Controladora de Access Points Autônomos OpenWRT baseada no CoovaChilli e OpenWISP PROPOSTA DE TRABALHO DE GRADUAÇÃO

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Olívia Neusa Medina Corte-Real
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE INFORMÁTICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO Controladora de Access Points Autônomos OpenWRT baseada no CoovaChilli e OpenWISP PROPOSTA DE

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE INFORMÁTICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO Controladora de Access Points Autônomos OpenWRT baseada no CoovaChilli e OpenWISP PROPOSTA DE TRABALHO DE GRADUAÇÃO Aluno: João Felipe Farias Mendes (jffm@cin.ufpe.br) Orientador: Adriano Augusto de Moraes Sarmento (aams@cin.ufpe.br) Área: Sistemas Embarcados e Redes de Computadores 17/09/2018

2 Resumo Conectividade Wi-Fi é essencial para complementar a disponibilidade de acesso à internet em devices como Smartphones, tablets e dispositivos IoT. Com o conjunto de dispositivos aumentando consideravelmente a cada ano, é essencial para administradores de rede possuir o controle da rede, seja ela virtual ou real. Problemas comuns como a segurança de rede, limitação de banda e liberação de serviços são importantes para garantir qualidade de serviço adequada aos propósitos da rede. O objetivo desta monografia é adaptar um controlador de rede baseado nos sistemas open-source Coovachilli e OpenWisp na nuvem para gerenciamento de rede, firewall, captive portal, controle de canais, potência e interfaces de rede com Access Points do sistema operacional OpenWRT.

3 Introdução Redes wireless estão em todos os locais. Empresas de todos os portes possuem Pontos de Acesso (Access Points, ou APs) espalhados por um conjunto de razões, desde conveniência para disponibilizar conectividade a internet para colaboradores que utilizam BYOD (Bring Your Own Device), a reduzir custos de infraestrutura cabeada ou providenciar conectividade à diversos dispositivos de automação que operam sobre o protocolo De acordo com a Gartner, atualmente a quantidade de dispositivos conectados à internet chega a 8.4 bilhões, e a complexidade da rede torna-se aumenta com cada novo dispositivo conectado à rede. Para administradores de rede, gerenciar a infraestrutura de rede está se tornando cada vez mais complexo [1,2]. Adicionalmente, usuários esperam que haja conectividade Wireless em todos os cantos em que vão, sejam cafés, bares, shoppings e aeroportos. 62% das empresas reportam que clientes permanecem por mais tempo quando Wi-Fi é oferecida [3]. A disponibilização de Wi-Fi em pequenos negócios pode ser significativa para o aumento da receita, onde, de acordo com a Comcast, 50% dos consumidores em pequenos negócios gastam mais quando Wi-Fi grátis é disponibilizada. No entanto, apesar da disponibilidade de Wi-Fi ser esperada pelos clientes, existem preocupações legais com relação a quem tem a responsabilidade pelo o que é acessado via serviços Wi-Fi grátis. [4] Para se eximir destas responsabilidades, comumente empresas disponibilizam um captive portal, onde é exibida uma página web onde usuários podem aceitar os termos de responsabilidade e navegar pela rede. Adicionalmente, soluções de captive portal também são usadas como ferramentas para marketing e comunicação comercial, comumente exigindo login com redes sociais para liberação de acesso à internet. Redes Wi-Fi possuem vulnerabilidades nativas, e nem sempre é tão fácil resolvêlas. Adicionalmente, políticas de rede e controle de acesso comumente são fatores que pequenas empresas não tem interesse ou mão de obra para executar, podendo realizar o outsourcing deste tipo de trabalho para empresas especializadas. No entanto, as soluções proprietárias existentes são custosas [5] e exigem que seja utilizado o hardware do fabricante para poder utilizar estes serviços. Entretanto, existem alternativas open-source que realizam o gerenciamento de rede, como por exemplo o projeto pfsense, um sistema operacional firewall/roteador baseado no FreeBSD. O pfsense possui funções de Firewall, Wireless Access Point, servidor DHCP e DNS, assim como um endpoint VPN [5]. De acordo com Asghari, o pfsense é uma UTM (Unified Threat Management) de alto desempenho, com grandes funcionalidades avançadas e serviços que demonstram uma boa performance em grandes corporações [...] as vantagens mais importantes desta plataforma é que reduzem complexidade e custos, e é de fácil gerenciamento, com grande confiabilidade. [5]. Apesar do projeto pfsense ser um bom gerenciador de segurança da rede, também é importante para administradores de rede conseguir monitorar múltiplos pontos de acesso de uma vez, seja para garantir confiabilidade de serviço,

