UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIENCIAS TÉCNOLOGICAS ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES

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1 UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIENCIAS TÉCNOLOGICAS ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES MARLON RAFAEL COSTA AVALIAÇÂO DA IMPLANTAÇÂO DE HANDOFF EM REDES WI-FI BLUMENAU SC 2014

2 MARLON RAFAEL COSTA AVALIAÇÂO DA IMPLANTAÇÂO DE HANDOFF EM REDES WI-FI Trabalho de conclusão de curso apresentado para avaliação no curso de Engenharia de Telecomunicações, Departamento de Engenharia Elétrica e Telecomunicações, Centro de Ciências Tecnológicas da Universidade Regional de Blumenau, como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro de Telecomunicações. Professor Francisco Adell Péricas, Ms Orientador. BLUEMENAU SC 2014

3 MARLON RAFAEL COSTA AVALIAÇÂO DA IMPLANTAÇÂO DE HANDOFF EM REDES WI-FI Trabalho de Conclusão de Curso apresentado, como exigência parcial para obtenção de título de Graduação do curso de engenharia de telecomunicações do centro de ciências tecnológicas, da Universidade Regional de Blumenau, pela banca examinadora formada por: Aprovado em: 11 / 08 / 2014

4 AGRADECIMENTOS Dedico este trabalho aos meus pais e irmãos que direta ou indiretamente me apoiaram desde do início desta jornada acadêmica e a minha esposa que me apoia neste momento final do curso de graduação. E também a empresa Cia Hering, na qual exerço minha atividade profissional e aonde foi possível realizar as pesquisas para esta trabalho.

5 RESUMO Este estudo apresenta uma análise de um processo muito comum nas redes sem fio no wireless, mas comumente não muito notado: o handoff. A proposta deste estudo consiste na análise deste processo, desde sua forma mais simples até a mais elaborada, permitindo desta maneira o entendimento sob a sua forma de operação e funcionamento. Desta feita, será possível identificar possibilidade de melhorar a conectividade de dispositivos móveis conectados a uma rede sem fio. Palavras-chave: Handoff. Wi-Fi. Wireless. IEEE Roaming.

6 ABSTRACT This study shows an analysis of a very common process in wireless networks, but not very commonly noticed: the handoff. The purpose of this study is to analyze this process the handoff from simplest to the most elaborate way, thus, it will allow the complement understanding of its style of operation and functioning. Then, it will be possible to identify the potential to improve the connectivity of mobile devices connected to a wireless network. Keywords: Handoff. Wireless Wi-Fi. IEEE Roaming.

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Propagação da Onda Eletromagnética Figura 2: Logo Wi-Fi Aliance Figura 3: Exemplo de ESS Figura 4 - Ilustração dos cenários para análises Figura 5 - Captura dos Beacons das redes sendo propagadas Figura 6 - Probe Response Figura 7 - Solicitação de endereço DHCP Figura 8 - DHCP respondendo a solicitação para o dispositivo móvel Figura 9 - Processo de Handoff Graficamente Figura 10 - Pacotes IAPP sendo trocados entre as antenas Figura 11 - Identificando o Pacote IAPP Figura 12 - Dados transportados no pacote IAPP Figura 13 - AP s sem supervisão de controladora Figura 14 - AP s ligados a uma controladora de gerencia Figura 15 - Ap s ligados a uma controladora de virtualização de rede Wireless

8 LISTA DE ABREVIATURAS IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers ANATEL Agência Nacional de Telecomunicações BSA - Basic Service Area BSS - Basic Service Set ESS Extend Service Set AP Access Point DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol GSM Sistema Global de Celular MAC Media Access Control PDA Personal digital Assitant GHz - Giga Hertz LAN Local Area Network VOIP Voice over Internet Protocol OEM Onda Eletromagnética Wi-Fi Wireless Fidelity WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance MIMO Multiple-Input, Multiple-Output MU-MIMO Mult-User MIMO SSID Set Service Identifier WEP Wired Equivalent Privacy IAPP Inter-Access Point Protocol

