Redes Sem Fio. Redes de Computadores. Gustavo Henrique da Rocha Reis. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais

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1 Redes Sem Fio Gustavo Henrique da Rocha Reis Redes de Computadores Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais Campus Rio Pomba

2 Apresentação e-tec Brasil Prezado estudante, Bem-vindo ao e-tec Brasil! Você faz parte de uma rede nacional pública de ensino, a Escola Técnica Aberta do Brasil, instituída pelo Decreto nº 6.301, de 12 de dezembro 2007, com o objetivo de democratizar o acesso ao ensino técnico público, na modalidade a distância. O programa é resultado de uma parceria entre o Ministério da Educação, por meio da Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC), as universidades e escolas técnicas estaduais e federais. A educação a distância no nosso país, de dimensões continentais e grande diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao garantir acesso à educação de qualidade, e promover o fortalecimento da formação de jovens moradores de regiões distantes, geograficamente ou economicamente, dos grandes centros. O e-tec Brasil leva os cursos técnicos a locais distantes das instituições de ensino e para a periferia das grandes cidades, incentivando os jovens a concluir o ensino médio. Os cursos são ofertados pelas instituições públicas de ensino e o atendimento ao estudante é realizado em escolas-polo integrantes das redes públicas municipais e estaduais. O Ministério da Educação, as instituições públicas de ensino técnico, seus servidores técnicos e professores acreditam que uma educação profissional qualificada integradora do ensino médio e educação técnica, é capaz de promover o cidadão com capacidades para produzir, mas também com autonomia diante das diferentes dimensões da realidade: cultural, social, familiar, esportiva, política e ética. Nós acreditamos em você! Desejamos sucesso na sua formação profissional! Ministério da Educação Janeiro de 2010 Nosso contato 2

3 Palavra do professor-autor Olá estudante! Bem-vindo ao conteúdo da disciplina Redes Sem Fio! Aproveite este momento para conhecer as tecnologias utilizadas no funcionamento e segurança das redes sem fio. Caso é a primeira vez que você está tendo contato este conteúdo, não fique preocupado. Seja persistente e tenha disciplina nos estudos. Explore ao máximo o material que está sendo disponibilizado a você. Bons estudos! Professor Gustavo Henrique da Rocha Reis 3

4 Apresentação da Disciplina A disciplina Redes Sem Fio irá abordar o funcionamento desta tecnologia, qual o comportamento dos equipamentos ao fazer uma transmissão no meio de comunicação que neste caso é o ar. Será visto os padrões de transmissão que regem a rede sem fio (IEEE ), não podendo serem esquecidos os conceitos e as boas práticas de segurança da informação. Durante a disciplina, vocês alunos terão a noção no uso de ferramentas de análise de sinal para poder projetar redes sem fio de pequeno e médio porte. Terão noções de configuração de aparelhos de rede sem fio. Bons estudos e sucesso! 4

5 Sumário Aula 1. Conceitos sobre Redes Sem Fio Introdução Radiofrequências Métodos de acesso Meio de transmissão Alcance Exercícios Aula 2. Padrão e Equipamentos de Rede sem Fio Padrão IEEE Padrão IEEE b Padrão IEEE a Padrão IEEE g Padrão IEEE i Padrão IEEE n Equipamentos de Rede sem Fio Placas de rede sem fio Ponto de Acesso Antena Cabos coaxiais Exercícios Aula 3. Configuração Ponto de Acesso/Roteador Wireless Configurando um ponto de acesso Configuração básica Configuração em modo PPPoE Mudança do número IP do roteador Mudança da senha de Administrador do Roteador

6 3.2 Exercícios Aula 4. Mecanismos de Segurança Importância da Segurança Configurações de fábrica Filtragem de endereço MAC Protocolos WEP e WPA/WPA Envio e recepção de sinal Exercícios Aula 5. Ferramentas de Análise Wireshark inssider WirelessMon Exercícios Aula 6. Projetando redes sem fio Introdução Rede sem fio doméstica Rede sem fio para redes de médio porte Exercícios Palavras finais Bibliografia básica Currículo do professor-autor

7 Aula 1. Conceitos sobre Redes Sem Fio Objetivos Conhecer o funcionamento de uma rede sem fio Conhecer as frequências utilizadas na transmissão de uma rede sem fio Aprender sobre os métodos de acesso à rede sem fio Compreender os problemas que podem acontecer em uma rede sem fio 1.1 Introdução As redes sem fio estão se tornando cada vez mais populares pela sua facilidade de instalação/configuração como mostrado na tabela abaixo (Tabela 1.1). Com o avanço da rede sem fio foi permitido disponibilizar rede e acesso à Internet rapidamente a ambientes onde há demanda de mobilidade, quando não é possível instalar os cabos tradicionais, quando não existe viabilidade na instalação dos cabos. A tecnologia wireless (sem fio) é uma alternativa às redes locais cabeadas ou pode ser usada como uma extensão da rede cabeada utilizando radiofrequência (RF). 7

