Implementação ad hoc

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Relatório de Atividade prática Felipe César Costa 1 | Paulo Roberto 1 | Victor Hugo 1 | Odmar Gomes 1 1 Departamento de Informática – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do estado de Mato Grosso (IFMT) [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] Resumo. Este relatório irá apresentar descrição e resultados de experimento prático de atividade Bimestral da disciplina de Redes de comunicação sem fio. Será demonstrado as diversas características de configuração utilizadas na elaboração de uma rede ad-hoc. Os equipamentos físicos utilizados foram 4 dispositivos móveis com diferentes sistemas operacionais e um Access Point. As características específicas de cada componente desta rede serão apresentados neste relatório. Além deles as configurações das implementações também serão descritas bem como todos procedimentos e resultados dos testes realizados. 1. Introdução As redes móveis ad-hoc (Mobile Ad Hoc Network – MANET) são caracterizadas pelo baixo nível estrutural, já que é composto por enlaces sem fio comunicando entre si em distâncias reduzidas. Sua aplicação geralmente é empregada em situações que exista necessidade de uma comunicação cooperativa temporária. Nesta rede ponto-a-ponto todos nós formam dinamicamente a comunicação de modo descentralizado não existindo um elemento central de comunicação como um router. Cada componente atua como roteador transferindo pacotes para os vizinhos. O Protocolo OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) é um padrão presente nas redes Ad Hoc. É tido como um protocolo reativo, ou seja, é capaz de troca informações com vizinhos frequentemente quando algum componente entra ou deixa de fazer parte de rede. Esta característica é fundamental em uma MANET. Além disso, funciona com cálculo de manutenção de rotas de todos os nós da topologia em malha. Isso ocorre com execução de um loop em cada . Assim cada nó preenche uma tabela de roteamento indicando como chegar a um destino. Para este experimento será utilizado uma rede ad-hoc funcionando com protocolo OLSR. Estes conceitos apresentados poderão ser observados nas apresentações práticas e nos resultados obtidos. Ao final espera-se obter comunicação entre todos componentes da rede.

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Este relatório irá apresentar descrição e resultados de experimento prático de atividade Bimestral da disciplina de Redes de comunicação sem fio. Será demonstrado as diversas características de configuração utilizadas na elaboração de uma rede ad-hoc. Os equipamentos físicos utilizados foram 4 dispositivos móveis com diferentes sistemas operacionais e um Access Point. As características específicas de cada componente desta rede serão apresentados neste relatório. Além deles as configurações das implementações também serão descritas bem como todos procedimentos e resultados dos testes realizados

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Relatório de Atividade prática

Felipe César Costa1 | Paulo Roberto

1 | Victor Hugo

1 | Odmar Gomes

1

1Departamento de Informática – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do

estado de Mato Grosso (IFMT)

[email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Resumo. Este relatório irá apresentar descrição e resultados de experimento

prático de atividade Bimestral da disciplina de Redes de comunicação sem fio.

Será demonstrado as diversas características de configuração utilizadas na

elaboração de uma rede ad-hoc. Os equipamentos físicos utilizados foram 4

dispositivos móveis com diferentes sistemas operacionais e um Access Point.

As características específicas de cada componente desta rede serão

apresentados neste relatório. Além deles as configurações das

implementações também serão descritas bem como todos procedimentos e

resultados dos testes realizados.

1. Introdução

As redes móveis ad-hoc (Mobile Ad Hoc Network – MANET) são caracterizadas

pelo baixo nível estrutural, já que é composto por enlaces sem fio comunicando entre si

em distâncias reduzidas. Sua aplicação geralmente é empregada em situações que exista

necessidade de uma comunicação cooperativa temporária. Nesta rede ponto-a-ponto

todos nós formam dinamicamente a comunicação de modo descentralizado não

existindo um elemento central de comunicação como um router. Cada componente atua

como roteador transferindo pacotes para os vizinhos.

O Protocolo OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) é um padrão

presente nas redes Ad Hoc. É tido como um protocolo reativo, ou seja, é capaz de troca

informações com vizinhos frequentemente quando algum componente entra ou deixa de

fazer parte de rede. Esta característica é fundamental em uma MANET. Além disso,

funciona com cálculo de manutenção de rotas de todos os nós da topologia em malha.

Isso ocorre com execução de um loop em cada nó. Assim cada nó preenche uma tabela

de roteamento indicando como chegar a um nó destino.