9 RSSI Received Signal Strenght Inicator db Decibel

10 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO COMO FUNCIONA UMA TRANSMISSÃO SEM FIO OU WIRELESS O QUE É WI-FI? INICIO DA PADRONIZAÇÃO IEEE (ORIGINAL) b a g n ac O QUE É ROAMING E HANDOFF? ROAMING HANDOFF POR QUE É NECESSÁRIO O HANDOFF? ANALISANDO O HANDOFF ESCUTANDO A REDE CONECTANDO SE À REDE EXECUTANDO O HANDOFF FASES PARA ACONTECER O HANDOFF ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA REDUZIR O PROCESSO DE HANDOFF CONCLUSÃO BIBLIOGRAFIA... 33

11 10 1. INTRODUÇÃO Entre tantas tecnologias de conectividade de rede, a rede sem fio vem crescendo cada vez mais. Com a popularização de notebooks, PDAs e outros dispositivos portáteis, a rede wireless se torna essencial para conexão a uma rede, sendo ela local ou até mesmo a internet. Assim, com a diversidade de redes sendo propagadas, surgem os problemas, que alguns projetos não conseguem resolver satisfatoriamente. Um destes problemas é o Handoff dos dispositivos móveis, sendo este facilmente identificado e percebido em grandes redes. Este trabalho de conclusão de curso se propõe a analisar a teoria do funcionamento do Handoff, sugerindo melhorias para minimizar a questão.

12 11 2. COMO FUNCIONA UMA TRANSMISSÃO SEM FIO OU WIRELESS. Uma rede wireless ou na sua tradução livre rede sem fio é uma rede de dados onde as conexões entre os dispositivos móveis e as antenas ou dispositivos de propagação de sinal acontecem sem contato nenhum, ou seja, via o ar ou vácuo. O fenômeno físico que faz tornar esta comunicação possível é a OEM (Onda Eletromagnética), que é formada com o trabalho conjunto de outros dois fenômenos: o Campo Magnético e a Corrente Elétrica Alternada. A teoria básica da corrente alternada estabelece que quando um meio condutor recebe uma corrente elétrica, em volta do mesmo é criado um campo magnético. E se um condutor fechado for colocado dentro de um campo magnético, a variação do fluxo magnético induzirá no condutor uma corrente elétrica, que automaticamente induzirá uma tensão no condutor. Na realidade a tensão é induzida mesmo que não se tenha um condutor no campo, sendo assim a tensão induzida no espaço na realidade é um Campo Elétrico. Desta forma o campo magnético cria no espaço um campo elétrico variável. Este campo elétrico por sua vez produz uma corrente de deslocamento que gera um campo magnético, o qual em sua volta cria um campo elétrico e assim por diante. Este processo tem o nome de indução eletromagnética, e, portanto a combinação dos campos é denominada de campo eletromagnético. Em um campo de irradiação eletromagnética, as linhas do campo elétrico se fecham sobre si mesmas, não estando unidas as cargas elétricas; e as linhas do campo magnético não estão relacionadas à corrente em um condutor. Os campos são verdadeiramente independentes, como se houvessem sido liberados no espaço. Há, portanto, uma ideia de movimento no processo, sendo esta propagação denominada onda eletromagnética. A figura 1 ilustra a propagação de uma onda eletromagnética.

13 12 Figura 1: Propagação da Onda Eletromagnética Fonte: crv.educacao.mg.gov.br 2.1 O QUE É WI-FI? O termo Wi-Fi é uma marca registrada da Wi-Fi Alliance. Hoje é o termo mais usado no mundo para se referir ao real nome do padrão da tecnologia de rede sem fios, a norma IEEE Wi-Fi é a abreviação de wireless fidelity ou fidelidade sem fio. Este termo teve origem baseado nos aparelhos de som que a partir dos anos de 1950 eram fabricados expondo o termo Hi-Fi, que demonstrava que a tecnologia de som do aparelho era superior a outros. Figura 2: Logo Wi-Fi Aliance. Fonte: Para uso pessoal, esta modalidade não necessita de licenciamento da ANATEL. Para distribuição de sinal mesmo que para um vizinho residencial, pode já ser

