电信工程学系硕士班

大葉大學電信工程學系碩士班碩士論文802.11無線網路漫遊系統整合與分析TheIntegrationandAnalysisfor802.11WirelessNetworkRoaming研究生：高授樹指導教授：林螢光鍾翼能中華民國九十四年六月,\*lt+E4arfiz+AnR+irE*{ntita1+-6hjL802.11fr.Afl*pts&)q€AAfLHAH++frTheIntegrationandAnalysisfor802.11WirelessNetworkRoaming.49+?d,+re**,ru-66BE.,r-f+Ftt-+?'\+HL(r-t+a++kfr1-yT.('ff,f+RE)L+w+1n=E--iii博碩士論文電子檔案上網授權書（提供授權人裝釘於紙本論文書名頁之次頁用）本授權書所授權之論文為授權人在大葉大學(學院)電信工程系所系統與訊號處理組九十三學年度第二學期取得碩士學位之論文。論文題目：802.11無線網路漫遊系統整合與分析指導教授：林螢光、鍾翼能茲同意將授權人擁有著作權之上列論文全文(含摘要)，非專屬、無償授權國家圖書館，不限地域、時間與次數，以微縮、光碟或其他各種數位化方式將上列論文重製，並得將數位化之上列論文及論文電子檔以上載網路方式，提供讀者基於個人非營利性質之線上檢索、閱覽，或並下載、列印。▓讀者基於非營利性質之線上檢索、閱覽或下載、列印上開論文，應依著作權法相關規定辦理。指導教授：林螢光博士、鍾翼能博士授權人研究生姓名：(請親筆正楷簽名)中華民國九十四年五月二日-iv-博碩士論文授權書(國科會科學技術資料中心版本91.2.17)本授權書所授權之論文為本人在＿＿＿大葉＿＿大學(學院)電信工程學＿系所系統與訊號處理＿組＿九十三＿學年度第＿二＿學期取得＿碩士學位之論文。論文名稱：802.11無線網路漫遊系統整合與分析＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿▓同意□不同意(政府機關重製上網)本人具有著作財產權之論文全文資料，授予行政院國家科學委員會科學技術資料中心、國家圖書館及本人畢業學校圖書館，得不限地域、時間與次數以微縮、光碟或數位化等各種方式重製後散布發行或上載網路。本論文為本人向經濟部智慧財產局申請專利(未申請者本條款請不予理會)的附件之一，申請文號為：＿＿＿＿＿＿，註明文號者請將全文資料延後半年再公開。--------------------------------------------------------------------------------------------------------■同意□不同意(圖書館影印)本人具有著作財產權之論文全文資料，授予教育部指定送繳之圖書館及本人畢業學校圖書館，為學術研究之目的以各種方法重製，或為上述目的再授權他人以各種方法重製，不限地域與時間，惟每人以一份為限。上述授權內容均無須訂立讓與及授權契約書。依本授權之發行權為非專屬性發行權利。依本授權所為之收錄、重製、發行及學術研發利用均為無償。上述同意與不同意之欄位若未鉤選，本人同意視同授權。指導教授姓名：林螢光博士、鍾翼能博士研究生簽名：學號：E9212019(親筆正楷)(務必填寫)日期：民國年月日1.本授權書(得自下載)請以黑筆撰寫並影印裝訂於書名頁之次頁。2.授權第一項者，請確認學校是否代收，若無者，請個別再寄論文一本至台北市(106-36)和平東路二段106號1702室國科會科學技術資料中心王淑貞。(本授權書諮詢電話:[phone].本授權書於民國85年4月10日送請內政部著作權委員會(現為經濟部智慧財產局)修正定稿，89.11.21部份修正。4.本案依據教育部國家圖書館85.4.19台(85)圖編字第712號函辦理。--v中文摘要具行動性的通信設備日漸普及，現今網路系統仍以802.x與TCP/IP為主要的網路架構。要使通信設備具有良好的行動性除了要具備有穩定的硬體外，還必須搭配整合度高的通訊協定，由電機及電子工程師學會（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，簡稱IEEE）所制定的IEEE802.11通訊協成員便是基於OSI規範中的鏈結層與實體層所制定出的無線區域網路通訊協定。雖然IEEE802.11具有良好無線功能但是在協定中並沒有明確規範移動工作站（MobileStation，簡稱MS）如何在無線接存取點（AccessPoint，簡稱AP）之間進行換手（Handoff），本文中將基地台間通訊協定（InterAccessPointProtocol，簡稱IAPP）與遠端使用者撥接認證服務（RemoteAccessDialInUserService，簡稱RADIUS）整合到IEEE802.11中，使移動工作站在無線區域網路能透過RADIUS進行驗證與授權，使AP之間達到換手的功能。同時在本文中藉由移動式IP（MobileIP）通訊協定來實現IEEE802.11對於跨網域漫遊，最後將分析無線網路漫遊時的換手效能。關鍵詞：IEEE802.11，移動工作站，無線存取點，換手，基地台間通訊協定，遠端使用者撥接認證服務，移動式IP--viABSTRACTAsmobiletelecommunicationsequipmentpopularizes,thenetworksystems802.xandTCP/IParethemainnetworkstructuretoday.Toensuresatisfactorymobilityforthetelecommunicationsequipment,stablehardwareandprotocolswithhighcapacityforintegrationarenecessary.ProtocolmembersofIEEE802.11,whichisstipulatedbyInstituteofElectricalandElectronicsEngineers(IEEE)，arebasedonthedatalinklayeroftheOSIspecificationandtheWLANprotocolspecifiedinthephysicallayer.AlthoughIEEE802.11hassatisfactorywirelessfunctions,theprotocoldidnotspecifythehandoffbetweenAccessPoints(AP)forMobileStation(MS).ThisstudyintegratesInterAccessPointProtocol(IAPP)andRemoteAccessDialInUserService(RADIUS)intoIEEE802.11sothattheMScouldproceedwithauthenticationandauthorizationinWLANthroughRADIUS，andallowthehandoffbetweenAPs.ThisstudyalsorealizesinterdomainnetworkroamingonIEEE802.11byusingMobileIPprotocol，andlast，analyzesthehandoffininterdomainnetworkroaming.KeyWords:IEEE802.11，MS，AP，Handoff，IAPP，RADIUS，MobileIP--vii誌謝首先要誠摯的感謝我的指導教授－林螢光博士與鍾翼能博士。學生於碩士班兩年有幸承蒙兩位教授的指導與鼓勵以及自由的學風和堅實的學養，使我無論在學識上或是待人處世上都獲益良多，也使學生養成面對問題時能獨立思考，帶給學生重大的啟發，令學生感謝萬分。同時也要感謝系上的師長與系助理和實驗室的同學由於你們在這兩年的關心與支持，讓我得以完成我的碩士論文。最後感謝我的父母親與家人以及女友的打氣與鼓勵，讓我能在無後顧之憂下完成研究所兩年的學業，因為有你們的期許與引導才會有今天的我，往後的日子裡授樹將會更加努力全力以赴不負你們的期望。高授樹于大葉大學電信工程研究所May2005--viii目錄封面內頁簽名頁授權書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．iii中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．v英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vi誌謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vii目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．xiii圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．xi表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．xiv第一章緒論1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2研究動機與目的．．．．．．．．．．．．．．．．11.3各章摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．2第二章802.11無線網路概論2.1無線區域網路概述．．．．．．．．．．．．．．．32.2IEEE802.x網路技術規格．．．．．．．．．．．．32.2.1IEEE802.11PHY．．．．．．．．．．．．．42.2.2IEEE802.11MAC．．．．．．．．．．．．．62.3IEEE802.11的網路類型．．．．．．．．．．．．62.3.1獨立型網路．．．．．．．．．．．．．．．72.3.2中控型網路．．．．．．．．．．．．．．．8--ix2.3.3延伸型服務區域．．．．．．．．．．．．．82.4IEEE802.11網路運作方式．．．．．．．．．．．92.5IEEE802.11網路掃描．．．．．．．．．．．．．122.6IEEE802.11驗證與連結機制．．．．．．．．．．13第三章相關協定介紹3.1IEEE802.11f內容介紹．．．．．．．．．．．．153.1.1IAPP服務運作方式．．．．．．．．．．．．173.1.1.1聯結．．．．．．．．．．．．．．．173.1.1.2重新聯結．．．．．．．．．．．．．183.1.2IAPP制定的服務．．．．．．．．．．．．．193.2IEEE802.1x協定簡介．．．．．．．．．．．．．223.3RADIUS協定介紹．．．．．．．．．．．．．．243.4MobileIPv4．．．．．．．．．．．．．．．．．273.4.1MobileIP基礎架構．．．．．．．．．．．273.4.2MobileIP服務與運作方式．．．．．．．．．29第四章無線網路漫遊系統架構4.1無線網路漫遊系統架構．．．．．．．．．．．．324.2軟硬體設備．．．．．．．．．．．．．．．．．344.2.1硬體設備．．．．．．．．．．．．．．．344.2.2軟體設備．．．．．．．．．．．．．．．364.2.2.1HostAP簡介．．．．．．．．．．．364.2.2.2FreeRADIUS簡介．．．．．．．．．384.2.2.3Open1x簡介．．．．．．．．．．．414.2.2.4MySQL簡介．．．．．．．．．．．42--x4.3無線網路換手系統架構說明．．．．．．．．．．434.4無線網路換手系統簡述．．．．．．．．．．．．474.4.1無線區域網路支援IAPP換手系統流程分析474.4.2跨網域無線網路換手系統流程分析．．．．504.5AP訊號強度涵蓋範圍分析．．．．．．．．．．．53第五章系統驗證與效能分析5.1無線網路統漫系遊實作．．．．．．．．．．．．575.2無線訊號量測與無線訊號換手點選擇．．．．．．585.3IEEE802.11無線網路漫遊實驗．．．．．．．．．615.3.1以HostAP模擬一般AP進行漫遊換手服務．615.3.2IEEE802.11整合IAPP進行漫遊換手服務．625.3.3MobileIP整合IAPP進行漫遊換手服務．．645.4漫遊系統效能評估．．．．．．．．