Implementazione della modalità SplitMAC del protocollo CAPWAP

Relatore: Prof. Massimo Bernaschi

Candidato: Sotiraq Sima

Corso di Laurea Specialistica in Informatica

A.A. 2011/2012

Indice

Il protocollo CAPWAP Modalità Operative per CAPWAP Il Progetto OpenCAPWAP Mac80211 e Hostapd Disegno della modalità SplitMAC Risultati di Test Sviluppi futuri

Sotiraq Sima Pag.1/15

Il protocollo CAPWAP

Sotiraq Sima Pag.2/15

Configurazione/Mantenimento dei AP

Assegnazione dei canali Radio Sicurezza QoS

AdministratorAdministrator

Attività ManualeProtocollo Propriettario

Attività Manuale

Compiti del amministratore della rete

Il protocollo CAPWAP

Sotiraq Sima Pag.3/15

Control And Provisioning of Wireless Access Points

Control Channel

Data Channel

Data

Modalità Operative per CAPWAP

Sotiraq Sima Pag.4/15

LocalMAC vs SplitMAC

Logical Link Control 802.2

Medium Access Control 802.11

802.11a

802.11b

802.11g

Data Link Layer

Physical Layer

Internet ProtocolNetwork Layer

LMAC: 802.3

MAC 802.11Real Time

MAC 802.11Non Real Time

SMAC: 802.11

Autenticazione

Associazione

CTS, RTS, ACK

Beacon, Probe

Il Progetto OpenCAPWAP (1/3)

Sotiraq Sima Pag.5/15

Implementazione Open Source del protocollo CAPWAP

Sviluppato da studenti dell'Università “La Sapienza” in collaborazione con I'IAC (CNR), l'Università Campus Biomedico di Roma e con il CASPUR

Sviluppato interamente in C Implementa il binding per lo standard IEEE 802.11 Multi Thread (pthreads) 2 demoni (AC, WTP) Esecuzione in User Space

Il Progetto OpenCAPWAP (2/3)

Sotiraq Sima Pag.6/15

WTP AC

UDP { CAPWAP }

User SpaceKernel Space

MADWiFi

ACWTP

wlan0

Il Progetto OpenCAPWAP (3/3)

Sotiraq Sima Pag.7/15

WTP

LocalMAC in OpenCAPWAP

USKS

MADWiFi

wlan0

MADWiFi implementa a livello di driver (in Kernel) lo stack MAC 802.11 !!!

Soluzione: Partendo dal driver MADWiFi, implementare un nuovo driver che dialoga con User Space per la gestione di un AP

Mac80211 e Hostapd (1/2)

Sotiraq Sima Pag.8/15

User Space

Application

User SpaceKernel Space

MADWiFi

Wireless Extension

s

ioctl();

ath5k

cfg80211

netlink

mac80211

User Space

Application

Mac80211 e Hostapd (2/2)

Sotiraq Sima Pag.9/15

User SpaceKernel Space

ath5k

cfg80211

mac80211

mon.wlan0

wlan0

Wrapper (NL80211)

hostapd

Data: Kernel SpaceControl: Kernel SpaceManagement: User Space (Beacon in Kernel Space)

Disegno della modalità SplitMAC (1/2)

Sotiraq Sima Pag.10/15

User Space

Kernel Space

cfg80211

mon.wlan0

Wrapper WTP

hostapd

mac80211

ath5k

demone WTP

Real ti

me

Non

Real ti

me (+

)

tun/tap

Wrapper AC

hostapd

thread

demone ACthrea

d

Data

Fra

me

mg

mt. F

ram

eD

ata

Fra

me

mg

mt. F

ram

e (+

)

UDP {CAPWAP-Control}

wlan0 tap0

bridge

thread

thread

WTP AC

SCTPUDPPIPE

RAW

.3 .11 .3 .11

UDP {CAPWAP-Data }

Disegno della modalità SplitMAC (2/2)

Sotiraq Sima Pag.11/15

hostapd hostapd hostapd

demone AC

Risultati dei Test (1/2)

Sotiraq Sima Pag.12/15

Sistema Embedded Alix3d1 (x86) CPU Single Core (433MHz), 128MB

Ram OpenWrt (Backfire v10.03) Atheros AR52111G

Notebook PC (x86) CPU Dual Core (2.1GHz), 2GB Ram Debian (Kernel v3.0)

WTP

AC

Risultati di Test (2/2)

Sotiraq Sima Pag.13/15

WTPwlan

0ACeth0eth0 tap0

100Mbps

Tot.

Test

RTT min (ms) RTT avg (ms) Pacchetti

TCP

 6 2.8 (avg) 3.5 (avg)  ~3K

Data

Ack

0III

Tot.

Test

RTT avg (ms) Throughput

(KBps)

Pacchetti

TCP

 3 81.0 (avg) 900.892  ~4K

RTT TCP (1Byte)

ThroughputTCP (1448Byte)

95%5%

Sviluppi futuri

Sotiraq Sima Pag.14/15

Analisi del codice di OpenCAPWAP con l’ottica di migliorare il tempo richiesto ad un pacchetto per essere propagato dalla interfaccia fisica presente nel WTP fino alla interfaccia virtuale presente nell’AC.

Attualmente il modulo SplitMAC è in fase di rilascio nel progetto OpenCAPWAP

OpenCAPWAP Project: https://opencapwap.atlassian.net/

The end...

Sotiraq Sima Pag.15/15

Grazie per l’attenzione

Domande ?