8 Tabela 1.1 Hot-spots1 Wi-Fi no Brasil São Paulo Jan/2012 Fev/2012 Mar/ Rio de Janeiro Paraná Distrito Federal Rio Grande do Sul Minas Gerais Total Brasil Fonte: site Teleco (http://www.teleco.com.br/wifi.asp) Apesar das redes sem fio apresentarem uma série de benefícios, comparadas às redes tradicionais, como mobilidade, rapidez, escalabilidade, redução de custos na instalação devemos analisar alguns fatores para a escolha desta tecnologia: verificar se o ambiente não possui fontes que utilizam a mesma faixa de operação da rede sem fio, pois assim gera interferência. quando configurar uma rede sem fio, implementar a melhor configuração de segurança pois ao contrário da rede cabeada, a tecnologia wireless é mais sensível a falhas de segurança. verificar a conectividade com as redes locais existentes. verificar se a nova rede é compatível com as aplicações existentes pois devida às características de transmissão de dados na rede sem fio, a transmissão não é tão rápida em relação à rede cabeada. ao implantar a rede sem fio, configurá-la de forma que seja possível gerenciá-la. fazer o levantamento dos computadores que irão utilizar a nova rede para verificar seu custo, facilidade de instalação, performance e quantidade de células (pontos de acesso) necessários para a rede wireless. 1 Hot spots: Local onde existe rede sem fio (wifi) disponível, normalmente presente em locais públicos como cafés, restaurantes, hotéis e aeroportos. 8

9 1.2 Radiofrequências Os sistemas que utilizam radiofrequência (micro-ondas) propagam o sinal através do ar. Estas frequências normalmente são faixas conhecidas como ISM (Industrial Scientific Medical), ou seja, são faixas abertas que não necessitam de autorização para utilizá-las. O ISM foi padronizado na maioria dos países em três faixas de frequências, sendo 900 Mhz, 2.4 Ghz e 5GHz. A frequência 900 Mhz é muito utilizada onde acaba gerando um grande nível de interferência. As redes wireless utilizam a frequência de 2.4 Ghz. A faixa de frequência 5 Ghz não tem seu uso liberado em todos os países, onde no Brasil a Anatel padronizou seu uso recentemente. Nas redes wireless são utilizadas 13 canais, mas em alguns países, como no Brasil, é permitido o uso de 11 canais. Tabela 2 Intervalo das frequências Canal Intervalo das Frequências GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz GHz 9

10 Vários tipos de serviços utilizam radiofrequência como estações de rádios, TVs, operadoras de telefonia móvel e até as de uso militar. Como em uma rede sem fio o usuário tem mobilidade no espaço de alcance do sinal, temos que ter em mente que à medida que estamos distante do ponto de propagação do sinal maior será a perda de dados. A fórmula geral que define essa proporção é: PS = 92, (log D) + 20 (log F) Onde: PS = perda de sinal D = distância em quilômetros F = frequência em Ghz 92,44 = coeficiente fixo Ex.: Calcular a perda de sinal que é propagado do ponto A ao ponto B em uma distância entre eles de 600m, operando em uma frequência de 2,437Ghz. Resolução: D = 600m = 0,6km F = 2,437Ghz PS = 92, (log D) + 20 (log F) PS = 92, (log 0,6) + 20 (log 2,437) PS = 92, (-0,22) + 20 (0,38) PS = 92,44 4,43 + 7,73 = 95,74 Obs.: para poder fazer os cálculos logaritmos basta utilizar um editor de planilha eletrônica como do BrOffice utilizando a seguinte fórmula: =20*log0,6 Como o ar é o meio de transmissão de uma rede sem fio e apesar desta grande vantagem, as ondas por ela transmitida está sujeita à absorção, reflexão, atenuação, interferência e ruído. Um ponto crucial está relacionado à segurança, pois o sinal gerado é facilmente sintonizado por qualquer dispositivo móvel no raio de cobertura de uma rede sem fio. Sendo assim quando for configurar uma rede sem fio, é crucial pensar em segurança, este assunto será tratado mais à frente. 1.3 Métodos de acesso O Spread Spectrum (espalhamento espectral SS) é uma tecnologia geralmente utilizada pelas redes wireless. Originalmente desenvolvida para uso militar, faz a distribuição do sinal por toda a faixa de frequência de forma uniforme. Esta tecnologia consome maior banda, mas garante maior 10

