Claudivan C. Lopes [email protected] - contilnet.com.brCurso_Tecnico/Turma138/Fund de Redes/Aula06... · É o padrão mais usado para redes locais sem fio (também chamado de redes

Claudivan C. Lopes

[email protected]

Padrão IEEE 802.11

Camadas do padrão IEEE 802.11

Outras tecnologias sem fio

IFPB/Patos - Prof. Claudivan 2

É o padrão mais usado para redes locais sem fio (também chamado de redes wireless)

Usa transmissão por radiofreqüência (ondas de rádio)

São redes orientadas a conexão (confiáveis)

A taxa de transferência e o alcance depende do padrão usado na camada física, do tipo de antena e do meio ambiente

Permite comunicação multiponto (vários dispositivos podem se comunicar entre si)


Este padrão opera nas camadas 1 e 2 do modelo OSI

Portanto, é responsável por:◦ Transformar os pacotes em quadros de dados

◦ Converter os bits dos quadros em ondas de rádio


LINK DE DADOS

FÍSICA

2

1

CONTROLE DO LINK LÓGICO (LLC)

CONTROLE DE ACESSO AO MEIO (MAC)

FÍSICAModelo OSI

IEEE 802.11

As camadas de 3 a 7 do modelo OSI são substituídas pela pilha de protocolos que estiver sendo usada

P. ex., uma rede local baseada no protocolo TCP/IP usando o padrão IEEE 802.11 (cenário mais comum)


CONTROLE DO LINK LÓGICO (LLC)

CONTROLE DE ACESSO AO MEIO (MAC)

FÍSICA

PILHA DE PROTOCOLOS

IEEE 802.11

TCP/IP

Modos de operação:

1. Ad-Hoc

Usado para conectar um pequeno número de computadores

Os computadores ficam fisicamente conectados entre si

Para acessar recursos fora da rede, um dos computadores

deve ter esse acesso e compartilhá-lo com os demais


Modos de operação (continuação):

2. BSS (Basic Service Set)

A operação da rede é gerenciada por um periférico chamado ponto de acesso (access point - AP)

A rede recebe um nome, chamado SSID (Service Set ID)

Para que os computadores da rede possam acessar uma rede externa é preciso conectar o ponto de acesso a essa rede. Esse modo de operação é chamado de IBSS (Infrastructure BSS)


Modos de operação (continuação):

3. ESS (Extended Service Set)

São usados vários pontos de acesso formando uma rede maior com o mesmo SSID

Isso permite que os usuários mantenham sua conectividade com a rede por distâncias maiores (sai do alcance de um ponto de acesso e entra no alcance do outro)

No projeto de redes ESS é necessário a interseção de pelo 10% da área de cobertura dos pontos de acesso


Nomenclaturas usuais:

◦ Estação Qualquer periférico contendo uma placa de rede sem fio, p. ex.,

computadores, impressoras e pontos de acesso

◦ Sistema de distribuição É o caminho usado pelos pontos de acesso para a troca de

informações

P. ex., troca de informação entre BSS para manter a conexão do usuário enquanto ele se move de uma BSS para outra, troca de pacotes entre BSS e troca de pacotes com outras redes


Serviços de estação:

◦ Autenticação Permite/bloqueia estações a terem acesso a rede sem fio. Pode

ser aberto ou com senha

◦ Desautenticação Feito quando a estação se desconecta da rede sem fio

◦ Privacidade Serviço para proteger os dados através de criptografia

◦ Entrega de dados Garante o envio de dados entre as estações da rede sem fio


Serviços de distribuição:

◦ Associação Usado para fazer a ligação lógica entre a estação e um ponto de

acesso

◦ Desassociação Usado para desfazer a ligação entre a estação e um ponto de

acesso. Pode ser solicitado por ambas as partes

◦ Reassociação Permite que as estações possam mover sua ligação de um ponto

de acesso para outro dentro de uma rede ESS, sem perda de conectividade e conseqüentemente, sem perda de quadros


Serviços de distribuição (continuação):

◦ Distribuição Permite que as estações acessem o serviço de distribuição da

rede, ou seja, possam trocar informações com outras estações e/ou pontos de acesso

◦ Integração Permite que a conexão de redes IEEE 802.11 a outras redes


Controle do link lógico

◦ LLC (Logical Link Control), padrão IEEE 802.2

◦ LLC tem a responsabilidade de incluir no quadro de dados,as informações sobre o protocolo do nível acima que lheentregou o pacote a ser transmitido