Para este experimento será utilizado uma rede ad-hoc funcionando com

protocolo OLSR. Estes conceitos apresentados poderão ser observados nas

apresentações práticas e nos resultados obtidos. Ao final espera-se obter comunicação

entre todos componentes da rede.

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2. Metodologia

Com objetivo de realizar estruturação da MANET projeto 5 possui os requisitos

apresentados na tabela 1. Estas 5 características apresentadas são consideradas parciais.

Ao término deste relatório será apresentado as dificuldades encontradas que fizeram

com que esta estrutura prevista não fosse efetivamente concretizada. A figura 1

demostra a topologia parcial solicitada.

Característica 1 Contar com no mínimo 4 dispositivos móveis, sendo 1 Linux,

1 Windows e 2 Smartphone Android;

Característica 2 Rodar o protocolo de roteamento OLSR;

Característica 3 Usar o protocolo de segurança WPA;

Característica 4 Uma das máquinas baseadas no Android deve prover o

roteamento para a Internet;

Característica 5 Um das máquinas Windows deve prover o serviço de DHCP.

Outras informações As configurações dos dispositivos rodando o sistema

operacional Linux devem ser feitas na linha de comando, e

pelo menos uma máquina Linux deve ser implementada em

roteador sem fio.

Tabela 1- Descrição Inicial da Topologia

Figura 1- Topologia Inicial

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Para desenvolvimento deste experimento foi necessário aquisição dos

equipamentos iniciais para execução das características da tabela 2. Os hosts presente

nesta estrutura estão descritos na Figura 1. As modificações metodológicas será

descritas em seguida após apresentação das dificuldades encontradas.

Componente Descrição técnica Função desempenhada

Smartphone Motorola Fire

X340

800 Mhz 512 RAM

150 Mb memoria interna.

Android Versão 2.3

Host da rede ad-hoc

Tablet Phaser 1Ghz 512 RAM

256 Mb memoria interna.

Android Versão 4.0

Roteamento da rede ad-hoc

Notebook HP Proobok 3421 Sistema Operacional

Windows Seven com

software para DHCP

Servidor DHCP

Notebook LG T480 Sistema Operacional

Back Track R3 baseado

em Debian

Implementação em rede sem

fio

Roteador Acess Point TP

LINK TL-WR941ND

Criptografia WPA

habilitada

Comunicação com host

Linux para

Tabela 2- Equipamentos utilizados no experimento

3. Principais dificuldades encontradas

Ao longo das implementações deste experimento diversas dificuldades fizeram

com que a topologia inicial descrita no Tópico 2 sofressem algumas modificações

estruturais. O curto prazo para elaboração deste projeto fez com que as soluções para

estes problemas não fossem realizadas buscando não apenas substituição de

equipamentos e sim exclusão de algum deles do escopo inicial do projeto. Os tópicos

dos problemas encontrados para a topologia inicial serão descritos nas seções 3.1 3.2 e

3.3.

3.1 Roteador

Dentro do projeto inicial o host Linux deveria se conectar ao Ponto de acesso e

comunicar-se com rede ad-hoc provendo conectividade para internet através do

protocolo OLSR e utilizando criptografia WPA (Wi-Fi Protected Access).

Inicialmente foi necessário realizar atualização do firmware do equipamento

para implementação de outros protocolos que atendam requisições deste experimento.

Entre eles o OLSR e a criptografia WPA.

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O primeiro entrave foi fazer com que este equipamento ao instalar DD-WRT fosse

configurado para funcionamento em modo ad-hoc e protocolo OLSR. Após diversas

tentativas este apenas era criado em modo infraestrutura. Além disso quando

configurado a criptografia WPA e OLSR existia falha nas configurações estabelecidas

entre os dispositivos da ad-hoc. Sendo assim desabilitamos segurança e excluímos o

Access point da topologia.

3.2 Dispositivos com sistema Android

Inicialmente teríamos entre os equipamentos disponíveis apenas o dispositivo

Smartphone Motorola. Posteriormente adquirimos Tablet Phazer e Smartphone

Samsung Galaxy Y. O dispositivo Motorola por padrão não possuía compatibilidade

com software utilizado para ad-hoc MANET Managed (disponível na plataforma

GOOGLE PLAY). Mesmo ciente foi realizado configurações para trabalhar em modo

ROOT e permitir funcionamento do software. Após funcionamento no modo SuperUser

o MANET MANAGED passou a abrir a interface inicial mas não passou desta opção.

