Wireless LAN, auch WLAN genannt (nicht zu verwechseln mit VLAN), ist eine kabellose Netzwerkeinrichtung. Um in kleinem Umfeld Verkabelungsaufwand und Kosten einzusparen, ist WLAN eine gute Alternative zu herkömmlichen Netzwerkkabeln. Durch eine kabellose Anbindung zum Netzwerk, werden Probleme wie zu kurze Patchkabel oder nicht gepatchte Dosen aufgehoben.

Um ein solches Netz zu realisieren, benötigt man eine Access Point und für den Host den entsprechenden CLient Adapter (Wireless NIC). Der Access Point bietet den über Funk angebundenen Hosts den Zugang zum verkabelten Teil des Netzwerks. Er ist vergleichbar mit einem Hub, der auf sehr simple Art und Weise mehrere Geräte miteinander verbindet. Jedoch gibt es heute auch Access Points, ähnlich wie Router die Pakete zwischen den Netzwerkkarten verteilen. Der Access Point selbst muss per Kabel mit dem Netz verbunden sein, es sei denn, das Netzwerk verwendet ausschließlich Wireless-Komponeneten.



Darüber hinaus ist es möglich, eine Peer-to-Peer (Ad-hoc) Verbindung zu schaffen, ohne einen Access Point einzusetzen. Dazu werden einfach zwei Netzwerkkarten in ausreichender Nähe verwerdet, die sich dann ohne Verschlüsselung und Authentifizierung miteinander verbinden. Die Sicherheit wird also hier sehr außer Acht gelassen und ist genauso minimal wie der Datendurchsatz. Weiter gibt es dies bezüglich keinen wirklichen Standard, vielmehr sind Peer-to-Peer Wireless LANs herstellerabhängig.

Ähnlich wie in Kabelnetzen, gibt es im Wireless LAN verschiedene Standards:

• IEEE 802.11
  802.11 ist der wesentliche Wireless LAN Standard, der sich auf dem Markt durchgesetzt hat. Entwickelt wurde er von der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). 802 steht allgemein für Ethernet Standards und durch die Erweiterung 11 wird die Funkschnittstelle definiert. Daraus ergibt sich, dass Wireless LAN eigentlich nur als eine Ergänzung des bestehenden Kabelnetzes gedacht war, um z.B. Notebooks problemslos in das Netz zu integrieren. Wesentlicher Bestandteil dieser in 802.11 beschriebenen Technologie ist DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), auch bei diesem Standard noch FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) eingesetzt wird. DSSS nutzt die gesamte zur Verfügung stehende Bandbreite und teilt sie zeitlich ein, während FHSS, wie bei Bluetooth, eine Frequenzeinteilung vornimmt. 802.11 bietet eine Bandbreite von 1 bis 2 Mbps.

• IEEE 802.11b
  802.11b ist der nächste Standard in der Geschichte des Wireless LAN. Er wurde 1999 verabschiedet und bietet eine Bandbreite von bis zu 11 Mbps. 802.11b wird auch als High-speed WLAN oder High-performance WLAN bezeichnet und bietet prinzipiell Übertragungsmöglichkeiten mit 1, 2, 5.5 und 11 Mbps. Der Vorteil von 802.11 Systemen ist, dass sie abwärtskompatibel sind. So ist es möglich, 802.11 Geräte mit Datenrate 1 - 2 Mbps und DSSS in ein 802.11b Netzwerk zu integrieren. Bei 802.11b wird ein verbessertes Kodierungsverfahren verwendet, das es erlaubt, mehr Daten im selben Timeframe zu übermitteln. Jedoch erreichen 802.11b Devices in der Regel selten 11 Mbps, sie liegen eher zwischen 2 und 4 Mbps. 802.11b Geräte liegen im 2,4 GHz Bereich.

• IEEE 802.11a
  802.11a umfasst WLAN Geräte, die im Frequenzbereich von 5 GHz arbeiten. Daher ist es nicht möglich, dass 802.11a Geräte mit 802.11b Geräten kommunizieren. Der Datendurchsatz liegt hier im Idealfall bei 54 Mbps. Durch ein Verfahren namens "Rate doubling" (Ratenverdopplung) sollen hier sogar 108 Mbps erreicht worden sein. In herkömmlichen Netzen sin 20 - 26 Mbps die Regel.

• IEEE 802.11g
  802.11g ist 802.11a sehr ähnlich, es ist jedoch abwärtskompatibel zu 802.11b mit Othogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Technik. Es gibt jedoch Access Points, die Gateway-Services einsetzen und so verschiedene WLAN Standards in einem Netzwerk unterbringen können.