11 integridade ao tráfego das informações e está muito menos sujeita a ruídos e interferências que outras tecnologias que utilizam frequência fixa predeterminada, já que um ruído em uma determinada frequência irá afetar apenas a transmissão nessa frequência e não na faixa inteira. Desta forma, caso haja uma interferência, o sinal seria retransmitido apenas na faixa que sofreu interferência e que esteja sendo utilizada. Como esta tecnologia preenche toda a faixa de transmissão, pode ser fácil sua detecção, mas se o receptor não conhecer o padrão de alteração de transmissão da frequência, o sinal que receber será entendido como ruído. Há três tipos de tecnologias spread spectrum: FHSS, DSSS e OFDM. FHSS (Frequency Hoppinp Spread Spectrum): este modelo utiliza 75 canais, onde a informação transmitida utiliza todos estes canais em uma sequência pseudo-aleatória, em que a frequência de transmissão dentro da faixa vai sendo alterada em saltos. A sequência é conhecida pelo seu receptor aparecendo como um ruído para o receptor que não conhece a sequência de saltos. DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum): utilizado pelo padrão b2. Gera um bit redundante para cada um transmitido. Mesmo que um ou mais bits em um chip seja danificados durante a transmissão, as técnicas estatísticas do rádio podem recuperar os dados originais sem a necessidade de retransmissão. Possui pouco overhead3 e garante maior velocidade se comparada ao FSSS. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing): utiliza a multiplexação4 de frequência, permitindo o envio de múltiplas portadoras5 de sinal digital. Os dados são divididos em múltiplos fluxos ou canais, cada um com uma subportadora, permitindo o envio de dados de forma paralela. Principais vantagens do OFDM: adapta-se às más condições de transmissão, como interferência sem a necessidade de uma equalização do sinal. Baixa sensibilidade a erros de sincronismo de sinal. Não existe a necessidade de filtros dos subcanais como o OFDM. Robusto à interferência de sinal tanto em banda larga como entre canais. 2 Padrão : padrão internacional de transmissão em redes sem fio. Os mais conhecidos são: a, b, g e n 3 Overhead: quando utilizado na transmissão de dados na rede, significa informação em excesso. Ou seja, trafega mais informação de controle que dados propriamente dito. 4 Multiplexação: permite trafegar vários sinais de comunicação por um único meio de transmissão. 5 Portadoras: sinais transmitidos. 11

12 Alta eficiência de espectro se comparado a esquemas de modulação convencionais como o Spread Spectrum. Duas desvantagens do OFDM é o alto consumo de energia, o que compromete dispositivos móveis (bateria) e problema de sincronização das frequências transmitidas. 1.4 Meio de transmissão Semelhante em como as redes Ethernet6 funcionam, na rede Wireless o meio de transmissão também é compartilhado entre os computadores e um mesmo concentrador7. A rede sem fio utiliza o protocolo de transmissão conhecido como CSMA/CA8 (Carrier Sense Multiple Access and Colision Avoidance). Isto significa que cada estação (computador ou concentrador sem fio) sonda o meio antes de transmitir e não transmite quando percebe que o meio está ocupado. Diferente de uma rede Ethernet cabeada, o protocolo CSMA/CA não implementa detecção de colisão9. Existem duas razões para isto: a capacidade de detectar colisões exige as capacidades de enviar (o próprio sinal da estação) e de receber (para determinar se uma outra estação está transmitindo) ao mesmo tempo. Como a potência do sinal recebido normalmente é muito pequena em comparação com a potência do sinal transmitido no adaptador , é caro construir um hardware que possa detectar colisões. Mais importante, mesmo que o adaptador pudesse transmitir e ouvir ao mesmo tempo (e, presumivelmente, abortar transmissões quando percebesse um canal ocupado), ainda assim ele não seria capaz de detectar todas as colisões devido ao problema do terminal escondido e do desvanecimento. O problema do terminal oculto acontece quando a estação A está transmitindo para a estação B e a estação C também está transmitindo para a 6 Ethernet: padrão de transmissão em redes locais. 7 Concentrador: dispositivo responsável por concentrar/distribuir o tráfego de uma rede. 8 CSMA/CA: acesso múltiplo por detecção de portadora. 9 Colisão: quando duas estações transmitem ao mesmo tempo causando uma colisão de sinais no meio de transmissão. 12

13 estação B. Uma obstrução como um prédio pode impedir que a estação A não perceba que a estação C está transmitindo ao mesmo tempo (causando uma interferência no seu destino, B). Mostrado na figura 1(a). Outro problemas de colisão não detectado é causado pelo desvanecimento da força do sinal propagado pelo ar. A figura 1(b) mostra tal situação onde os terminais A e C não detectam a transmissão um do outro, pois o sinal está fraco pela distância entre eles, mas suficientemente fortes para interferir na estação B. (a) (b) Figura 1.1 Problema do terminal oculto (a) e do desvanecimento (b) O padrão define dois tipos de operação conhecidos como AdHoc e infraestrutura. No modo Ad-Hoc as estações conectam umas as outras de uma certa forma semelhante às redes de cabo coaxial. Este modo de operação acontece quando não é necessária a presença de um ponto de acesso. Serve para acessos em uma rede pequena para trocas de arquivos ou permitir uma comunicação rápida em um campo de batalha. Figura 1.2 Rede sem fio no modelo Ad-Hoc O modo infraestrutura é caracterizada pela presença de um concentrador wireless para controlar o acesso à rede. Este controle vai de autorização, autenticação, controle de banda, filtros de pacotes, criptografia em um único ponto. Neste modo as estações não precisam de fazer muito esforço para cobrir uma mesma área, como pode se ver na figura 1.3. No modo infraestrutura o concentrador precisa de ser identificado com um nome para que as estações possam se associar a ele. Este nome denominado de ESSID 13

