Лекция 7. Пограммно-определяемое радио - SDR. Протокол CAPWAP

Программно определяемое радио - SDR. Протокол CAPWAP.Москва, 21 апреля 2016Сергей МонинПлан:1. Программно определяемое радио – SDR1.1 Предпосылки1.2 Современные решения1.3 ПО2. Протокол CAPWAP2.1 История появления и развития2.2 Принципы работы2.3 Безопасность2.4 Интеграция с ПКС сетямиПрограммно определяемое радио – SDRПричины появления: Сложность и ригидность аппаратных решений при наличии вычислительных ресурсовЗадача: Необходимо иметь возможность на одном физическом устройстве быстро менять рабочиечастоты, мощности, модуляцию, методы кодирования сигнала и другие параметры.И самое главное осуществлять функции АЦП/ЦАП.Заказчики: Военные, криминал.Программно определяемое радио – CDRАналоговый сигнал необходим потребителю (ухо/рот).

В других местах удобнее иметь делос цифровым сигналом => требуется преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно.Программно определяемое радио – SDRТехники квантизацииПолосы пропусканияStandard, CodecBit Rate (kbps)Voice Quality(MOS)G.711644.1G.72616, 24, 323.85 (with 32kbps)G.728163.61G.72983.92Программно определяемое радио – SDRПри передаче сигнала в эфир его нужно про-модулировать (AM, FM, PHASE-M)ЧастотаПрограммно определяемое радио – SDRПри передаче сигнала в эфир его нужно про-модулировать (AM, FM, PHASE-M)Длина волныАмплитудаПрограммно определяемое радио – SDRПри передаче сигнала в эфир его нужно про-модулировать (AM, FM, PHASE-M)Пример фазовой модуляции QPSK4 фазы – 2 бита за квантПрограммно определяемое радио – SDRПрактическая польза:•в промышленности построение радиосистем упростилось в сотни раз•почти любая вычислительная система готова решать задачи обработки радиосигнала, нужнотолько завести его внутрь!RTL2832 и E4000 в сумме от 24 до 2200МГцRtlsdr.dll , SDRSharp, антенна.