4 gerenciamento de Interfaces de rede, monitoramento de taxa de sinal e ruído, entre outros. Atualmente, nenhuma das soluções open source focam em prover este serviço. Portanto, este projeto foca em desenvolver um sistema de gerenciamento de pontos de acesso. A base desse sistema de gerenciamento é o projeto OpenWisp, que é um sistema de gerenciamento de rede que permite gerenciar e automatizar configuração dinâmica de novos nós, criação e inicialização de pontos de acesso Wifi, configuração de redes em malha, dentre outros [6]. O sistema operacional (S.O.) em que os Access Points estarão funcionando será o OpenWRT. Um S.O. open source para gerenciamento de diversos dispositivos, desde roteadores residenciais, smartphones a até computadores pessoais [7]. O OpenWRT possui mais de 3000 pacotes para instalação, desde pacotes para gerenciamento de serviços de rede até softwares de integração de automação residencial. De acordo com o site oficial do projeto, pelo menos 850 dispositivos de uma variedade de fabricantes são suportados [8]. Devido a esses roteadores poderem funcionar em hotspots com Wi-Fi grátis, este projeto também inclui o gerenciamento de páginas de captive portal para acesso e autenticação de usuários. Neste ponto foi escolhido o software open source CoovaChilli, compatível com o OpenWRT, com capacidade de controle de Captive Portal, DNS, Firewall, entre outros [9]. A principal motivação deste projeto é a limitação atual das controladoras de rede Wi-Fi open source, que hoje não são capazes de prover serviços conforme soluções proprietárias, como Aerohive Manager e Aruba Central. Dessa forma, o objetivo desse projeto é adaptar o que já foi construído na comunidade open-source e criar uma controladora que possa tanto controlar a rede interna, quanto controlar fisicamente os Access Points dentro dessa rede, conforme comparativo abaixo abaixo: Controladoras PfSense OpenWisp RADIUSDesk CoovaChilli AeroHive Manager NG Tipo Open source Open source Open source Open source Captive Portal Gerenciamento de Firewall Gerenciamento de Clientes de Rede Controle de Atributos Físicos dos Access Points (a) Proprietária Aruba Central Proprietária (a) Atributos Fìsicos do Access Point são: Taxa de Transferência, Canais, Comprimento de onda, etc. Tabela 01 Comparativo entre controladoras Open Source e Controladoras comerciais

5 De modo geral, o projeto focará em duas frentes: a disponibilização da funcionalidade de captive portal através do CoovaChilli executando em um Access Point da rede, conforme a figura 01. Todo o gerenciamento do sistema CoovaChilli será realizado por uma controladora customizada baseada no OpenWisp para o gerenciamento dos access points e da rede remotamente, conforme a figura 02. Figura 01 Estrutura básica de um Captive Portal. (Extraído de Xia et al, 2015) Figura 02 Estrutura do gerenciamento de pontos de acesso em uma redei, com a função de captive portal no ponto de acesso CoovaChilli Client.

6 Objetivos O projeto possui objetivo primário de mapear e implementar funcionalidades para controle de pontos de acesso executando o sistema operacional OpenWRT, controle de Captive Portal, DNS e DHCP através de CoovaChilli e protocolo RADIUS para autenticação. A principal hipótese é que esta solução seja escalável e consiga gerenciar múltiplos Access Points em localidades diferentes sem impactar significativamente na performance da rede.

7 Metodologia Como ponto de partida, este trabalho planeja avaliar as soluções existentes para gerenciamento de access points no sistema OpenWRT e realizar um comparativo entre as funcionalidades destas soluções existentes. Em um segundo momento, serão decididas as que serão implementadas no escopo deste trabalho. Após implementadas, serão realizados experimentos relativos ao tempo de atualização dos devices, overhead de rede devido a utilização de um serviço na nuvem e a experiência geral do usuário com o Captive Portal.

8 Cronograma Período Atividade Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Revisão bibliográfica X X X X X X Avaliação de Soluções Existentes Mapeamento das Funcionalidades Implementação Experimentos Avaliação dos resultados Escrita do TG X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Preparação da apresentação X X X X X X

9 Referências [1] Gartner. Gartner Says 8.4 Billion Connected "Things" Will Be in Use in 2017, Up 31 Percent From Disponível em: Acesso em: 15 de março de [2] How offering free WiFi can boost profits. Disponível em: < Acesso em: 16 mar [3] Public WIFI Networks Industry Information Paper, Communications Alliance, [4] ASGHARI, V.; AMIRI, S.; AMIRI, S. Implementing UTM based on PfSense platform nd International Conference on Knowledge-Based Engineering and Innovation (KBEI), [5] OH, Y.; LEE, S. Network deployment and implementation for access control with open source based VNF International Conference on Information and Communication Technology Convergence (ICTC), [6] OpenWisp, OpenWRT Controller. Disponível em: < Acesso em: 17 out [7] OpenWrt Project: Table of Hardware. Disponível em: < Acesso em: 14 mar [8] OpenWrt Project: Welcome to the OpenWrt Project. Disponível em: < Acesso em: 16 mar [9] CoovaChilli, an open source captive portal access controller. Disponível em: < Acesso em: 13 mar

10 Possíveis Avaliadores Kelvin Lopes Dias Paulo Gonçalves

11 Assinaturas Recife, de de João Felipe Farias Mendes (Aluno) Adriano Augusto de Moraes Sarmento (Orientador)

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