14 (Extended Service Set Identifier) é uma cadeia de caracteres que deve ser conhecida pelo concentrador junto com as estações que sejam conexão. Figura 1.3 Rede sem fio no modelo infraestrutura 1.5 Alcance A distância de comunicação entre estações de rede sem fio está diretamente relacionada com a potência de transmissão, a sensibilidade do receptor e o caminho por onde a onda se propaga. Em ambientes internos (indoor) onde existem vários obstáculos, os materiais que os compõem (como colunas de concreto) influenciam na propagação do sinal e consequentemente no alcance. Nas áreas em que o sinal de rede sem fio não consegue chegar, por causa dos obstáculos, são chamadas de áreas de sombra. Mesmo assim o uso de transmissão por radiofrequência é vantajoso por conseguir penetrar em paredes e obstáculos, dependendo do material utilizado (como paredes de gesso, madeira). Estas áreas de sombra são identificadas fazendo o uso de programas instalados em um notebook que fazem a medição do sinal. Esta técnica conhecida como Site Survey, é utilizada para identificar o melhor local onde será instalado o ponto de acesso para diminuir as áreas de sombra. Como o meio de transmissão é feito pelo ar, interferências são comuns na rede sem fio. Outro fator que influencia a transmissão é a qualidade da antena utilizada, o tipo de orientação da antena, os sinais refletidos. Em redes wireless, é utilizado o conceito de Fall Back10, quando o sinal fica fraco em determinado local, a placa wireless baixa o sinal para uma velocidade menor, onde o contrário também é verdadeiro. Na figura 1.2 pode ser observado esse comportamento. Quanto mais distante a estação está do ponto de acesso wireless, menor é a velocidade. 10 Fall Back: restauração e recomposição de dados 14

15 Figura 1.4 Alcance do sinal de rede sem fio 1.6 Exercícios 1) Descreva alguns pontos para a escolha no uso da rede sem fio. 2) O ISM (Industrial Scientific Medical) foi padronizado na maioria dos países em três faixas de frequências, sendo: a. 850 Mhz, 2.6 Ghz e 6 Ghz b. 900 Mhz, 2.5 Ghz e 6 Ghz c. 850 Mhz, 2.4 Ghz e 5 Ghz d. 900 Mhz, 2.4 Ghz e 5 Ghz e. 860 Mhz, 2.4 Ghz e 6 Ghz 3) Nas redes wireless são padronizados um determinado número de canais que no Brasil são utilizados a. 10 canais b. 11 canais c. 12 canais d. 13 canais e. 14 canais 4) Aponte algumas vantagens em se utilizar uma rede sem fio. 5) Aponte algumas desvantagens em se utilizar uma rede sem fio. 6) Quais são as tecnologias utilizadas no espalhamento espectral (spread spectrum)? 7) Explique, de forma sucinta, o funcionamento do protocolo CSMA/CA. 8) Por que na rede sem fio não utiliza a detecção de colisão durante a transmissão dos dados? 15

16 9) O que é o problema do terminal oculto e desvanecimento? 10) Com relação ao modo ad-hoc marque a alternativa incorreta: a. Utilizado em um ambiente de batalha. b. As estações conectam-se uma nas outras. c. Utilizado em uma rede pequena para transmissão de arquivos. d. Não necessita de um ponto principal para comunicação (concentrador). e. Utiliza um nome identificador denominado ESSID. 16

17 Aula 2. Padrão e Equipamentos de Rede sem Fio Objetivos Conhecer os padrões criados para o funcionamento da rede sem fio Aprender sobre pontos de acesso, roteadores Aprender sobre os tipos de antenas Compreender sobre o funcionamento das interfaces de acesso à rede sem fio 2.1 Padrão IEEE Na comunicação entre dispositivos de rede sem fio, foi criado um padrão para garantir que equipamentos de fabricantes distintos comuniquem entre eles. Este padrão é conhecido como padrão IEEE O IEEE criou um grupo para reunir uma série de especificações que definem como deve ser a comunicação entre os dispositivos. A cada novas características operacionais e técnicas são criadas novas extensões do padrão Padrão IEEE b Criado em julho de 1998, este padrão só foi aprovado em setembro de Este utiliza a tecnologia spread spectrum DSSS operando com taxas de até 11Mbps Padrão IEEE a Opera em taxas de até 54Mbps, utiliza a tecnologia OFDM para gerar o sinal. Este padrão foi criado em conjunto com o padrão b. Não existe 11 IEEE: Institute of Electrical and Eletronics Engineers 12 Mbps: Mega bits por segundo. Taxa de transmissão de dados na rede. 17

