Proposta de Implementação de hotspot wireless na Unipac .2016-07-14 · dispositivos wi-fi...

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  • Proposta de Implementao de hotspot wireless na Unipac -Campus Magnus

    Daniel Ferreira Silva1, Luis Augusto Mattos Mendes2

    Curso de Bacharelado em Cincia da Computao Universidade Presidente Antnio Carlos (UNIPAC)

    Campus Magnus Barbacena MG Brasil1danielsilva@city10.com.br, 2luisaugustomendes@yahoo.com.br

    Resumo: A tecnologia traz no dia-a-dia inmeras facilidades, uma delas o uso de dispositivos portteis para acesso a informao. Para que isso ocorra necessrio toda uma infra-estrutura utilizando-se de tecnologia wi-fi. Este artigo aborda uma proposta de implementao de um hotspot wireless no Campus Magnus com intuito de facilitar o acesso informao a qualquer pessoa que possua um dispositivo wi-fi e esteja dentro do raio de cobertura da rede wi-fi.

    Palavras-chave: Hotspot wireless, dispositivos portteis, rede wi-fi.

    1. Introduo

    O crescente desenvolvimento das tecnologias de comunicao e a incessante procura por meios que lhe garantam rapidez, confiabilidade e praticidade em busca de informaes faz com que se desenvolva novas tcnicas e formas de acessar e trocar informaes.

    A rede, criada para este fim, vem ao longo dos anos se desenvolvendo e se adaptando, o que antes ficava restrito a um local fsico devido utilizao de cabos para conexo entre os componentes, Figura 1, hoje traz uma grande mobilidade e abrange reas onde seriam difcil a instalao de uma rede cabeada, esta tecnologia definida como wi-fi (Wireless Fidelity), sem fio, transmite informaes atravs de rdio freqncia.

    Figura 1. Rede cabeada [1]

    A Figura 2 apresenta o modelo de uma rede wi-fi, onde o access point, aparelho responsvel pela conexo de dispositivos wi-fi a um outro segmento de rede, ligado a

  • uma rede cabeada transmite sinais aos aparelhos wi-fi que por ventura venham a se conectar nesta rede, liberando acesso a servios definidos nesta rede.

    Figura 2. Rede sem fio [2]

    Este trabalho tem como finalidade uma proposta de implementao de um hotspot wireless na Universidade Presidente Antnio Carlos, Campus Magnus. Hotspot so locais onde possvel conectar-se internet utilizando qualquer dispositivo porttil wi-fi, muito das vezes este acesso liberado e no tarifado. O local possui uma rede cabeada impossibilitando aos alunos e professores ter mobilidade para acesso s informaes, portanto seu uso fica restrito a alguns locais. Este projeto visa a implementao de uma rede sem fio na Universidade, utilizando-se de equipamentos wi-fi para a transmisso e recepo de sinal por todos os prdios do Campus. Esta implementao visa beneficiar professores, pois durante suas aulas podero com um dispositivo wi-fi (palmtop, notebook, etc.) acessar informaes na internet tornando a aula mais dinmica e rica em informaes. Da mesma forma os alunos que possurem dispositivos wi-fi podero acessar a internet para consultas constituindo assim, uma forma de apoio ao seu aprendizado.

    A rede a ser implementada ser uma rede hotspot wireless, nome dado a um local onde a rede wi-fi est disponvel ao uso, esta rede normalmente encontrada em locais pblicos com acesso a um nmero maior de pessoas. O projeto ser detalhado a partir das prximas sees, relatando autenticao, gesto de usurios, segurana, rea de abrangncia do sinal e configurao dos equipamentos.

    A proposta est dividida em 2 etapas. Na primeira etapa, sees 2, 3, 4 e 5 sero conceituados termos em redes necessrios implementao do hotspot, como padres de comunicao, topologia da rede, sinais de rdio freqncia e criptografia. Na segunda etapa, seo 6, ser discutido sobre a implementao, estudo de caso, metodologia e equipamentos (configurao e disposio dos equipamentos no local).

    2. Padres wireless

    Para que componentes de uma rede se comuniquem entre si necessrio que haja um padro para que todos falem a mesma lngua. Para que isto acontea so criados padres de comunicao, e quando se trata de rede wi-fi se fala obrigatoriamente no padro de comunicao IEEE 802.11 (wireless network), que o nico padro para rede wi-fi.

  • O padro IEEE 802.11 foi criado por um grupo definido como IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers), este padro tinha uma taxa de transferncia que alcanava 2Mbps. Aps sete anos de estudo este padro foi aprovado em 1997, anos aps sua aprovao foram feitas algumas ratificaes e melhorias para que a comunicao se tornasse mais rpida e segura. As ratificaes seguem o paradigma deste mesmo padro, mas com algumas melhorias, so elas [3]:

    802.11b - Taxa de transferncia at 11Mbps, freqncia de transmisso 2.4GHz.

    802.11g - Taxa de transferncia at 54Mbps, freqncia de transmisso 2.4GHz.

    802.11a - Taxa de transferncia at 54Mbps, freqncia de transmisso 5GHz.

