Quadros. Transmitido em taxa variável. Transmitidos em uma taxa básica. Dados RTS CTS ACK

Transcrição

1 Quadros Transmitido em taxa variável Dados Transmitidos em uma taxa básica RTS CTS ACK

2 Quadro de dados Controle de quadro (2 octetos) Subdividido em 11 campos Versão (2 bits) Tipo (2 bits) Dados Controle Gerenciamento Subtipo (4 bits) Função do quadro

3 Quadro de dados Controle de quadro (cont.) Para DS (1 bit) Quadro destinado ao sistema de distribuição De DS (1 bit) Quadro deixando o sistema de distribuição MF (1 bit) Mais fragmentos do quadro Repetir (1 bit) Retransmissão de um quadro

4 Quadro de dados Controle de quadro (cont.) Potência (1 bit) Transmissor está no modo dormindo Mais (1 bit) Transmissor tem mais quadros para o receptor WEP (1 bit) Ordem (1 bit) Sequência de quadros deve ser processada em ordem

5 Quadro de dados Duração (2 octetos) Tempo de ocupação pelo quadro e sua confirmação Usado no NAV Endereço 1 ( 6 octetos) Receptor físico Endereço 2 (6 octetos) Transmissor físico Endereço 3 (6 octetos) Lógico

6 Quadro de dados Sequência (2 octetos) Número de sequência de quadro (12 bits) Número de sequência de fragmento (4 bits) Endereço 4 (6 octetos) Lógico Dados Não precisa de tamanho mínimo Tamanho máximo de 2312 octetos CRC (4 octetos)

7 Quadro de dados Endereçamento Ad Hoc De DS = 0 Para DS = 0 Endereços DA, SA, BSSID Infraestruturada, de PA De DS = 1 Para DS = 0 Endereços DA, BSSID, transmissor lógico Infraestruturada, para PA De DS = 0 Para DS = 1 Endereços BSSID, SA, receptor lógico

8 Quadro de dados Endereçamento (cont.) Infraestruturada, dentro do DS sem fio De DS = 1 Para DS = 1 Endereços RA, TA, DA, SA

9 Endereçamento Exemplo de endereçamento (adaptado de Kurose) R1 H1

10 Quadro RTS Controle de quadro Duração RA Tempo em microssegundos para enviar CTS, dados e ACK Endereço de destino

11 Quadro RTS TA Endereço de origem FCS CRC

12 Quadro CTS Controle de quadro Duração RA Tempo em microssegundos para enviar dados e ACK Endereço de destino FCS CRC

13 Quadro ACK Controle de quadro Duração RA 0 se MF = 0 no quadro de dados anterior Tempo em microssegundos para enviar dados e ACK se MF = 1 no quadro de dados anterior Endereço de destino FCS CRC

14 Quadro CF-Poll Controle de quadro Duração DA BSSID SA Sequência Dados (pode não conter) FCS

15 Quadros CF-End ou CF-End+ACK Controle de quadro Duração 0 RA Endereço de difusão BSSID FCS

16 Mobilidade na mesma sub-rede IP Exemplo de mobilidade (Fonte: Kurose)

17 Segurança Talvez o tópico mais importante para aceitação das redes sem fio IEEE apresenta graves furos de segurança

18 Segurança - WEP Wired Equivalent Privacy Provou-se menos seguro do que anteriormente previsto Segurança Privacidade criptografia Integridade CRC Transmissor e receptor compartilham uma chave secreta de 40 ou 104 bits Vetor de inicialização (IV) de 24 bits Algoritmo de integridade CRC-32

19 Segurança - WEP Encriptação

20 Segurança - WEP Decriptação

21 Segurança - WEP Problemas Reutilização e o envio em texto claro dos IVs Ou-exclusivo de duas ou mais mensagens que usaram um mesmo IV pode-se obter as mensagens originais Se uma das mensagens for conhecida, pode-se obter a(s) outra(s) Uso de uma única chave secreta sem mecanismos de distribuição de chaves Se a chave fosse modificada de tempos em tempos seria mais difícil Atacante pode modificar a mensagem original, recalcular o CRC e modificá-lo para a mensagem passar pela verificação de integridade

22 Segurança - WEP Solução IEEE i

23 Camada física Criadas diversas extensões da norma Modificam a camada física do padrão original Extensões propostas em documentos separados Alteram partes do padrão IEEE de 1999 e introduzem novas funcionalidades Camada composta por duas subcamadas Subcamada de convergência Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) Subcamada dependente do meio físico (PMD)

24 Camada física - PMD Uso da banda ISM nas faixas de 2,4 e 5 GHz Industrial, Scientific, and Medical Exceto para infravermelho Não exige licenciamento Disponível no mundo todo Problemas de interferência em 2,4 GHz Portões de garagem Telefones sem fio Fornos de microondas

25 Camada física - PMD (1997) Infravermelho a 1 e 2 Mbps FHSS a 1 e 2 Mbps DSSS a 1 e 2 Mbps b (1999) DSSS a 1, 2, 5,5 e 11 Mbps a (1999) OFDM a 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 e 54 Mbps

26 Camada física - PMD g (2001) ERP-DSSS e ERP-CCK a 1, 2, 5,5 e 11 Mbps ERP-OFDM a 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 e 54 Mbps ERP-PBCC a 22 e 33 Mbps Não muito utilizado DSSS-OFDM Cabeçalho usa DSSS e dados usam OFDM Não muito utilizado