18 uma comunicação com o padrão b pois o padrão a utiliza a frequência 5Ghz Padrão IEEE g Este padrão é uma extensão do padrão b. Apesar de existir uma compatibilidade entre estes padrões por trabalharem na mesma faixa de frequência, há uma diferença entre eles pois o padrão g utiliza OFDM ao invés do DSSS. A tecnologia de transmissão OFDM por ser mais eficiente chega a uma taxa de transmissão de 54Mbps Padrão IEEE i Este padrão foi homologado em julho de O IEEE i diz respeito aos mecanismos de autenticação e privacidade sendo seu principal protocolo conhecido como RSN (Robust Security Network) permitindo uma comunicação mais segura em relação a outras tecnologias. Está inserido o protocolo WPA13 que provê soluções de segurança para o protocolo WEP 14. Também foi implementado o protocolo WPA215 que utiliza o algoritmo de criptografia AES (Advanced Encryption Standard). Estes mecanismos de segurança serão vistos na Aula 4 Mecanismos de Segurança Padrão IEEE n Seu principal objetivo é aumentar a velocidade de 54Mbps para até 600Mbps sendo utilizado quatro canais para transmissão. Em relação aos padrões atuais há poucas mudanças. A mais significativa delas é uma modificação do OFDM, conhecida como MIMO-OFDM (Multiple Input, Multiple Out-OFDM). O MIMO-OFDM faz agregação de quadros transmitidos em múltiplos canais na camada MAC. Ao contrário dos padrões a e g que operam com canais de 20Mhz, os canais do n operam em uma faixa de frequência de 40Mhz por canal fazendo com que praticamente a taxa efetiva de transmissão dobre. O aparelho access point pode, por exemplo, transmitir com duas antenas e receber com três (normalmente um access point possui de três a seis antenas). 13 WPA: Wi-fi Protected Access 14 WEP: Wired Equivalent Privacy 15 WPA2: versão mais nova do WPA 18

19 O padrão n pode operar em 5Ghz ou 2.4Ghz e este padrão foi publicado em Equipamentos de Rede sem Fio Para poder fazer uma comunicação entre computadores via rede sem fio é necessário a utilização de um ponto de acesso que por um lado está ligado a uma rede cabeada e por outro faz a transmissão de dados via rádio frequência. O computador precisa possuir uma placa de rede sem fio para poder transmitir/receber os sinais da rede sem fio. Estes equipamentos precisam de antenas para gerarem o sinal a ser transmitido Placas de rede sem fio Dispositivos utilizados em estações para transmitir dados. Estes dispositivos possuem barramento PCI, PCMCIA, USB ou nativa em um equipamento. Figura 2.1 Placa de rede sem fio PCI (Peripheral Component Interconnect) Na figura 2.1 mostra uma placa de rede sem fio que utiliza o barramento PCI para comunicação com o computador. Este barramento foi criado durante o desenvolvimento do processador Pentium, da empresa Intel em parceria com 19

20 outros fabricantes, mas alguns computadores com processadores 486 também possuem este barramento. Figura 2.2 Placa de rede sem fio PCMCIA A figura 2.2 mostra uma placa de rede sem fio PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) que é um conjunto de empresas de tecnologia da informação que produziram uma especificação padrão de conectividade que são encontradas em alguns computadores portáteis. Figura 2.3 Placa de rede sem fio USB Uma placa de rede sem fio, figura 2.3, pode vir com interface USB (Universal Serial Bus) que é uma tecnologia que tornou mais fácil a tarefa de conectar aparelhos e dispositivos periféricos ao computador (como teclados, mouse, modems, câmeras digitais) sem a necessidade de desligar/reiniciar o 20

21 computador (Plug and Play) e com um formato diferenciado, universal, dispensando o uso de um tipo de conector específico para cada dispositivo Ponto de Acesso Responsável por concentrar os acessos das estações wireless que estão associadas a ele com a rede cabeada. Vários pontos de acesso podem trabalhar em conjunto para prover um acesso em uma área maior. Esta área é subdividida em áreas menores sendo cada uma delas coberta por um ponto de acesso, provendo acesso sem interrupções ao se movimentar entre as áreas. Figura 2.4 Ponto de Acesso Linksys utilizando duas antenas (visto de frente) Figura 2.5 Ponto de Acesso Linksys utilizando duas antenas (visto de trás) As figuras 2.4 e 2.5 mostram um roteador sem fio da marca LinkSys, modelo WRT54G com frequência de 2.4Ghz. Um roteador wireless é um dispositivo de rede que desempenha a função de roteador (responsável por enviar informações de uma rede para outra) e assume o papel de um ponto de acesso. 21

22 (a) (b) Figura 2.6 Ponto de Acesso Ubiquiti Bullet M2 (c) Ponto de acesso Bullet M2 produzido pela Ubiquiti Networks. Possui uma frequência de 2.4Ghz, onde acopla-se uma antena em sua parte superior, figura 2.6 (b) e a alimentação de energia é através da conexão do cabo par trançado, figura 2.6 (c). Seu design permite o access point ser instalado em locais externos, suportando ações do tempo como sol e chuva. Este tipo de alimentação de energia é conhecido como PoE (Power over Ethernet). Esta tecnologia permite fazer a transmissão de dados e energia sobre o mesmo cabo par trançado, assim facilita instalações de aparelhos de rede sem fio em locais onde não tem uma tomada de energia por perto. 22

