無線橋接器  (wireless bridge)

 

[實驗目的]

  瞭解橋接器運作方式及設定方法

 

[實驗設備和測試環境]

1.      基地台x1 (SMC SMCWBR14S-N4)

2.      筆記型電腦一台 (Benq U102, Broadcom 802.11g網路卡)

3.    USB 2.0 LAN Adapter

4.      AirPcap Tx

5.      Windows XP + winpcap 4.1.1 + wireshark 1.2.6

 

[使用情境

在學校或者在公司中 IP指派都是需要事先申請然後根據電腦網卡的位置指派IP,所以一個網卡就會對應代一個固定的IP,但是如果在使用過程覺得使用有線網路上網都會受到有線的限制,則可以透過無線橋接器的連接,讓電腦透過無線網路上網。使用這樣方法的方式是不需要再提出申請或對網路架構有所更動,因為對原本的網路管理者而言,他只會覺得你還是用原本的乙太網路卡上網。

 

[背景知識]

 橋接器(bridge)可以格離碰撞,並將網路中的多個網段在Layer 2連接起來。其中資料鏈接層又分為LLCMAC子層,而橋接器則可以連接兩個網路具有相同或不同的實體層和MAC子層,但LLC子層一定要相同的網路。在底下的例子我們就要連接一個IEEE 802.3乙太網路(有線網路)和一個IEEE 802.11(無線)網路。

 

 

[實驗環境和設定

1.      下圖為傳統上網的方式,筆記型電腦接上USB 2.0的乙太網路網卡後以無遮蔽雙絞線上網。

 DSCN7661

 

2.      下圖為USB 2.0乙太網路卡設定情況,可以透過 開始 à 執行 à  cmd  à ipconfig/all 得到下面的資訊。從下圖可得知USB 2.0網路卡卡號為00:90:CC:E7:35:33,透過DHCP Server得到的IP位址為192.168.110.52,網路遮罩為255.255.255.0,內定路由器的IP位址為192.168.110.254DNS Server10.10.10.3

bridge4

 

3.      下圖為無線網卡的資訊,因目前還是透過USB 2.0乙太網路上網,所以無線網路連線的資訊是顯示尚未連線。

bridge5

 

4.      使用Spoof MAC或其相關的軟體更改無線網路卡的MAC位址為USB 2.0乙太網路卡卡號,也就是改成00:90:CC:E7:35:33

5.      並連結到SMC基地台,把工作模式變更為Bridge模式,如下圖所示。

fig4

 

6.      拔掉原本USB 2.0的乙太網路卡,使其網路情境如下圖所示,則我們可以看到,現在可以透過無線網路,連結到SMC基地台 (無線橋接器工作模式) 後,連上網際網路。

DSCN7662

 

7.      再次的使用ipconfig/all觀察無線網路卡的設定情況,從下圖可以得知目前的Broadcom 802.11g網路卡卡號已經是原本USB 2.0乙太網路卡卡號(00:90:CC:E7:35:33) ,且其IP、網路遮罩、內定路由器、DNS Server等設定就如同原本以USB 2.0乙太網路卡上網情況是一樣的。

 bridge3

8.      使用Airpcap Tx搭配wireshark抓取啟過網路的過程,從下圖可以得知,一開始時無線網卡會送出Probe Request尋找附近可以用的基地台,這時SMC基地台就會回傳Probe Response回應無線網卡,之後無線網卡會執行AuthenticationAssociation的動作(請看編號為1473 1475 14771479封包),然後就像傳統電腦一開機透過乙太網路上網情況一樣(假設電腦的設定都是自動取得IP位址),首先會送出DHCP Discover (請看編號1551封包) DHCP Server會送出DHCP Offer提供可租用的IP(請看編號1557封包) ,然後電腦會使用DHCP Request回應DHCP Server(請看編號1560封包) ,最後DHCP Server會送出DHCP ACK同意IP給電腦使用(請看編號1563封包)。另外,有趣的是在抓取封包的過程中也有看到一些Gratuitous ARP的封包(如編號15671570等封包),這些封包都是用來檢查同一網路上是否有人已經同時使用剛剛DHCP Server給的IP位址,如果別人已經有設定相同IP,則作業系統會顯示IP相衝突的情況。

fig7

 

[參考資料]

1.      簡榮宏,廖冠雄,”無線區域網路”,全華科技圖書股份有限公司

2.      Internet TCP/IP協定 觀念與實作 第二版,施威銘研究室

3.      http://godleon.blogspot.com/2007/06/tcpip-ip-network-layer-ip-network-layer.html

[作者資訊]

Chih-Heng Ke (柯志亨, Henry)

Assistant Professor, Department of Computer Science and Information Engineering, National Kinmen Institute of Technology, Taiwan

smallko@gmail.com

 

Last Modified: 2010/4/22