14 13 caracterizado pela ANATEL como uma forma comercial e neste caso é necessário o licenciamento. 2.2 INICIO DA PADRONIZAÇÃO IEEE Devido a diversos padrões de fabricantes, logo a IEEE especificou o padrão, e, para dar força na divulgação da padronização do Wi-Fi, nasceu em 1999 a WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), que seria a junção de empresas como Nokia, 3Com, a atualmente Alcatel-Lucent e Symbol Technologies (adquirida pela Motorola), que em 2003 passou a se chamar Wi-Fi Alliance. Atualmente a Wi-Fi Alliance possui mais de 300 empresas associadas. É ela que faz com que uma nova empresa com uma nova marca e linha de produtos seja homologada no padrão IEEE nos seus equipamentos. Isso significa que nem todo produto que disponibilize o IEEE seja Wi-Fi, ele precisa ser avaliado pela Wi-Fi Alliance para garantir que a interoperabilidade ocorra sem problemas. O padrão IEEE não é muito diferente do IEEE 802.3, que é o padrão das redes com fio, a ethernet. A principal diferença é o meio físico de transmissão. Uma grande vantagem é que não foi necessária nenhuma criação de um novo protocolo para que esta comunicação ocorresse. O Wi-Fi trabalha com quatorze canais nas frequências de 2,4GHz a 2,484GHz e na frequência de 5,180Ghz a 5,805GHz, a quantidade de canais é variado nos continentes. E mais especificamente em alguns países, devido a cada um ter sua restrição para estas frequências (ORIGINAL) A primeira versão foi lançada em 1997, hoje conhecida como Legacy. Sua taxa de transmissão é de 1 Mbps ou 2 Mbps. [10]

15 b Em 1999, foi lançado a versão b, que utiliza os mesmos canais de transmissão do Legacy. A velocidade nominal pode ser de 1 Mbps, 2 Mbps, 5,5 Mbps e 11 Mbps. A área de cobertura pode chegar a 300 metros em lugares abertos e a 50 metros em lugares fechados. Este padrão foi o primeiro a ser adotado em larga escala, popularizando o Wi-Fi. [10] a Foi disponibilizado praticamente na mesma época do b. Sua principal característica é trabalhar em faixas maiores de velocidades, de 6 Mbps a 54 Mbps. Possui uma frequência diferente, a de 5GHz. Existe uma vantagem e uma desvantagem. Por ser uma frequência muito pouco usada é mais imune a interferências, mas as maiorias dos países não possuem regulamentação para operar nela, assim não ficou muito popular. [10] g Disponibilizado em 2003, é tido como o sucesso do b, isso por que os dois padrões conversam tranquilamente entre si, com uma limitação: se o dispositivo móvel for apenas b a velocidade fica limitada a deste padrão, mesmo que o AP (Access Point) tenha possibilidade de transmitir em g. Pode trabalhar com taxas de transmissão de até 54 Mbps. [10] n O desenvolvimento foi iniciado em 2004 e foi finalizado só em setembro de A taxa de transmissão pode chegar a 300 Mbps. A principal característica é o uso de um esquema de transmissão chamado MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output), que

16 15 torna possível a utilização de múltiplos transmissores e receptores (antenas) em um único AP (Access Point). Este esquema de transmissão aproveita-se dos múltiplos caminhos que uma onda eletromagnética pode tomar e também assim cada antena do AP pode estar realizando apenas uma operação, assim ajudando no processamento dos sinais. Comumente os AP s que transmitem o n tem três antenas. Quanto à frequência utilizada, trabalha tanto na faixa de 2.4 GHz quanto na faixa de 5 GHz. [10] ac O sucessor do n é o ac, finalizado no ano de Sua principal vantagem está em prometer taxas de transmissão de 450 Mbps a 1 Gbps. Trabalhara na frequência de 5 Ghz e possuirá técnicas mais avançadas de modulação, o esquema MU-MIMO (Mult-User MIMO), que permite a transmissão e recepção de sinal de vários terminais, como se estes trabalhassem de maneira mais colaborativa, na mesma frequência. [10] 2.3 O QUE É ROAMING E HANDOFF? Quando o sistema de celular GSM foi implantado e ficou popular, o roaming ficou também bem conhecido, já que habilitava a locomoção geográfica dos aparelhos celulares. Mas este termo ficou tão amplo que para qualquer processo referente a dispositivos móveis e seus pontos de acesso (APs) foi chamado de roaming. A seguir é apresentada a diferença dos termos Handoff e Roaming e também a explicação do porquê do seu uso.