Access Points:
Access Points dienen als zentrale Verbindungseinrichtung von Wireless Netzwerk und Kabelnetzwerk. Sie verbinden also die Wireless Netzwerkkarten untereinander, mit den Servern des Netzwerks und auch mit dem Internet. Durch Access Points ist das größte Problem des Wireless LAN zu lösen: Inkompatibilität. Über Access Points können nicht nur NICs verschiedener Hersteller verbunden werden, sondern auch verschiedene Technologiestandards eingestzt werden. Diese Art der Wireless Vernetzung nennt sich "Infrastructere Mode". Access Points sind mit Antennen ausgestattet, genau wie die NICs. Auf diese Weise wird die drahtlose Kommunikation über ein bestimmtes Gebiet (Zelle) gewährleistet. Größe der Antenne und Größe der Zelle variieren von Netz zu Netz. Die meisten Access Points agieren in einem Bereich von 91,44m bis 152,4m (300 - 500 Fuß). Um ein Wireless LAN über einen größeren Bereich auszuweiten, benötigt man mehrere Access Points, die sich in 20-30% (empfohlen) der Zelle decken. Dieses Überlappen von Zellen wird als "Roaming" bezeichnet. Kritisch wird es dabei, wenn man innerhalb dieses Bereiches mobil sein möchte, da man dabei von einem auf den anderen Access Point wechselt. Durch eine Deckung von 20-30% erreicht man, das Dienste ohne Unterbrechung vefügbar bleiben.

NICs:
Wenn ein Client im WLAN aktiviert wird, beginnt er mit einem Scanning-Prozess, um nach kompatibelen Geräten zu suchen und sich damit zu verbinden. Dies kann aktiv oder passiv geschehen.
Aktives Scanning:
Beim aktiven Scanning sendet der Client eine Anfrage, ins Netzwerk integriert zu werden. In dieser Anfrage (Request) enthalten ist die SSID (Service Set Identifier) des Netzes, an dem der Client teilnehmen möchte. Wenn dann ein Access Point mit dieser SSID gefunden wird, wird dieser eine entsprechende Antwort senden. Authentifizierung und Integration eines Systems sind damit abgeschlossen. Eine andere Möglichkeit der Authentifizierung ist der gemeinsame Schlüssel (Shared Key). Dabei wird das WEP (Wireless Equivalency Protocol) verwendet und eine 64 Bit oder 128 Bit Verschlüsselung für die Datenübertragung eingesetzt.
Passives Scannig:
Beim Passiven Scanning hören das Netz nach sogenannten Beacon Management Frames (beacons) ab, die von einem Access Point im Infrastructured Mode oder den Peer nodes im ad-hoc Mode gesendet werden. In diesen beacons ist die SSID des Netzes enthalten. Das senden von beacons ist ein fortlaufender Prozess und die Clients stellen sich auf die wechselnde Signalstärke des Access Points ein.

Datentransfer im WLAN:
Sobald ein Client ins WLAN eingebunden ist, werden Frames übertragen. Die hier verwendeten Frames unterscheiden sich jedoch vom herkömmlichen Ethernet. Es gibt drei arten von Frames im WLAN: Control, Management und Data. Der Datenframe ist allerdings mit dem in 802.3 Netzwerk indentisch (1500 Bytes).

Auch beim WLAN kann es wie im Ethernet zu Kollisionen kommen, das einzige Problem dabei ist, das es hier keine Möglichkeit gibt, Kollisionen zu erkennen. Deshalb kommt hier ein anderes Zugriffsverfahren zum Einsatz: CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance).

Wenn eine Quelle einen Frame sendet, gibt der Empfänger ein Acknowledgement zurück. Dabei wird ca. 50% der Verfügbaren Bandbreite verbraucht, die somit nicht für Nutzdaten verwendet werden kann. Das bedeutet, durch Verwendung des Collision Avoidance Protokolls stehen in einem 802.11b Netz mit 11 Mbps nur noch 5,0 bis 5,5 Mbps zur Verfügung. Weiter kann die Performance durch ein schwächeres Signal und geringere Signalqualität, abhängig von der Entfernung zum Access Point, beeinträchtigt werden. Wenn das Signal schwächer wird, ist ARS (Adaptive Rate Selection) eine Lösung. Dabei wird die Datenrate von z.B. 11 Mbps auf 5,5 Mbps, von 5,5 Mbps auf 2 Mbps und von 2Mbps auf 1 Mbps gesetzt.