Zahlen''.