17 ROAMING É um termo amplamente empregado na telefonia móvel, onde o dispositivo móvel move-se geograficamente com a capacidade de continuar disponível mesmo mudando para redes de outras operadoras. Ou seja, o Roaming é a capacidade de se manter conectado à rede, mas fora da sua rede original HANDOFF É a habilidade de um dispositivo móvel manter-se conectado à rede, mudando de AP (Access Point), mas sem sair da rede de origem. No caso de uma rede sem fio, por exemplo, onde uma empresa deseja cobrir com Wi-Fi um escritório de quinhentos metros quadrados, e que contém divisórias, colunas, etc., então é necessário mais de um AP, e se um usuário com um notebook mover-se entre as extremidades do escritório obrigatoriamente mudará de AP. Se este ocorrer mantendo-se conectado na rede, isso é denominado Handoff. 2.4 POR QUE É NECESSÁRIO O HANDOFF? A arquitetura adotada pelo projeto para redes sem fio baseia-se na divisão da área de coberta por células (estações de rádio-base chamados de Access Point ou apenas de AP). As células tem o nome de BSA (Basic Service Area). Um conjunto de estações constitui um BSS (Basic Service Set). O tamanho de uma BSA depende das características do ambiente e dos transmissores e receptores usados nas estações. E também da tecnologia que está sendo propagada. Uma área geográfica de dez quilômetros quadrados, para telefonia analógica pode ser coberta com apenas uma BSA, mas com a telefonia digital GSM, 3G e 4G, é necessário mais de uma para evitar ruídos na transmissão e sobrecarga dos equipamentos.

18 17 Para esta cobertura as BSAs têm sua interligação feita por outro meio físico: fibra óptica, fios metálicos ou outros links de rádio de longo alcance e direcionais. Este sistema de distribuição que faz o conjunto de BSSs se comunicarem chama-se de ESS (Extended Service Set). Dentro de cada ESS, os BSS são identificados com um identificador (ID), conforme figura 3. Figura 3: Exemplo de ESS Devido ao grande número de BSAs existentes, faz-se necessário o Handoff. Esta tecnologia garante de várias formas que um dispositivo móvel possa se locomover geograficamente entre os BSSs sem a perda de comunicação. Quem percebe a necessidade de fazer o Handoff é sempre o dispositivo móvel. Por mais que existam alguns tipos de tecnologias que facilitem e deixem menos traumática a ação do dispositivo móvel migrar de AP, quem decidirá ou não a troca da antena fornecedora do sinal é o dispositivo móvel.

19 ANALISANDO O HANDOFF. Para as análises foram utilizados dois cenários. Para escutar a rede sem fio, na visão do dispositivo móvel, foram utilizados: Dois access points da Marca Enterasys que têm a capacidade de conversar entre si e trabalhar em cluster e irradiando o mesmo SSID; Um notebook com sistema operacional Linux, com a placa de rede sem fio em modo promíscuo e rodando o programa Wireshark escutando o meio sem fio; Um switch de rede, para dar conectividade aos access point a uma rede LAN; E um Smartphone para entrar na rede e ser o dispositivo móvel; Para escutar a rede na visão dos access points, para averiguar a conversa entre os dois equipamentos foram utilizados: Um switch de rede, com a capacidade de fazer o espelhamento de portas; Dois access points da Marca Enterasys que tem a capacidade de conversar entre si e trabalhar em cluster e irradiando o mesmo SSID; Um notebook com o programa Wireshark rodando, escutando a porta LAN para capturar pacotes e ver o que se passa na rede. E um Smartphone para entrar na rede e ser o dispositivo móvel. A figura 4 ilustra os dois cenários listados anteriormente.

20 19 Figura 4 - Ilustração dos cenários para análises ESCUTANDO A REDE Para iniciar a análise utilizou-se o primeiro cenário para escutar o que se passa no meio sem fio ao redor do notebook. Este notebook está com a placa de rede sem fio programada no modo promíscuo, onde ela apenas escutará o meio, não tendo capacidade de enviar nada ao meio e rodando o programa Wireshark. O que será visto no programa Wireshark são os quadros de dados chamados Beacons. São nestes quadros que trafegam as informações das redes disponíveis naquele access point, sincronismos de dados para conexão à rede entre outros parâmetros. Por padrão os access points transmitem uma rajada de Beacons a cada cem milissegundos. A figura 5 mostra o que a placa de rede do notebook está escutando no momento da análise, onde algumas redes estão sendo propagadas. A coluna source é a origem do pacote Beacon, são access points Enterasys e a coluna destination a palavra Broadcast. Isso significa que o access point está divulgando as redes nele configuradas para todos, quem quiser escutar e se desejar, tendo as credencias de acesso poderá se conectar nela. Na linha grifada está a rede na qual se irá trabalhar: o SSID TCC.