Essas informações permitem que a LLC no receptor saiba qual éo protocolo no nível acima para o qual deve entregar o quadroque foi recebido

É o mesmo protocolo usado na arquitetura Ethernet


Controle de acesso ao meio

◦ MAC (Media Access Control), padrão IEEE 802.11

1. É responsável por gerar os quadros de dados (chamado de quadro IEEE 802.11) para serem enviados a camada física

Nesses quadros são incluídos os endereços MAC das placas de rede dos dispositivos transmissor e receptor

2. É responsável por confirmar se os quadros de dados foram recebidos corretamente

Para cada quadro recebido, é enviado um quadro de controle (ACK) de volta ao transmissor


Controle de acesso ao meio (continuação)

3. É responsável por criptografar os dados presentes nos quadros, caso a criptografia esteja habilitada

Importante que os dados são criptografados só na comunicação das estações ao ponto de acesso, ou seja, a rede sem fio

A partir do ponto de acesso para fora da rede sem fio, os dados seguem sem criptografia

Protocolos de criptografia: WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA(Wi-Fi Protected Access), WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2)



4. Por fim, é responsável por verificar se o ar está livre para o uso, através de um protocolo de detecção de colisões

Uma colisão ocorre quando duas estações que não conseguem“se enxergar”, mas “enxergam” o ponto de acesso, enviam osseus quadros de dados pelo ar no mesmo instante de tempo

Protocolos de colisão: CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Avoidance) e o método RTS/CTS (Request toSend/Clear to Send)



◦ CSMA/CA:

1. A placa de rede sem fio verifica se o ar está livre

2. Se livre, ela inicia a transmissão do quadro de dados

3. Se ocupado, ela aguarda por um tempo aleatório

4. Ao final desse tempo, volta-se ao passo 1

◦ Esse protocolo é o mais comum e é útil quando existir um número baixo de colisões na rede



◦ RTS/CTS:1. O transmissor envia um pedido de envio (RTS) ao receptor

(ponto de acesso ou uma placa de rede sem fio)

2. O receptor responde que a transmissão está liberada (CTS)

3. Quando o CTS é enviada pela rede, todas as demais estações esperam um período de tempo (informado dentro do CTS)

◦ Esse protocolo é menos comum (exige placa de rede sem fio e ponto de acesso específicos e mais caros) e é útil quando existir um número alto de colisões na rede


Camada física

◦ Responsável por modular e transmitir os quadros de dados IEEE 802.11 através de ondas de rádio

Ondas de rádio usam uma faixa de freqüência de transmissão

Duas faixas de freqüências podem ser usadas: a de 2,4GHz e a de 5GHz. Essas faixas não precisam de autorização ou licença para uso


Camada física (continuação)

◦ Protocolos disponíveis:

IEEE 802.11-1997 ou IEEE 802.11 Legacy

Velocidades de transmissão: 1Mbps e 2Mbps

Opera na faixa de freqüência de 2,4GHz



◦ Protocolos disponíveis (continuação):

IEEE 802.11b (1999)

Velocidades de transmissão: 5,5Mbps e 11Mbps





IEEE 802.11a (1999)

Velocidades de transmissão: de 6Mbps a 54Mbps

Opera na faixa de freqüência de 5GHz

Padrão pouco adotado, especialmente por problemas de compatibilidade com os demais protocolos




IEEE 802.11g (2003)

Este é o padrão atual para redes sem fio operando a 54Mbps



Compatível com os padrões IEEE 802-1997 e IEEE 802.11b




IEEE 802.11n (2009)

É a última geração em redes sem fio


Opera na faixa de freqüência de 2,4GHz e na de 5GHz

Compatível com todos os padrões anteriores



◦ Alcance:

O alcance do sinal em redes sem fio depende de vários fatores, entre eles o tipo de antena e a presença de interferência e/ou obstáculos

Os fabricantes de equipamentos sem fio estimam o alcance de seus produtos operando em ambientes internos, baseados nos materiais típicos utilizados nas construções dos EUA

O tipo de material de construção usado no Brasil, que é tipicamente diferente dos EUA, reduz sensivelmente o alcance dos produtos para redes sem fio disponíveis no mercado



◦ Alcance (continuação):