Diversas configurações distintas foram estabelecidas. Após varias de tentativas este

equipamento foi excluído do projeto.

Page 5: Implementação ad hoc

Nas configurações de Super Usuário é realizado a

permissão de execução do software MANET

Manager.

Nesta imagem é apresentado a interface padrão do

software.

Após realizada a configuração é necessário Start

no modo Ad-hoc com toque no ícone central da

imagem anterior. Nesta imagem é verificado “Start

Ad-Hoc Mode”. No entanto este equipamento

após iniciar por vezes o Smartphone desligava.

Com isso foi necessário optar pela utilização de

outros equipamentos.

Tabela 3- Tentativa de utilização do Manet Menager no smartphone Motorola Fire

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4. Novos dispositivos e topologia

Após esclarecimento dos problemas encontrados, foi necessário reestruturação

da rede com novas configurações, topologia e implementações. Foi excluído do

experimento o equipamento Roteador e Access Point Tp-Link e para funcionamento

como Gateway foi utilizado o outro dispositivo Android. Além disso, foi acrescentado

um novo notebook com sistema operacional Back Track R3. A nova topologia e relação

de dispositivos são descritos na tabela 3 e figura X.

Componente Descrição técnica Função desempenhada

Smartphone Samsung

Galaxy Y

800 Mhz 512 RAM

150 Mb memoria interna.

Android Versão 2.4

Host da rede ad-hoc e saída

para internet

Tablet Phaser 1Ghz 512 RAM

256 Mb memoria interna.

Android Versão 4.0

Roteamento da rede ad-hoc

Notebook HP Proobok 3421 Sistema Operacional

Windows Seven com

software para DHCP

Servidor DHCP

Notebook LG T480 Sistema Operacional

Back Track R3 baseado

em Debian

Host da rede ad-hoc

Notebook HP Sistema Operacional

Back Track R3 baseado

em Debian

Host da rede ad-hoc

Tabela 4- Relação final de equipamentos utilizados no experimento

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NOVA TOPOLOGIA

Figura 2- Topologia Definitiva

Page 8: Implementação ad hoc

5. Implementações

A tabela a seguir demonstra as 3 etapas de implementação, separando-as por

funções semelhantes.

Etapas do

experimento

Descrição resumida das implementações

Inicial Criação da rede ad-hoc. Aquisição e configuração dos dispositivos

móveis. Nos smartphones verificação das versões do sistema

Android e configuração do Root e MANET Maneger.

Intermediária Instalação e configuração dos pacotes OLSRD nos dispositivos

Linux e OLSRSwitch no notebook Windows.

Final Teste de conectividade e verificação de saltos da rede ad-hoc

Tabela 5- Etapas da implementação

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5.1. Etapa Inicial

5.1. Criação e configuração da rede ad-hoc

Com a plataforma Windows Seven o modo mais rápido em Iniciar, digitar na barra de

pesquisa Ad-hoc e selecionar a aba. Em seguida apenas seguindo as etapas

autoexplicativas até finalização do com nome da rede e segurança.

Figura 3- Configuração da Ad-hoc

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Criamos uma rede com SSID projeto05 e este mesmo será criado nos dispositivos

Android. Não foi estabelecido segurança.

Figura 4- Configuração da Ad-hoc

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5.2. Configuração dos dispositivos móveis Android

Estas imagens demonstram a interface inicial do software MANET. Ao clicar em

qualquer local da tela inicial serão abertas as opções do segundo quadro. Em Settings

podemos realizar as configurações disponíveis. Quando realizada comunicação em

Routing info veremos as informações do roteamento ad-hoc em OLSR

Figura 5- Interface do MANET

Em seguida a entrada de configuração do software. Em User Identifiel entramos com

mesmo SSID da rede ad-hoc já criada. Com isso o Smartphone reconhecerá a rede e irá

realizar associação. Mais abaixo há outras opções de configurações. Para este

experimento foi alterado apenas endereço IP, protocolo de Roteamento e Interface.

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Figura 6.- Interface de configurações

O endereço IP da mesma faixa já disponível no ad-hoc é configurada. Posteriormente

escolhido o protocolo OLSR.

Figura 7- Interface de configurações

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Escolhemos a interface, e confirmamos as configurações em Commit no canto superior

esquerdo. Por fim Clicamos no centro do símbolo de rede wireless.