21 20 Figura 5 - Captura dos Beacons das redes sendo propagadas. Aleatoriamente os dispositivos móveis podem requisitar mais informações para os access points, para verificarem se as redes que estão sendo propagadas estão aptas a receber conexão do dispositivo móvel. Na figura 6 um frame de resposta Probe Response da solicitação de mais informações que um dispositivo móvel qualquer solicitou referente a rede TCC. Observa-se que na coluna source é o access point e a coluna destination o dispositivo móvel qualquer que estava na região de alcance e pergunta mais informações sobre a rede TCC. Figura 6 - Probe Response

22 21 Na figura 6 alguns dos parâmetros que foram respondidos ao dispositivo móvel: SSID, Supported Rates (velocidades suportadas), Current Channel (canal na qual está ocorrendo a transmissão, Country Information (O plano de canais que está sendo transmitindo) CONECTANDO SE À REDE Ao conectar à rede TCC, usando um aparelho Smartphone, os pacotes de negociação das chaves WEP da rede TCC no access point não são possíveis de serem capturadas, devido a esta comunicação ficar restrita entre a antena e o dispositivo móvel. E este modelo de antena usada para o trabalho não possui a facilidade de acompanhar esta tentativa de conexão em algum log ou captura de tela. Após a troca das chaves de autenticação, o dispositivo móvel necessita ganhar um endereço de rede IP para poder conversar na rede.

23 22 Na figura 7, observa-se o pacote de requisição capturado no Wireshark. No campo source existe o IP que seria o smartphone e está com este parâmetro por que ele não tem o IP. O campo destination está por que ele disparou a Figura 7 - Solicitação de endereço DHCP mensagem para todos na rede, quando que algum servidor DHCP o respondesse observa-se as linhas grifadas os parâmetros sendo solicitados. Após a solicitação do pedido, o servidor DHCP da rede irá responder o endereço IP disponível para o smartphone. Na figura 8, é mostrado a tela do Wireshark aonde é visualizado a entrega do IP ao dispositivo móvel, na coluna source há o gateway da rede respondendo ao destination com o IP , que já é o IP do Smartphone, observa-se as linhas grifadas os parâmetros de máscara de subrede, router (gateway) e domain name server sendo respondidos ao dispositivo móvel.

24 23 Figura 8 - DHCP respondendo a solicitação para o dispositivo móvel. A partir deste ponto, se não houve nenhum problema, o usuário do dispositivo móvel digitou a senha corretamente, autenticou, houve a distribuição correta do número IP e existindo uma rede LAN funcionando, a comunicação pode acontecer normalmente EXECUTANDO O HANDOFF O processo de Handoff refere-se à troca de mensagens entre os APs e os dispositivos móveis, resultando numa transferência de conectividade de camada física e de informações de estado do dispositivo móvel em questão. Assim, para ocorrer o Handoff, são necessárias três entidades participantes: o dispositivo móvel, o AP de origem e o AP de destino. As informações de estado são informações de conectividade, como credenciais de acesso, nomes da rede em questão, algumas métricas, IP que o dispositivo móvel tem

25 24 na rede entre outras. Estas informações são trocadas via IAPP (Inter-Access Point Protocol) ou outro protocolo proprietário. Mas mesmo no IAPP que é especificado na IEEE, não é possível visualizar de forma clara usando o programa Wireshark, ou seja, não é possível ver o que trafega dentro do pacote do IAPP, mas é totalmente visível que os dois access points trocam diversas mensagens quando uma troca de antena está ocorrendo. A maioria absoluta dos dispositivos móveis usa o RSSI (Received Signal Strength Indicator), como parâmetro de trabalho. O RSSI é uma medida de sinal recebido pelo dispositivo móvel que está definido no padrão IEEE A unidade de medida do RSSI é dada em decibel (db):...é uma unidade logarítmica que indica a proporção de uma quantidade física (geralmente energia ou intensidade) em relação a um nível de referência especificado. [9] Cada fabricante tem seu limiar desta intensidade de sinal, uns fazem o seu dispositivo móvel realizar o Handoff com -70dBm outros esperam chegar a -90dBm. Lembrando que quanto mais esta medida se aproximar do zero melhor. Os motivos para que o dispositivo móvel realize o Handoff são: Distanciamento entre a antena de origem e a aproximação da de destino; O AP de origem ser desligado; A potência de transmissão do AP de origem ser diminuída (RSSI); Transferência de carga entre antenas FASES PARA ACONTECER O HANDOFF fases: Para que ocorra o Handoff de um equipamento sem fio, ocorrem as seguintes 1. Varredura (Probe Delay): o dispositivo movendo-se para longe do AP ao qual ele está ligado e o valor de RSSI começa a cair abaixo de certos níveis estabelecidos pelo fabricante, o dispositivo cliente envia uma onda de pacotes denominados Probe request e Probe response, para identificar

