WLANs e WPANs

Carlos Maurício S. Figueiredo

Wi-Fi(Wireless Fidelity)

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Wi-Fi (Wireless Fidelity)

• O que é?– Padrão IEEE 802.11– Wi-Fi (wireless fidelity) é uma marca registrada pertencente à Wireless Ethernet

Compatibility Alliance (WECA)– Tecnologia destinada a aprimorar a interoperabilidade de redes locais sem fio (WLAN)

baseados nos padrões IEEE 802.11

• Principais aplicações– Redes locais internas

• Escritórios• Residências• Universidades

– Redes públicas de acesso a internet• Aeroportos• Shoppings

– Locais onde não se pode atravessar cabos• Construções antigas• Patrimônio histórico

• O que é?– Padrão IEEE 802.11– Wi-Fi (wireless fidelity) é uma marca registrada pertencente à Wireless Ethernet

Compatibility Alliance (WECA)– Tecnologia destinada a aprimorar a interoperabilidade de redes locais sem fio (WLAN)

baseados nos padrões IEEE 802.11

• Principais aplicações– Redes locais internas

• Escritórios • Residências• Universidades

– Redes públicas de acesso a internet• Aeroportos• Shoppings

– Locais onde não se pode atravessar cabos• Construções antigas • Patrimônio histórico

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Aplicações

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Principais Variações

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Topologia Geral

BSS

ESS

DS

STA

AP

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Configuração Ad-Hoc

8

Configuração Infraestruturada

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Segurança

• WiFi provê mecanismos de proteção– Impedir (ou pelo menos dificultar) o acesso à rede por pessoas

não autorizadas– Tráfego é encriptado entre o cliente e o ponto de acesso

• Soluções– Wired Equivalent Privacy (WEP) – Wi-Fi protected access (WPA)

• WiFi provê mecanismos de proteção– Impedir (ou pelo menos dificultar) o acesso à rede por pessoas

não autorizadas– Tráfego é encriptado entre o cliente e o ponto de acesso

• Soluções– Wired Equivalent Privacy (WEP) – Wi-Fi protected access (WPA)

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WEP

• Chave WEP – Senha compartilhada utilizada para criptografar e descriptografar – Comunicação entre computadores que possuem a mesma chave– Armazenada em cada computador da rede

• É um esquema de criptografia estática do padrão IEEE 802.11– Controle básico de acesso e privacidade de dados na rede sem fio– 64 bits (5 caracteres alfabéticos ou 10 números hexadecimais) – 128 bits (13 caracteres alfabéticos ou 26 números hexadecimais)– Vetor de inicialização de 24 bits

• ?Seguro– minutos para chave de 128 bits 3

• Chave WEP – Senha compartilhada utilizada para criptografar e descriptografar – Comunicação entre computadores que possuem a mesma chave– Armazenada em cada computador da rede

• É um esquema de criptografia estática do padrão IEEE 802.11– Controle básico de acesso e privacidade de dados na rede sem fio– 64 bits (5 caracteres alfabéticos ou 10 números hexadecimais) – 128 bits (13 caracteres alfabéticos ou 26 números hexadecimais)– Vetor de inicialização de 24 bits

• Seguro?– 3 minutos para chave de 128 bits

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WPA

• Maior nível de proteção de dados e controle de acesso para uma rede local sem fio– Utiliza uma chave mestra compartilhada

• Dados encriptados– RC4

– Chave de 128 bits

– Vetor de inicialização de 48 bits

• Ambiente corporativo– Chave dinâmica modo Temporal Key Integrity Protocol (TKIP)

– Servidor de autenticação para oferecer controle de acesso

• Ambiente doméstico ou de empresas pequenas– WPA é executado no modo chamadoPre-Shared Key (PSK)

– Chaves ou senhas inseridas manualmente pelo utilizador para fornecer a segurança

• Maior nível de proteção de dados e controle de acesso para uma rede local sem fio– Utiliza uma chave mestra compartilhada

• Dados encriptados– RC4

– Chave de 128 bits

– Vetor de inicialização de 48 bits

• Ambiente corporativo– Chave dinâmica modo Temporal Key Integrity Protocol (TKIP)

– Servidor de autenticação para oferecer controle de acesso

• Ambiente doméstico ou de empresas pequenas– WPA é executado no modo chamado Pre-Shared Key (PSK)

– Chaves ou senhas inseridas manualmente pelo utilizador para fornecer a segurança

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Wi-Fi

• O que é?– Tecnologia de rede

– Dados

– Dispositivos computacionais

• TV Digital– Mobile Digital TV

– Recepção (largura de banda)?