23 Figura 2.7 Ponto de Acesso Ubiquiti NanoStation 5 O Ubiquiti NanoStation 5, figura 2.7, une um access point de alto desempenho à praticidade de possuir uma antena integrada de longo alcance, podendo chegar a quilômetros de distâncias o alcance do sinal. Este aparelho opera na frequência de 5.8Ghz e é utilizado para fazer interligação na transmissão de dados entre prédios. O NanoStation 5 também utiliza a alimentação de energia conhecida como PoE. Seu design permite o access point ser instalado em locais externos, suportando ações do tempo como sol e chuva Antena Dispositivo utilizado para irradiar os sinais wireless. Sendo existentes antenas internas e externas, como também o tipo de antena com relação à direção do sinal que é propagado. Estas antenas são as direcionais (que irradiam em uma única direção) e as antenas omnidirecionais (que irradiam em um ângulo de 360 graus). 23

24 Figura 2.8 Antena direcional setorial Fonte: Este tipo de antena setorial, figura 2.8, é utilizada para atender uma determinada região. Seu ângulo de abertura pode variar entre 30, 60, 90 e 120 graus. Este modelo de antena, STC-1624-S, opera com frequência de 2.4Ghz, potência de 16dBi, ângulo vertical de 7º e abertura horizontal de 120º. Figura 2.9 Antena direcional grade 24

25 Este tipo de antena, figura 2.9, também capta sinais em apenas uma direção, de uma forma mais concentrada, permitindo que seja atingida distâncias ainda maiores que outras antenas. Muitas antenas utilizam uma grade o que reduz o custo e evita que a antena seja deslocada do seu lugar original pelo vento. Esta antena trabalha na frequência 2.4Ghz, com potência de 25dBi, ângulo vertical de 9º e horizontal de 8,5º. Figura 2.10 Antena omnidirecional Na figura 2.10 é mostrada uma antena conhecida como omnidirecional por irradiar o sinal em todas as direções. Este tipo de característica permite que o usuário conecte seu computador em qualquer posição ao redor da antena. Mas devida a esta característica a antena não consegue distâncias muito longas. Esta antena trabalha na frequência de 2.4Ghz, com potência de 16dBi, ângulo de abertura horizontal de 360º e 10º vertical Cabos coaxiais Os cabos coaxiais são utilizados para fazer a interligação entre a antena externa e o aparelho de rede sem fio. Este tipo de cabo é constituído por diversas camadas concêntricas de condutores e isolantes. Possui em seu centro um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado por uma blindagem. 25

26 Existe um cabo denominado de pig-tail que serve para fazer a conversão do conector BNC do cabo coaxial para ser conectado nos aparelhos wireless ou em placas de redes sem fio como nas figuras 2.1 e 2.3. Figura 2.13 Cabo coaxial denominado pig-tail 2.3 Exercícios 1) Por que foi criado um padrão para a comunicação em rede sem fio (padrão )? 2) Cite o(s) padrão(ões) que operam somente na frequência 2.4Ghz. Mesmo não possuindo estas informações no material, utilize outras fontes para pesquisa. 3) Cite o(s) padrão(ões) que operam somente na frequência 5Ghz. Mesmo não possuindo estas informações no material, utilize outras fontes para pesquisa. 4) Cite o(s) padrão(ões) que operam em ambas frequências 2.4Ghz e 5Ghz. Mesmo não possuindo estas informações no material, utilize outras fontes para pesquisa. 5) Faça um comparativo entre as placas de rede sem fio e dê sua opinião qual seria mais vantajoso em ser utilizada. 6) Faça um comparativo entre os pontos de acesso e dê sua opinião em qual situação ideal seria utilizado cada um desses equipamentos. 7) Além das antenas mencionadas no item 2.2.3, pesquise outros tipos de antenas que são utilizadas para comunicação em redes sem fio. 26

27 Aula 3. Configuração Ponto de Acesso/Roteador Wireless Objetivos Aprender sobre configurações básicas de um aparelho de rede sem fio Aprender configurar um roteador em modo PPPoE Adquirir noções básicas sobre configuração de segurança em uma rede sem fio Aprender a mudar as configurações de fábrica do roteador 3.1 Configurando um ponto de acesso Nesta aula serão vistas as características principais de configuração de um aparelho de rede sem fio. O modelo utilizado neste exemplo DIR-600, fabricado pela D-LINK como mostrado na figura 3.1. Este equipamento possui uma antena de 5 dbi, quatro portas de rede local (LAN Local Area Network) e uma porta internet (conhecida como WLAN), opera na faixa de frequência 2.4Ghz, utiliza o padrão IEEE n chegando a uma velocidade de 150Mbps. Figura 3.1 D-LINK DIR

28 3.1.1 Configuração básica Para configurar o D-Link DIR-600, ligue o aparelho a uma tomada de energia, encaixe o cabo par trançado que vem com o aparelho em uma das portas de rede local (LAN) e a outra ponta do cabo encaixe na entrada de redes do seu computador. Logo em seguida, seu computador irá receber um número IP, xxx. Depois abra um navegador de internet e digite o ip (este número é o endereço do aparelho). Após digitar o endereço do aparelho, irá aparecer a página mostrada na figura 3.2. O usuário padrão, para acessar as configurações do aparelho, é usuário admin e não possui senha. Sendo assim, basta clicar no botão Login. Figura 3.2 Página inicial do D-LINK DIR-600 Após pressionar o botão Login irá aparecer a página mostrada na figura