26 25 alternativas de access points iniciando o processo de Handoff. Após a descoberta de APs acessíveis, o dispositivo seleciona os APs mais próximos com base em certos critérios, configurados pelo fabricante do próprio dispositivo, como o RSSI, e então ele seleciona o de melhor sinal de RSSI. 2. Re-autenticação (Authentication Delay): durante esta fase, o dispositivo cliente envia um pedido de autenticação para o novo AP, enviando credenciais e informações de estado, e aguarda uma resposta do AP para aprovar ou rejeitar o pedido. 3. Re-associação (Reassociation Delay): após aprovação pelo novo AP, o cliente envia um pedido de re-associação e aguarda uma resposta. Uma vez que a re-associação é completada, o novo AP envia um pacote para a dissociação do AP anterior de modo que o encaminhamento das tabelas de controle podem ser atualizados. O processo de Handoff está concluído. Todo este processo se devidamente configurado costuma levar menos de 500 milissegundos, onde a fase mais demorada é a varredura para procura de novos APs.

27 26 Figura 9 - Processo de Handoff Graficamente. Fonte: [2] A figura 9 demonstra estas fases em um processo de handoff, conforme exemplificado a seguir. 1. Varredura: as mensagens de A a E são as mensagens trocadas entre o dispositivo móvel e os APs próximos, onde o dispositivo móvel está sondando os APs para verificar os possíveis candidatos a APs de destino. A quantidade de mensagens trocadas varia de 3 a Re-autenticação: esta fase ocorre durante a troca de informações de autenticação (credenciais). Dependendo do método de autenticação são trocados de duas a quatro mensagens (as mensagens E e F).

28 27 3. Re-associação: após a autenticação bem sucedida, é enviado um pedido ao AP de re-associação e voltando um quadro de confirmação o Handoff se completa (as mensagens G e H) CAPTURAS DE PACOTES DE IAPP Agora, com as duas antenas Enterasys instaladas pode-se verificar a captura de pacotes do IAPP entre as duas antenas. O teste consistirá em baixar o sinal da antena na qual o Smartphone está conectado desligando o rádio dela e não a antena, para forçar o Smartphone a migrar para a outra antena que está irradiando o mesmo SSID. Na figura 10 é verificada a quantidade de mensagens para que ocorra com o Handoff. Nas colunas Source e Destination aparecem o IP da antena 1 ( ) e o IP da antena 2 ( ). Figura 10 - Pacotes IAPP sendo trocados entre as antenas. Na figura 11 foi selecionado um dos pacotes trocados entre as antenas, em destaque o endereço IP delas e o protocolo IAPP.

29 28 Figura 11 - Identificando o Pacote IAPP. Na figura 12, é destacado o mesmo pacote IAPP mas com a flag data em destaque, aonde em hexadecimal são mostrados os dados que são transportados na troca de informações deste protocolo. Figura 12 - Dados transportados no pacote IAPP.

30 ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA REDUZIR O PROCESSO DE HANDOFF Como já esclarecido, o Handoff é um serviço que depende do dispositivo móvel. Segundo os atuais padrões , o único método confiável é que os dispositivos móveis continuem fazendo o Handoff. Caso este processo se perca de alguma forma ou se atrase haverá perdas de pacotes prejudicando a continuidade da operação do link. Existem aplicações muito sensíveis ao Handoff mal feito. A principal delas é a ligação VOIP, pois uma latência ideal seria entre cem e cento e cinquenta milissegundos, mas como dito anteriormente um Handoff mal configurado pode levar quinhentos milissegundos. Existem algumas formas que ajudam a reduzir o atraso no Handoff nos dispositivos móveis. A mais indicada é a utilização de controladoras wireless. Seguem alguma opções: Múltiplos Access Points mas sem supervisão de uma controladora: esta é uma forma barata de fazer o Handoff, onde cada AP terá o mesmo SSID e nível de segurança. Estes APs não se conversam, ou seja, trabalham em qualquer canal, com qualquer potência. O instalador preverá zonas lógicas de cobertura onde haverá um nível reduzido de Handoffs. Aqui ocorre um processo a mais: os endereços IPs dos dispositivos móveis também trocam de IP a cada Handoff, atrasando ainda mais o processo (figura 13). [5]