– STB com um computador de baixo custo equipado com receptor Wi-Fi

– TV digital teria um canal de retorno

– TV seria o monitor do computador

– Educação, saúde, comércio, bancos

– Computador com Linux num STB a R$150 a R$200

• O que é?– Tecnologia de rede

– Dados

– Dispositivos computacionais

• TV Digital– Mobile Digital TV

– Recepção (largura de banda)?

– STB com um computador de baixo custo equipado com receptor Wi-Fi

– TV digital teria um canal de retorno

– TV seria o monitor do computador

– Educação, saúde, comércio, bancos

– Computador com Linux num STB a R$150 a R$200

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Wi-Fi

• O fabuloso Wi-Fi de Jalalabad: como lixo foi transformado em uma rede wireless de alta velocidade

– Membros do laboratório Bits and Atoms do MIT visitaram o Afeganistão há algum tempo. Enquanto estavam lá, eles mostraram aos locais como transformar pedaços de madeira, fios, um tubo de plástico e algumas latas em refletores para uma rede wireless.

– O projeto resultou em 25 nodos simultâneos na cidade de Jalalabad, e nos residentes podendo aproveitar uma conexão estável em qualquer lugar. Os moradores estão até expandindo a rede, adicionando mais refletores e roteadores. Há alguma dificuldade em conseguir esses roteadores, mas a equipe do MIT está ajudando com isso também.

– Superficialmente, esta é a história de alguns MacGyvers de universidade, uma cidadezinha do Afeganistão e uma rede wi-fi gambiarrenta, mas a ideia maior aqui é que as pessoas se juntaram para promover um novo método de comunicação em uma área onde chamadas via Skype ou buscas no Google não eram um luxo comum. Brincar de Farmville, acessar pornografia ou aprender, estudar e explorar -- a escolha agora é deles. As oportunidades estão lá. [Free Range International via Futurismic via Boing Boing]

• O fabuloso Wi-Fi de Jalalabad: como lixo foi transformado em uma rede wireless de alta velocidade

– Membros do laboratório Bits and Atoms do MIT visitaram o Afeganistão há algum tempo. Enquanto estavam lá, eles mostraram aos locais como transformar pedaços de madeira, fios, um tubo de plástico e algumas latas em refletores para uma rede wireless.

– O projeto resultou em 25 nodos simultâneos na cidade de Jalalabad, e nos residentes podendo aproveitar uma conexão estável em qualquer lugar. Os moradores estão até expandindo a rede, adicionando mais refletores e roteadores. Há alguma dificuldade em conseguir esses roteadores, mas a equipe do MIT está ajudando com isso também.

– Superficialmente, esta é a história de alguns MacGyvers de universidade, uma cidadezinha do Afeganistão e uma rede wi-fi gambiarrenta, mas a ideia maior aqui é que as pessoas se juntaram para promover um novo método de comunicação em uma área onde chamadas via Skype ou buscas no Google não eram um luxo comum. Brincar de Farmville, acessar pornografia ou aprender, estudar e explorar -- a escolha agora é deles. As oportunidades estão lá. [Free Range International via Futurismic via Boing Boing]

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Bluetooth

Bluetooth

• Sistema de telecomunicações de curto alcance que permite a interconexão de dispositivos eletrônicos sem a utilização de cabos. – Minúsculos rádios embutidos em chips, utilizando

tecnologia de “transmissão por salto de freqüência”, permitem uma comunicação confiável e à prova de interferências.

– Surgiu da necessidade de eliminação dos cabos de conexão entre os equipamentos.

– O "Bluetooth SIG" é formado por empresas como 3Com, Ericsson, IBM, Intel, Lucent, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba e mais de 2000 companhias associadas. Seu website oficial está em http://www.bluetooth.org.

Bluetooth

• Funcionamento básico– Opera na faixa de freqüência de 2.4 GHz (gigahertz), na chamada banda

ISM (Industrial, Scientific and Medical), disponível mundialmente.

– Opera no modo "full duplex" (recebe e transmite ao mesmo tempo), com taxas de transferência de até 1 Mb/s.

