Redes Wireless

Prof. Deivson de Freitas2012

Objetivos

• Apresentar características e funcionalidades de redes wireless e pontos de acesso (Access Point)

• Estudar e analisar padrões destas redes

Motivação para as redes Wireless

• Redes cabeadas permitem a criação de redes de forma prática e rápida, mas possuem alguns problemas:– Pouca flexibilidade– Em alguns ambientes, é inviável o cabeamento

metálico e proibitivo o valor de fibras óticas– Alguns usuários necessitam de certo grau de

mobilidade– Interligar dois prédios ou câmpus pode se tornar

caro

Características• Placas wireless (“wire” = cabo; “less” = sem, ausente) são

placas ethernet que se diferenciam por utilizar transmissores e antenas, além de diferente modulação/demodulação do sinal, encriptação, correção de erros e outras funcionalidades

• Utiliza o ar em vez de cabos, meio que é compartilhado por todos os clientes conectados ao AP, como um hub

• Limitação geográfica (geralmente 100 pés – 30 metros - em ambiente fechado e até 500 pés em ambiente aberto – 150 metros, mas há extremos de links de longa distância com alguns quilômetros e casos em que não é possível estabilidade em 6 metros!)

• Número limitado de clientes, que varia em função da tecnologia e firmware utilizado pelo fabricante

Características

• O alcance varia bastante em função dos obstáculos do ambiente. Neste contexto, os três principais fatores a serem considerados com relação aos APs são:– Ganho da antena (normalmente 2 ou 2.2 dBi, mas existem

antenas de até 30 dBi de ganho); relacionado à concentração do sinal e consequentemente à distância máxima alcançada

– Potência dos transmissores (normalmente 56 ou 64 miliwatts – 17,5 e 18 dBm – mas existem amplificadores de até 1W)

– Obstáculos (superfícies metálicas, materiais densos e corpos com concentração de água – o corpo humano possui cerca de 70% de água! – telefones sem fio 2,4 GHz FH, temperatura)

Canais• Faixas de frequência

Canal Frequência nominal (GHz) Frequência Prática (GHz)1 2,412 2,401 a 2,4232 2,417 2,405 a 2,4283 2,422 2,411 a 2,4334 2,427 2,416 a 2,4385 2,432 2,421 a 2,4436 2,437 2,426 a 2,4487 2,442 2,431 a 2,4538 2,447 2,436 a 2,4589 2,452 2,441 a 2,463

10 2,457 2,446 a 2,46811 2,462 2,451 a 2,473

Canais• “Vazamento”

Padrões

• 802.11– Conjunto de padrões (geralmente proprietários)– Wi-Fi (pronuncía-se “uaifai”) se refere a uma

certificação, não obrigatória

Padrões

• 802.11b– Frequência entre os 2,4 GHz– Taxa de transferência teórica máxima de 11Mb/s

• 802.11a– 5 GHz (Menos propenso a interferências)– 54 Mb/s

As duas tecnologias podem trabalhar em conjunto, Desde que haja mais de um transmissor (modo “mixed”)

Padrões

• 802.11g– Compatível com 802.11b– 2,4 GHz– 54Mb/s graças a uma nova modulação do sinal

Padrões

• 802.11n– Maiores taxas de transmissão (até 600 Mb/s

teóricos)– Menor latência e maior alcance– MIMO (Multiple-Input Multiple Output) permite

vários fluxos de transmissão, utilizando vários transmissores, receptores e antenas (2x2, 2x3, 3x3, 4x4)

– Intercompatibilidade (b/g/n)

Padrões• MIMO

Padrões

• MIMO– Para permitir o aumento da taxa, são utilizados

mais que um fluxo operando em modo HT40 (40MHz por faixa – “bandwith”), característica que pode ser configurada

Aspectos relevantes

• Conforme aumenta a distância, para que seja obtido um melhor alcance, a taxa é “chaveada” para valores menores (54, 48, 36, 24, 18, 12, 11, 9, 6, 5.5, 2, 1 (atenuação do sinal).

• Taxa compartilhada entre todos os usuários• Interferência reduz a taxa de transmissão

Segurança

• Criptografia

Segurança• WEP– Chaves de 64 ou 128 bits fixas– Utilizam vetores de inicialização em hexadecimal

fáceis de quebrar• WPA– Padrão que utiliza o TKIP (Temporal Key Integrity

Protocolo– Deve-se utilizar senhas fortes

• WPA2– Algoritmo AES de 128 ou 256 bits– Algoritmo mais “pesado”– Em WAPs mais baratos pode ser um problema para o

processamento

Segurança• WPA-Personal (ou WPA-PSK)– Pre Shared Key

• WPA-Enterprise– Utiliza RADIUS (Remote Authentication Dial In

User Service)

Antenas

• Antenas ominidirecionais– Irradiam o sinal em 360 graus, irradiando pouco

sinal para cima– Antenas convencionais possuem ganho

aproximado de 2.2 dBi

Antenas• Pode-se aumentar o sinal e consequentemente o alcance de duas formas:– Utilizando um amplificador de sinal– Substituindo a antena por uma de maior ganho– É possível configurar a transmissão da antena para uma

potência menor, para diminuir o alcance

Antenas• Para calcular a potência de transmissão dBm (decibel

milliwatt), utiliza-se o 3 dBm para cada vez que o sinal é duplicado. Assim:

0 dBm = 1 milliwatt 3 dBm = 2 milliwatt

6 dBm = 4 milliwatt• Como o sinal transmitido é irradiado, ele não chega em

sua totalidade à antena receptora. Dessa forma:500 metros: -94.4 dB1 km: -100,4 dB

Esta é a perda teórica!

AntenasNa prática, se um transmissor possui 19 dBm e a perda causada é de 94.4 dB, então o cliente receberá apenas -75,4 dBm de sinal.Outro aspecto importante é que existe uma margem mínima para o funcionamento da rede a determinadas velocidades:1 MB/s: -92dBm2 MB/s: -91dBm54 MB/s: -72 dBmDessa forma, a fórmula utilizada para se calcular o sinal efetivo que chega ao cliente é:(Potência de transmissão + ganho da antena - perda do sinal + ganho da antena receptora)

Configurando o WAP (Básico)• Determinar SSID (nome da rede)• Configuração de WAN (geralmente conexão com

a internet)• Configurar escopo DHCP• Definir nível de segurança e senhas