Figura 8- Interface de configurações

Após todas finalização das configurações é realizado confirmação e o ícone da rede

ficará de cor verde.

Figura 9- Modo Ad-hoc estabelecido

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5.3 Servidor DHCP

Nesta topologia optamos pela utilização do servidor de DHCP no próprio Windows

Seven. Com isso houve um ganho de tempo para configuração do protocolo OLSR.

Utilizamos o software livre Open DHCP Server. O servidor DHCP foi o mesmo host

utilizado para criação da rede ad-hoc.

Figura 10- Criação do servidor DHCP

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Figura 11- Seleção da interface

Figura 12- Configuração da faixa de ip

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Figura 13- DHCP Server

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6. Etapa Intermediária

6.1 Configuração do OLSR no Linux

Aqui são tratadas as informações mais importantes para configuração do OLSR em ad-

hoc. A distribuição utilizada foi Back Track R3. Nenhuma de suas ferramentas de

análise forense possuiu importância neste experimento. A opção pela escolha desta

distribuição foi baseada na disponibilidade e este sistema esteve mais acessivel.

Faremos instalação do pacote OLSRD e em seguida alterar parâmetros no arquivo

olsrd.conf.

Figura 13- Instalação do pacote OLSRD

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Após realizar a instalação é necessário acessar o arquivo olsrd.conf para alteração de

dois parâmetros. Nesta Figura é realizado copia de segurança.

Figura 14- Copia de segurança do arquivo de configuração

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Já no arquivo de configuração é alterada a interface e escolhida Wlan0 . Em seguida

salvamos e saímos do editor.

Figura 15-alteração da interface no OLSRD

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Figura 16- OLSRD em funcionamento

Agora é realizado acesso ao ad-hoc já criado anteriormente. As próximas figuras

apresentam sequencia de comandos para máquina Linux associar-se com a ad-hoc criada

pelo notebook Windows. Iremos desabilitar a interface Wlan0, estabelecer

configurações e em seguida confirmar e “levantar” novamente a interface.

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Figura 17- Desabilitar a interface WLAN0

Figura 18- Configuração do modo, SSID da rede e canal

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Figura 19- Captura das configurações de DHCP

Figura 20- Habilitar novamente interface Wlan0

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6.2 Configuração do OLSR no Windows

Realizamos o download do software OLSR Switch e configuramos com IP da rede ad-

hoc.

Figura 21- Configuração do OLSR Switch

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Figura 22- Configuração do OLSR Switch

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7. Testes e resultados

O teste de conectividade contou com a participação dos alunos que compõe este

grupo. Cada membro do grupo responsabilizou-se pela administração de um

dispositivo da rede ad-hoc. Perceberam-se diversas falhas na composição dos

saltos. Um dos problemas observados foi à exclusão de elementos centrais da

rede. Uma das possíveis respostas para este problema é o alcance da placa de rede

do notebook que era maior que de outros dispositivos. Este poderia alcançar um

nó localizado na ponta e ignorava a ponte realizada pelo vizinho na rede. Além

disso, o Tablet apresentada comunicação fraca e por vezes “caia” e não era visto

por outros equipamentos. Quando solicitado os dispositivos das pontas deveriam

acessar internet através do Gateway Smartphone que estava localizado dentro do

laboratório. Além disso foi realizado teste ping e tracerout entre todos os

elementos da rede. Constatou-se que apesar da baixa qualidade de conexão dos

equipamentos obtiveram sucesso na comunicação entre a rede ad-hoc.

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Mapa da realização dos testes

Figura 23- Mapa da rede

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8. Considerações finais

Após diversas dificuldades enfrentadas, especialmente o curto prazo e os recursos

de hardware e incompatibilidade, foram realizados os testes necessários para

implementação da rede ad-hoc. Com isso várias informações podem ser extraídas

deste processo. Inicialmente tivemos dificuldades com a implementação da

criptografia WPA em modo ad-hoc. Não se sabe ao certo se este erro foi

originado pelo o tipo de rede, do protocolo OLSR ou outra configuração.

Podemos concluir que a presença deste tipo de criptografia trará dificuldades para

futuras implementações que envolvam estas especificações. Além disso, com

roteador Tp-Link não obtivemos sucesso na atualização de firmware com

DDWRT para funcionamento do OLSR. E por fim ao término deste experimento

sabemos que apesar da recomendação dos desenvolvedores é possível realizar

utilização do software MANET Manage com sucesso em hardware inferior aos

disponíveis no site oficial.