– Baixo consumo de energia (transmissões de 10 a 100mW)

Bluetooth

• Arquitetura

Bluetooth

• Arquitetura

Camada Física- RF

Bluetooth

• ArquiteturaDesenvolvimento:•Logical Link Control Adaptation Protocol (L2CAP): Fornece serviços de conexão de dados com e sem conexão para as camadas superiores de protocolo. Executa funções de multiplexação, segmentação, controle de fluxo e de erro e gerenciamento de grupo. O L2CAP é utilizado para multiplexar canais lógicos em um único enlace físico.

•RFCOMM: Canal criado sobre o L2CAP que emula uma interface serial. Desta forma, pode-se transmitir dados entre os dispositivos Bluetooth através de uma interface semelhante, por exemplo, a “/dev/ttyS1”

•OBEX: Protocolo usado para transferência de dados entre dispositivos móveis. Possui perfil chamado Object Push que é destinado a transferências rápidas de mídias, sem a necessidade de pareamento dos dispositivos.

Bluetooth

• Arquitetura Perfis de Aplicações:Perfis de controle de mídia

General Audio/Video Distribution Profile (GAVDP)Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP)Video Distribution Profile (VDP)Basic Imaging Profile (BIP)Basic Printing Profile (BPP)

Perfis de controle de sistemas de comunicaçõesCommon ISDN Access Profile (CIP)Device ID Profile (DID)Cordless Telephony Profile (CTP)Dial-up Networking Profile (DUN)Fax Profile (FAX)Hands-Free Profile (HFP)Headset Profile (HSP)

Outros perfisGeneric Object Exchange Profile (GOEP)File Transfer Profile (FTP)Object Push Profile (OPP)Human Interface Device Profile (HID)Phone Book Access Profile (PBAP)SIM Access Profile (SAP, SIM)Synchronisation Profile (SYNCH)

Bluetooth• Formação de Rede

– Quando dois ou mais dispositivos se comunicam através de uma conexão Bluetooth, eles formam uma rede denominada piconet.

– O dispositivo que iniciou a conexão assume o papel de master, enquanto que os demais dispositivos se tornam slaves.

– O master regula a transmissão de dados entre a rede e o sincronismo entre os dispositivos.

– Cada piconet pode suportar até 8 dispositivos.– Piconets podem ser sobrepostas formando scaternets.

Bluetooth

• Aplicações– Na empresa

– Em casa

Bluetooth

• Aplicações– Em viagens

– Na sociedade

Bluetooth

• Padrão BlueTooth– Atual padrão de mercado.

– Vários dispositivos:• PDAs;

• Celulares;

• LapTops;

• Periféricos diversos (Câmeras, datashows, visores, etc.);

• Previsão para eletrodomésticos diversos (geladeiras, DVDs, fogões, televisores, etc.).

• Criou o conceito de PAN (Personal Area Network).

ZigBee

ZigBee

• Especificação de protocolos de WPAN usando pequenos rádios de baixa potência.

• Focado em aplicações de baixa taxa de dados, com máxima duração de bateria e segurança.

• A definição das camadas física e de acesso ao meio é da responsabilidade da norma IEEE 802.15.4.

• Operação em três freqüências distintas:– 2,4 GHz e débito de 250 KB/s (uso global, modulação O-QPSK)

– 915 MHz e débito de 40 KB/s (América e Austrália, modulação BPSK)

– 868 MHz com débito de 20 KB/s (Europa, modulação BPSK)

ZigBee

• Arquitetura

Camada física: Rádio

Rede Mesh:Protocolos Multihop

Profile de Aplicações

ZigBee

• Formação de Rede

– Várias Topologias

ZigBee

• Formação de Rede

– Várias Topologias

ZigBee

• Aplicações Típicas

– Monitoring Networks

– Home Automation

– ZigBee Smart Energy

– Commercial Building Automation

– Telecommunication Applications

– Personal, Home, and Hospital Care

– Toys

ZigBee x Bluetooth

• Comparação

– O ZigBee não é concorrente do Bluetooth.

– O ZigBee foi desenvolvido com o objetivo de realizar monitoramento e sensoriamento de sistemas.

– O Bluetooth é mais apropriado em aplicações dispositivo a dispositivo.

– Bluetooth, mais bem estabelecido, tem especificado novas versões em direção ao ZigBee.

EspecificaçãoCamada

físicaTaxa de

Transferência

Duraçãodas

bateriasNós Alcance

Bluetooth 802.15.1 1Mbps 1 a 7 dias 7 1 a 10mZigBee 802.15.4 250Kbps 100 a 1000

dias65535 100m