    Como visto acima, alm da taxa de transferncia que obteve um aumento considervel, houve alterao na faixa de freqncia no padro 802.11a. O benefcio da mudana de 2.4GHz para 5GHz que aparelhos comumente usados no dia-a-dia, como telefones sem fio, microondas e outros, operam na faixa de freqncia de 2.4GHz, sendo assim interferem no sinal da rede, causando perda de pacotes e perda de sinal, portanto uma rede que utiliza a faixa de freqncia de 5GHz fica livre destas interferncias. O nico problema de se utilizar o padro com essa taxa de transferncia de 5GHz o alcance do sinal, ficando limitado a uma rea menor em relao aos outros dois padres [4].

    O padro 802.11g compatvel com o 802.11b, portanto se houver uma rede wireless utilizando-se de equipamentos que utilizem o padro 802.11g esta rede estar disponvel ao acesso tambm para equipamentos que utilizem o padro 802.11b, porm a taxa de transferncia ser de 11Mbps para que se mantenha a compatibilidade entre os equipamentos da rede [4].

    3. Topologia da rede

    Para que se tenha uma rede preciso que haja uma comunicao entre os equipamentos. Assim os equipamentos tm que estar dispostos em um local abrangente pela rede e a troca de informaes entre eles se d de duas formas: [5]

    Ad-hoc - Neste tipo de topologia as estaes se comunicam diretamente entre si, esto dispostas em uma mesma BSA(Basic Service Area), rea limitada onde h a comunicao entre as estaes e constituem dessa forma um BSS(Basic Service Set), sem necessidade de uma estao ou AP (Access point) que gerencie a troca de informaes na rede. A Figura 3 ilustra esta topologia.

    Figura 3. Topologia ad-hoc [5]

  • Infra-estrutura - Esta topologia caracteriza-se por possuir uma ou mais BSA(Basic Service Area) e conseguentemente um ou mais BSS(Basic Service Set) mas diferente de uma rede ad-hoc, as estaes dentro de uma BSA trocam informaes atravs de um AP(Access Point). Na topologia ad-hoc os equipamentos conectados rede no tm uma conexo direta entre si, mesmo que estejam prximos um ao outro. Um conjunto de BSAs interligados por um sistema de distribuio constituem uma ESA(Extended Service Area) e um conjunto de BSSs interligados por um sistema de distribuio constituem um ESS(Extended Service Set). A Figura 4 ilustra esta topologia.

    Figura 4. Topologia infra-estrutura [6]

    Na Figura 4 h uma interseo entre a clula BSS-A e BSS-B, uma estao (x) que se encontra nesta regio e percebe que h perda na qualidade do sinal, comea a buscar um outro ponto de acesso. O ponto de acesso em que a estao localizar com melhor sinal verifica se a estao j esta logada na rede, se j estiver, esta estao passa ento a fazer parte desta nova clula, se acaso no estiver logada enviado um pedido de login para esta nova estao. Este processo chamado de handoff [7].

    A topologia a ser utilizada para a implementao do hotspot ser de infra-estrutura, pois utiliza-se de meios intermedirios (APs) para comunicao entre as estaes.

    4. Sinais de RF (Radio Freqncia) As informaes entre equipamentos so transmitidas atravs de ondas de rdio, esta comunicao j era utilizada por meios de rdio, televiso, operadoras de telefonia mvel e outros meios.

    A rede 802.11 utiliza bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical Bands), so espectros de rdio sem licena. H faixas de banda de freqncia que no requerem licena, autorizao para uso, pois os sinais emitidos pelos equipamentos so restritos a uma pequena rea, possuem uma baixa potncia, no interferindo em outros sistemas de RF. Segundo a Anatel (Agncia Nacional de Telecomunicao) existem, pelo menos, trs tipos de faixa de freqncia para utilizao de redes sem fio [8].

  • As faixas de freqncia so: 902 928GHz, 2,4 - 2,483GHz e 5,150 - 5,825GHz. Os dispositivos wi-fi mais utilizados atualmente utilizam as faixas de freqncias de 2,4GHz e 5,150GHz.

    O espectro 2,4GHz utiliza os modelos de transmisso DSSS (Direct Sequenc Spread Sprectum) e/ou FHSS (Frequency Hopping Spread Sprectum), ou ainda OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) no caso do uso alternado dos dois primeiros modelos citados o sistema conhecido como hbrido.

    No modelo de transmisso DSSS a banda dividida em 3 canais onde a informao transmitida multiplicada por um sinal codificador que recebe o nome de pseudo-noise ou PN-code, nesta tcnica o receptor possui um gerador de cdigo similar ao do transmissor para sincronismo entre ambos.

    Figura 6. Sequncia direta [4]

    No modelo de transmisso FHSS a banda dividida em canais de 1MHZ e a informao salta de um canal para outro de forma aleatria gerada atravs de um cdigo pseudo-randmico que trabalha em um padro pr-estabelecido. Transmissor e receptor tem que estar sincronizados para que sejam conhecidos os saltos entre os canais permitindo assim a recepo dos dados. A Figura 5 ilustra essa variao de freqncia em decorrer do tempo (saltos):

    Figura