Cap. 1 Introdução. Redes sem Fio e Sistemas Móveis de Computação. Prof. Eduardo Barrére. Material Base: Marcelo Moreno.

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1 Redes sem Fio e Sistemas Móveis de Computação Cap. 1 Introdução Prof. Eduardo Barrére Material Base: Marcelo Moreno Dep. Ciência da Computação 1

2 Computação Móvel Computação Nômade Independente do ponto de acesso Usuário não está em movimento Computação Móvel Durante locomoção indoor e/ou outdoor Computação Pervasiva dispositivos nas imediações do usuário executam tarefas sem intervenção direta do usuário Computação Ubíqua Computação em todo lugar

3 Crescente Demanda Crescente necessidade de acesso à informação (em qualquer momento e lugar) Maior eficiência do trabalho Comunicação enquanto trabalhamos Interação em qualquer lugar e em movimento Menor custo da infra-estrutura Colocação de antenas vs. cabeamento Ondas de rádio: multiplexação de muitas conexões Barateamento e redução do tamanho dos dispositivos Maior capacidade, interface mais amigável Maior facilidade de transporte

4 Tipos de Dispositivos

5

6

7 Problemas inerentes à Computação Móvel Limitações impostas pelas tecnologias de redes sem fio Heteregoneidade de tecnologias e Redes fragmentadas Dificuldade em prover QoS Necessidade de Padronização esbarra na regulamentação Desconexões frequentes Impossibilidade de completar handover Ruídos e interferências Regiões sem cobertura Qualidade variável Largura de banda mais restrita Segurança da comunicação

8 Problemas inerentes à Computação Móvel Limitações impostas pela mobilidade Necessidade de tratar handovers de diferentes naturezas Interface com usuário deve ser especialmente voltada à mobilidade Necessidade de aplicações cientes da mobilidade Frameworks que tornam transparente tal aspecto Necessidade de sistemas cientes da mobilidade Protocolos populares não são eficientes ou inadequados Falta de acesso a informações de hardware móvel Modelos de programação devem ser adaptados

9 Problemas inerentes à Computação Móvel Limitações impostas pelo dispositivo móvel Capacidades de processamento, comunicação E/S são limitadas Usabilidade Consumo de energia deve ser limitado Curto tempo de duração da bateria Segurança do dispositivo Menor disponibilidade Heterogeneidade de plataformas Conjunto de serviços disponíveis pode variar

10 Requistos da comunicação sem fio Em meio aos modelos de camadas Aplicação Transporte Rede Acesso ao Meio Física Localização de serviços Consumo de novos conteúdos Adaptação de comportamento e de conteúdo Controle de Fluxo e tráfego diferenciados Qualidade de Serviço fim-a-fim Endereçamento e roteamento móveis Handovers Multiplexação Acesso ao meio Controle de Acesso Autenticação Interferências e atenuações Modulação de frequências Criptografia

11 Tipos de Redes Sem Fio WWANs - Wireless Wide Area Networks WMANs - Wireless Metropolitan Area Networks WLANs - Wireless Local Networks WPANs - Wireless Personal Networks

12 Tipos de redes sem fio

13 Rede Infraestruturada

14 Rede ad-hoc As redes ad hoc são redes sem fio que dispensam o uso de um ponto de acesso comum aos computadores conectados a ela, de modo que todos os dispositivos da rede funcionam como se fossem um roteador, encaminhando comunitariamente informações que vêm de dispositivos vizinhos.

15 Características de algumas Redes Redes de Satélites - WWAN Vazão limitada Alto custo Alta latência (atraso), garantia de QoS Diversos serviços de comunicação (imagens, telefonia) Mobilidade do backbone Satélites em Low, Medium e Geostationary Earth Orbits

16 Características de algumas Redes Redes Celulares 3G, 4G - WWAN/WMAN WCDMA, UMTS, LTE Circuitos virtuais e comutação de pacotes Tarifação por tráfego Garantia de QoS Alto custo ao usuário final

17 Características de algumas Redes Wi-Fi (IEEE ) - WLAN Compatível com padrão Ethernet (IEEE 802) Define os níveis físico e de acesso ao meio (MAC) Cobertura restrita ( Hot Spots ) Baixo custo de instalação Sem garantia de QoS em operação normal Modo infra-estruturado e modo Ad hoc Provê autenticação e cifragem

18 Características de algumas Redes Bluetooth (IEEE ) - WPAN Communicação entre dispositivos pessoais (notebooks, PDAs, telefones, fones de ouvido) Cobertura bem restrita (poucos metros) Substituir cabeamento entre dispositivos próximos Baixo custo da interface Configuração dinâmica

19 Características de algumas Redes Redes de sensores sem fio (WSN) Topologia dinâmica devido ao recurso energia Coleta de dados sensoriais (temperatura, humidade, abalos sísmicos, etc.) Baixíssimo custo de componentes ( smart dust ) Gerenciamento coletivo de energia ( energy maps ) Nós podem ter diferentes funções: Coleta de dados, Roteamento, Armazenamento e síntese de dados Aplicações: militares, monitoramento do meioambiente, segurança...

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