Это все что нужно для начала.Для продолжения – ПО мощный конструктор GNU Radio, расширители диапазонов, малошумный усилительПрограммно определяемое радио – SDRВыбери метод демодуляции(Авиа-АМ, Радио-FM, NFM),диапазон частот. ПлагинAutotuner может найти всеканалы, где идет передачасигнала.Полиция P25 (ПО декодер DSD)Рации 27 МГц (антенна 2.39м)Авиа переговоры 117-135МГц АМАвиа ADS-B 1090МГц (ПО декодер)КВ 8-15МГц (Ночь)Отладка радиопередатчиков,Анализ DECT,аналоговых радиотелефонов,Для разбора протоколов связи врадиоуправлении, пультов,погодных станций, систем удаленногосбора информации с датчиков,счетчиков. GSM/MeteoСпутники/GPS…You have been warned !…twice.Программно определяемое радио – SDRпример сервиса:ADS-BПрограммно определяемое радио – SDRпример сервиса:Протокол CAPWAPЧто было до SDN?2003/ Aerospace/ Боб О’Хара/ LWAPP• Autonomous WLANAutonomous точки доступа• Централизованный WLAN– «Легкие» точки доступа– WLAN контроллерПротокол CAPWAPАвтономные точки доступа:• проблемы RRM,• работа с клиентами,• враги• покрытие и т.д.Протокол CAPWAPМеняется логика принятия решения: почти все решается на контроллере.Через несколько лет это назовут SDN.Протокол CAPWAPАвто RRM, балансировка нагрузки, безопасность, Гео-сервисы, карты, планировщики, авто конфиг…Протокол CAPWAPИнтеграция с системами позиционирования, определение положения объекта на картеПротокол CAPWAPПротокол LWAPP, разработан специально для работыточек доступа с контроллеромLWAPP Tunnel (Ethertype12223)0xBBBB, UDP 12222Управление - AESДанные - инкапсулированыLWAPP может быть L2 или L3Взаимная аутентификация —X.509Протокол CAPWAP, разработан для работыточек доступа не только WiFi (RFC5415)CAPWAP Tunnel (UDP5246, 5247)Управление - DTLSДанные – DTLS (опционально)CAPWAP может быть только L3Взаимная аутентификация —X.509Возможна парольная аутентификация…SIAPP etc.Протокол CAPWAP••Join request– Includes type of controller and MAC address of controller– Includes AP hardware and software version– Includes the name of the AP issuing the join request– Indicates the number and type of radios present in AP– Includes a certificate payload for establishing a secureconnection– Includes a session payload to setup the session value– Includes a test payload to test the ability of the network tosupport jumbo framesJoin reply– Includes a result code– Includes controller’s certificate payload response– Includes a test payload to test the network’s ability tosupport jumbo framesНеобходим IP адрес для точки доступа и адрес контроллераПротокол CAPWAPДва режима работы протокола: Split-MAC vs Local MACПротокол CAPWAPИнтеграция с ПКС сетямиUniversal WirelessControllerInformationWiFi Controller to Access PointsInterconnections via CAPWAPprotocolNorthbound APISDN ControllerSouthbound APISDN Controller toNetwork devicesInterconnections viaOpenFlow protocolПротокол CAPWAPПреимущества интегрированных решений capwap контроллер + SDN сеть:-Seamless roaming-No excess tunnels-Optimal paths (no excess hops)-Ability to implement convenient geoservicesWiFi controller informs about location of user and an application configures ALL network devicesfor traffic of this user.Протокол CAPWAPSeamless roaming – extra tunneling problem:Eliminates the problem of excess tunneling Mobile IP, EthernetOverIP, etc.The problem in traditional networks :1 stepC3.3.3.3AnchorControllerForeignController4.4.4.25.5.5.2Packet from client A toclient C on subnetwork 4.4.4.0before L3 roaming.No problem, a path is optimal.Aip4.4.4.4Протокол CAPWAPSeamless roaming – extra tunneling problem:Eliminates the problem of excess tunneling Mobile IP, EthernetOverIP, etc.The problem in traditional networks :2 stepC3.3.3.3AnchorControllerForeignController4.4.4.25.5.5.2Packet from client A toclient C on subnetwork 4.4.4.0after L3 roaming.NOT optimal path, additionaloverhead (EoIP,Mobile IP,etc)Aip4.4.4.4Протокол CAPWAPSeamless roaming – extra tunneling problem:Eliminates the problem of excess tunneling Mobile IP, EthernetOverIP, etc.The advantage of the integration and SDNWiFi controllers:C3.3.3.3AnchorControllerForeignControllerSDN Controller4.4.4.25.5.5.2Packet from client A toclient C on subnetwork 4.4.4.0after L3 roaming & SDN controller.Optimal path, no additionaloverhead !Aip4.4.4.4Протокол CAPWAPПротокол CAPWAPДополнительные преимущества интеграции :Load balancing: If the user has both wired and wireless interfaces, it allows you tobalance traffic between them - SDN network will ready for it (802.11ac wave2 provide6.9Gb/s).IDS and FW integrations: If the wifi controller detects the user's actions asdestructive, it will be possible to block user traffic and into wires .When roaming happens, the client session’s context is passed to the application«Firewall» with noticing about changing of ports from where traffic is occurs.Geoservices: If oblige users corporate network ALWAYS keep the wifi interface, evenworking through the wire, we will always know his location in the office (3-5m.) Thuswe will be able dynamically change the rules, based on the geographical location!For example: financial documents will be accepted from the laptop only if it is inaccounting room.arccn.ru@ArccnNewssmonin@arccn.ru.