Atenção: quando mais distante do ponto de acesso, menor será a taxa de transferência


11 11 11 11 11

62 1 1 1

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6

0

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Tax

a d

e t

ran

sfe

rência

(M

bps)

Alcance (metros)

802.11b 802.11a 802.11g


◦ Antenas:

Antena omnidirecional (não direcional)

Captura as ondas de rádio em todas as direções

Menor alcance que as antenas direcionais

Usadas em pontos de acesso e placas de rede sem fio

Antena direcional

Captura as ondas de rádio em apenas uma direção

Maior alcance que as antenas não direcionais


Bluetooth

◦ Permite a conexão entre periféricos bem próximos entre si e que não necessitam de alta taxa de transferência

P. ex., conexão entre fones de ouvidos e celulares, conexão entre mouse ou teclado e o computador

◦ É possível fazer uma rede Bluetooth entre computadores que possuam antenas Bluetooth

A taxa de transferência máxima é de 1Mbps e 3Mbps

Na prática, as taxas são 721Kbps e 2Mbps, respectivamente

O alcance pode ser de 1m e 10m, respectivamente


WiMAX (Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess)

◦ Tecnologia para redes MAN sem fio

◦ O alcance máximo é de 50Km por antena omnidirecional

◦ Para acessar a rede, é necessário uma placa de rede WiMAX e que se esteja dentro do raio de 50Km da antena

◦ O uso mais comum é o de acesso a Internet

◦ A taxa de transferência máxima é de 72Mbps. Porém, quanto maior a distância da antena e quanto mais obstáculos, menor é a taxa de transferência


Celular

◦ A operadora de telefonia oferece o acesso a Internet através de

um modem (utilizado em computadores comuns) ou por meio de telefones celulares com capacidade para acessar a Internet, p. ex., smartphones, blackberry e outros


MMDS (Multipoint Microwave Distribution System)

◦ Tecnologia usada por operadoras de TV por assinatura

◦ Na operadora de TV existe uma antena omnidirecional e nos receptores existe uma antena direcional

◦ A faixa de freqüência não precisa de licença para uso

◦ A taxa de transferência máxima teórica é de 10Mbps e suporta um alcance de até 50Km

◦ A grande desvantagem é que a velocidade de upload é sempre menor que a velocidade de download


Enlace de microondas

◦ Permite a conexão entre duas redes através de uma ligação sem fio ponto-a-ponto (usa uma antena direcional em cada rede)

◦ A faixa de freqüência não precisa de licença para uso

◦ Só funciona para comunicação em linha reta e sem obstáculos (pode-se usar antenas repetidoras para amplificar o sinal ou para mudar a direção da transmissão)

◦ Caiu em desuso a partir do surgimento do recurso VPN (Virtual Private Network) através da Internet


DTH (Direct To Home)

◦ Usa comunicação via satélite (broadcast)

◦ Na transmissão → o satélite envia o sinal para uma área inteira

◦ Na recepção → uma antena parabólica captura o sinal

◦ É o sistema usado por operadoras de TV por assinatura como a

Sky e a DirecTV


Satélite

◦ Usa um satélite para a conexão entre as redes

◦ A transmissão pode ser multiponto ou ponto-a-ponto

◦ A comunicação entre as redes é feita com a conexão de cada rede a uma estação-base responsável por transmitir/receber os dados do satélite

◦ Os satélite podem ser divididos em:

Geoestacionário → fixo a 35863Km da superfície da Terra (p. ex., DTH)

Órbita média → entre 5 e 15000Km da superfície da Terra (p. ex., GPS)

Órbita baixa → entre 100 e 1000Km da Terra (p. ex., telefonia)


IrDA (Infrared Developers Association)

◦ Usa sinais luminosos em infravermelho para a transmissão de dados (está obsoleto devido a popularização do Bluetooth)

◦ Não atravessa objetos sólidos

◦ Permite a conexão de periféricos, p. ex., mouses e teclados, bem como de dois computadores a uma distância de 1m

◦ A taxa de transferências varia de 9,6Kbps até 16Mbps (inicia a

9,6Kbps e depois é ajustada até a taxa máxima suportada por ambos os equipamentos)


Gabriel Torres. Redes de Computadores – Versão Revisada e Atualizada. Editora Nova Terra, 2009

Wikipédia. IEEE 802.11. http://pt.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11


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