29 Figura 3.3 Página inicial do D-LINK DIR-600 Nesta figura 3.3 são mostradas algumas informações do aparelho, como por exemplo a versão do firmware Fri 15 Apr Outra informação é o status da interface WAN (porta internet do aparelho), caso esta interface esteja conectada em um modem (Velox, Speed) seria mostrado o número IP de acesso a internet. Para poder fazer as primeiras modificações do aparelho, clique na opção Setup (lado superior esquerdo da página) destacada em verde na figura 3.3. Depois clique na opção Wireless Settings, destacada em verde na figura 3.4. Na próxima página, figura 3.4, serão mostradas as configurações de fábrica com por exemplo o Wireless Network Name (conhecido também como SSID) do aparelho. Neste caso o nome é dlink. Além de fazer uso do padrão n o aparelho suporta os padrões b e b como é mostrado na opção Mode. Como padrão o aparelho utiliza do canal 6, opção Wireless Channel e o modo de segurança vem desabilitado, opção Security Mode. 16 Firmware: conjunto de instruções operacionais programadas diretamente no hardware de um aparelho 29

30 Figura 3.4 Página de configuração da parte wireless Para alterar as configurações básicas do aparelho, mude o nome da rede sem fio para pontoacesso (opção Wireless Networks Name), depois troque para a opção de segurança para Enable WAP/WPA2 Wireless Security(enhanced), opção Security Mode. Após esta alteração, escolha o tipo de algoritmo de criptografia AES (opção Cipher Type) e digite a senha senhasegura na opção Network Key. Depois de feita toda a configuração clique no botão Save Settings para salvar as configurações. As configurações devem estar parecida com a figura

31 Figura 3.5 Página com configurações wireless alteradas Após estas configurações dê um clique no ícone que representa sua interface de rede sem fio, no canto inferior direito do seu computador para mostrar uma tela semelhante à figura

32 Figura 3.6 Tela da interface de rede sem fio mostrando os pontos de acesso Na figura 3.6 está mostrando o ponto de acesso que acabamos de configurar, em destaque vermelho. Para obter acesso ao aparelho clique em cima do nome pontoacesso e logo em seguida clique no botão Conectar. Figura 3.7 Conectar em uma rede sem fio 32

33 Logo em seguida será pedido a senha do ponto de acesso como mostrada na figura 3.8. Digite a senha que foi colocada na configuração do aparelho, senhadeseguranca. Figura 3.8 Senha de acesso ao aparelho de rede sem fio Configuração em modo PPPoE Para poder fazer a configuração do aparelho wireless em modo PPPoE17 (Point-to-Point Protocol over Ethernet), é necessário conectar o Cable Modem ou Modem DSL em modo bridge na entrada de internet (WLAN Wireless Local Area Network) do DIR-600 como mostrado na figura 3.9. A porta internet é a responsável por fazer o aparelho a trabalhar na forma de roteador (comunicação de uma rede interna, rede doméstica, com a rede externa internet). Figura 3.9 Roteador wireless conectado em um modem DSL 17 PPPoE: protocolo de rede para conectar/autentica usuários de uma rede interna à internet. Utilizado em linhas DSL ou a cabo. 33

34 Depois de fazer esta conexão, encaixe o cabo par trançado em uma das portas de rede local (LAN) do roteador e a outra ponta do cabo na entrada de redes do seu computador. Abra o navegador de internet e digite o endereço Quando aparecer a página de login, mostrada na figura 3.2, clique no botão Login. Após entrar na configuração do roteador, clique na opção Setup e logo em seguida na opção Internet como mostrada na figura 3.10, destacado em verde. Figura 3.10 Página de configuração de acesso a internet Logo em seguida, clique no botão Manual Internet Connection Setup para iniciar as configurações em modo PPPoE. Na figura 3.11, escolha PPPoE (Username/Password) na opção My Internet Connection is. Em seguida serão mostradas novas opções logo abaixo da página para informar alguns dados do seu provedor de acesso a internet. Digite o usuário/senha do seu provedor de acesso como mostrado na figura. Depois clique no botão Save Settings para salvar as configurações. 34

35 Figura 3.11 Página de configuração de acesso a internet em modo PPPoE Após estas configurações será mostrado o status da conexão com a internet, semelhante à figura

36 Figura 3.12 Página status de conexão com a internet Mudança do número IP do roteador Para poder fazer a mudança de ip do roteador wireless, encaixe o cabo par trançado em uma das portas de rede local (LAN) do roteador e a outra ponta do cabo na entrada de redes do seu computador. Abra o navegador de internet e digite o endereço Quando aparecer a página de login, mostrada na figura 3.2, clique no botão Login. Após entrar na configuração do roteador, clique na opção Setup e logo em seguida na opção Network Settings como mostrada na figura 3.13, destacado em verde. Logo em seguida mude o ip do roteador, por exemplo digite o valor , na opção Router IP Address. Feita esta modificação, clique no botão Save Settings. 36