31 30 Figura 13 - AP s sem supervisão de controladora. Fonte: [5] Controladoras configuradas: configuração utilizada em conjunto com APs de diversas marcas e modelos, ela apenas garante que todos os APs tenham a mesma configuração de SSID e nível de segurança. O dispositivo cliente ainda determina quando ele vai mudar de ponto de acesso, mas o IP muda. [5] Controladoras de gerência: esta configuração aperfeiçoa o processo de Handoff entre os APs, onde o dispositivo cliente ainda gerencia a troca de APs mas o processo é mais rápido do que o handoff puro. Aqui os APs trocam informações entre si pela controladora, mas o IP ainda muda (figura 14). [5] Figura 14 - AP s ligados a uma controladora de gerencia. Fonte: [5]

32 31 Controladora que usa virtualização de wireless: é a melhor solução do mercado atual, aonde a controladora virtualiza a rede sem fio entre todos os APs como sendo único para o cliente, onde literalmente a controladora monitora e escuta os APs na rede. Para aplicações empresariais como TelefoniaIP, é a mais indicada. Mas para usuários caseiros e small-offices, pode ser uma solução muito cara. Agora os endereços IPs serão os mesmo em todos os APs. Aqui este tipo de controladora também trabalha como um roteador de camada 3 (figura 15). [5] Figura 15 - Ap s ligados a uma controladora de virtualização de rede Wireless. Fonte: [5] É importante lembrar que a melhor solução é a baseada em controladora, apesar que sempre é o dispositivo móvel que decide a hora de trocar de AP. Mas se o dispositivo móvel não tiver um bom gerenciamento, o Handoff será problemático. Dependendo do tipo de rede, o custo de uma controladora pode ser algo demasiadamente caro para implementá-la. De qualquer forma, dependendo do uso, é preciso fazer uma avaliação do tipo custo/benefício.

33 32 3 CONCLUSÃO Este trabalho fez uma apresentação e uma análise de um processo facilitador para locomoção de dispositivos móveis em uma rede sem fio: o Handoff. Mas uma cobertura de rede mal projetada pode piorar a situação. Entende-se que apesar de existir formas para facilitar o processo por parte dos dispositivos móveis de acesso, a decisão de realizar o Handoff sempre é do dispositivo móvel. O trabalho apresentou as possibilidades de melhoria no processo, mas deixou claro que são caras e portanto cabíveis financeiramente apenas para grandes empresas. O objetivo do trabalho foi atingido utilizando meios de fácil acesso, não sendo necessário altos investimentos, como o software Wireshark que é gratuito e um notebook de performance mediana com sistema operacional Linux com uma distribuição gratuita. Sugere-se como próximos trabalhos a possiblidade de usar meio de captura especializados, como hardware e software empresariais não gratuitos, para averiguar o quanto é possível avançar na pesquisa deste assunto.

34 33 BIBLIOGRAFIA 1- CARPENTER, TOM. CWNA Certifed Wireless Network Administrator Offcial Study Guide (Exam PW0-100) 4 ed. New York : MacGraw-Hill, MISHRA, Arunesh. SHIN, Minho. ARBAUGH, William. An Empirical Analysis of the IEEE MAC Layer Handoff Process. Paper. University of Maryland. USA. 3- ORZACH, Yoram. Network Analysis using Wireshark. Packt Publishing Ltd, SOARES, Luiz Fernando G.LEMOS, Guido. COLCHER, Sergio. Redes de computadores: das LAN, MANS e WANs as redes ATM. Rio de Janeiro: Campus, Acesso em: 25 de março de Acesso em: 25 de março de Acesso em: 02 de abril de Acesso em: 02 de abril de Acesso em: 01 de maio de Acesso em: 01 de maio de 2014