37 Figura 3.13 Alterado o número IP do roteador Mudança da senha de Administrador do Roteador Todos os aparelhos de rede sem fio vem com configurações de fábrica, uma delas é a senha de administrador do roteador. O modelo DIR-600 da DLINK o usuário admin não possui senha. Sendo assim, é muito interessante fazer a alteração da senha. Para poder fazer a mudança da senha do roteador wireless, encaixe o cabo par trançado em uma das portas de rede local (LAN) do roteador e a outra ponta do cabo na entrada de redes do seu computador. Abra o navegador de internet e digite o endereço Quando aparecer a página de login, mostrada na figura 3.2, clique no botão Login. Após entrar na configuração do roteador, clique na opção Tools e logo em seguida na opção Admin como mostrada na figura 3.14, destacado em verde. Logo em seguida digite a nova senha e a confirme respectivamente nas opções Password e Verify Password. É altamente recomendado misturar letras e números na senha, pois assim fica mais difícil de ser descoberta. Feita esta modificação, clique no botão Save Settings. Agora, quando for acessar o página de configuração do roteador digite a nova senha. 37

38 Figura 3.14 Alterando a senha do administrador do roteador 3.2 Exercícios 1) Pesquise na internet dois outros aparelhos de rede sem fio e descreva suas características, nome do fabricante e modelo. 2) Visite o site da D-LINK, em produtos, e faça um levantamento dos recursos que os firmwares do modelo DIR-6XX. Escolha o modelo e clique no link informações e logo em seguida clique no link Visualizar que está logo abaixo da opção Emuladores para poder acessar o emulador do aparelho. 3) Dê um clique no ícone que representa a interface de rede sem fio do seu computador, no canto inferior direito do seu computador para mostrar uma tela semelhante à figura 3.7. Feito isso, faça um levantamento dos pontos de acesso próximo ao seu computador e quais os tipos de criptografias que estão sendo utilizadas. 4) Além dos modelos da D-LINK, existem outros fabricantes como LinkSys e não diferente os emuladores de seus aparelhos. Acesse o site e faça o 38

39 levantamento dos principais recursos que o modelo WRT54G (figura 2.4). 39

40 Aula 4. Mecanismos de Segurança Objetivos Compreender a importância da segurança em rede sem fio Aprender alguns mecanismos de configuração de segurança Filtragem de endereço MAC Compreender os protocolos de criptografia 4.1 Importância da Segurança A necessidade de segurança é um fato real que vai além do limite da produtividade e da funcionalidade. O mundo da segurança da informação é muito peculiar. É uma evolução contínua, onde novos ataques têm como resposta novas técnicas de proteção e que levam ao desenvolvimento de outras novas técnicas de ataques, criando assim um ciclo. O processo de segurança deve ser contínuo pois as técnicas de defesa utilizadas podem funcionar contra determinados tipos de ataques mas podem ter falhas contra novas técnicas criadas para burlar a defesa. As tecnologias da informação e comunicação estão evoluindo de forma rápida, forçando as organizações a terem maior eficiência e rapidez nas tomadas de decisão. Desta forma a importância de se utilizar mecanismos de segurança e de armazenamento das informações é vital para a sobrevivência e competitividade destas organizações. Assim, investir em tecnologias de proteção é crucial visto que a informação é um ativo importantíssimo para a realização de negócios. A tempos atrás, pensar em segurança da informação era bem mais simples, pois as informações de uma organização ficavam armazenadas em papéis e estes eram fáceis de serem guardados fisicamente e controlado o acesso a estas informações. Com o avanço da tecnologia da informação, os computadores estão conectados em uma grande rede (internet) e as informações armazenadas em um meio digital facilitou a troca destas no mundo todo, criando uma grande preocupação com relação à segurança. 40

41 Logo abaixo é mostrado um gráfico (gráfico 4.1) sobre os incidentes reportados ao CERT.br (Centro de Estudos, Resposta e Tratamento de Incidentes de Segurança do Brasil). Pelo gráfico nota-se que o ano de 2011 foi o que mais incidentes em redes ocorreram e no ano de 2012 até o mês de março, já ultrapassou os anos de 1999 até Gráfico 4.1 Incidentes reportados ao CERT.br Fonte: É sabido que não existe segurança absoluta tornando-se necessário um trabalho contínuo no sentido de descobrir os pontos vulneráveis e a partir desta descoberta avaliar os riscos e impactos providenciando rapidamente soluções para que a segurança da informação seja eficaz. 4.2 Configurações de fábrica Os aparelhos de rede sem fio saem de fábrica com senhas de administradores e endereço IP padrão. Caso estas informações não sejam trocadas pelo administrador de redes, poderão permitir que pessoas mal intencionadas utilizem destas informações em uma rede alvo e tenha condições de ter acesso ao roteador wireless podendo ter acesso aos 41

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