27 Camada física Técnicas de transmissão Infravermelho (802.11) FHSS em 2,4 GHz (802.11) DSSS em 2,4 GHz (802.11) HR-DSSS (802.11b) OFDM em 5 GHz (802.11a) OFDM em 2,4 GHz (802.11g)

28 Camada física - infravermelho Comprimentos de onda de 850 a 950 nm Alcance de 10 a 20 m Recepção por visada direta ou transmissões refletidas

29 Camada física - infravermelho Codificação 16-PPM 4 bits de dados 16 símbolos 4-PPM 2 bits de dados 4 símbolos Unidade básica de transmissão (slot) corresponde a uma da M posições de um pulso 250 ns

30 Camada física - infravermelho Problemas Interferência da luz do dia Não atravessa paredes Taxas de transmissão baixas 1 Mbps 2 Mbps Não é muito utilizada

31 Camada física - FHSS Banda total dividida em canais de 1 MHz Tempo em cada canal (dwell time) é de 390 unidades de tempo (quase 0,4 s) 26 sequências de saltos ortogonais Padronizadas Adesão a rede Quadros de sinalização incluem Estampa de tempo Elemento de conjunto de parâmetros FH Número do padrão de saltos Índice de saltos

32 Camada física - FHSS Modulação 2-GFSK (obrigatória) 1 bit de dados 1 símbolo 4-GFSK 2 bits de dados 1 símbolo

33 Camada física - FHSS Cabeçalho transmitido a 1 Mbps Todas as estações podem compreender os quadros Taxas de transmissão baixas

34 Camada física - DSSS Código de 11 bits chamado código de Barker {+1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1} Tolerante ao problema dos múltiplos caminhos 14 canais de 22 MHz 11 nos EUA

35 Camada física - DSSS Modulação DBPSK 1 bit de dados 1 símbolo DQPSK 2 bit de dados 1 símbolo

36 Camada física - DSSS Cabeçalho transmitido a 1 Mbps Taxas de transmissão baixas

37 Camada física - HR-DSSS High Rate DSSS b Difícil distinguir entre um número maior de fases Problema dos múltiplos caminhos Sofisticação e custo da eletrônica

38 Camada física - HR-DSSS Solução 8-chip Complementary Code Keying (CCK) Palavras de código de 8-chips Não usa mais o código de Barker Codifica 4 ou 8 bits de dados Palavra de código não é fixa Derivada dos bits de dados e de um gerador de chipping Taxa de símbolos de 1,375 Msps 11 Mcps (chips por segundo) Duração do símbolo corresponde a 8 chips

39 Camada física - HR-DSSS CCK a 5,5 Mbps 4 bits de dados 1 símbolo CCK a 11 Mbps 8 bits de dados 1 símbolo

40 Camada física - HR-DSSS Cabeçalhos transmitidos a 1 Mbps Compatibilidade com o padrão anterior Taxas básicas 1 Mbps 2 Mbps Envio de quadros de controle, em difusão ou em difusão seletiva Infraestruturada uma das taxas básicas Ad hoc 1 Mbps Taxas de dados 5,5 Mbps 11 Mbps

41 Camada física - HR-DSSS Modulação DBPSK DQPSK

42 Camada física - IEEE b Canais do IEEE b (EUA)

43 Camada física - OFDM a 52 subportadoras 48 de dados Canais de 16,6 MHz Modulação BPSK 1 bit de dados 1 símbolo QPSK 2 bits de dados 1 símbolo 16-QAM 4 bits de dados 1 símbolo 64-QAM 6 bits de dados 1 símbolo

44 Camada física - OFDM FEC Taxas 1/2, 2/3 ou 3/4 Relação de bits de dados pelo total de bits Duração de um símbolo 4 µs (3,2 µs + 0,8 µs de intervalo de guarda entre símbolos) taxa de símbolos 250 ksps

45 Camada física - OFDM Taxas de dados obrigatórias 6 Mbps 12 Mbps 24 Mbps ACK enviado geralmente a 24 Mbps

46 Camada física - IEEE a Canais do IEEE a (EUA)

47 Camada física - OFDM Não é compatível com os padrões anteriores Utiliza uma faixa de frequências diferente

48 Camada física - OFDM g ERP-OFDM (Extended Rate PHY - OFDM) Idem OFDM do a

49 Camada física - OFDM - IEEE g Taxas de dados obrigatórias 6 Mbps 12 Mbps 24 Mbps (Além de 1, 2, 5,5 e 11 Mbps para manter a compatibilidade com o b) Taxa máxima 54 Mbps

50 Camada física - IEEE g Canais do IEEE g (EUA)

51 Camada física - PLCP Diferentes procedimentos definidos para cada extensão do IEEE PPDUs PDUs do PLCP Algumas extensões possuem PPDUs Curtas Aumento da eficiência Longas Manutenção da compatibilidade com os padrões anteriores Exemplos a seguir

52 PPDU longa b HR-DSSS 11 Mbps Preâmbulo (18 octetos) SYNC (128 bits) Sincronização SFD (16 bits) Delimitador de início de quadro

53 PPDU longa b HR-DSSS 11 Mbps Cabeçalho (6 octetos) Sinal (8 bits) Define a taxa de transmissão utilizada para a PSDU Serviço (8 bits) Indica o tipo de modulação e outras características Comprimento (16 bits) Tempo de transmissão em microssegundos

54 PPDU longa b HR-DSSS 11 Mbps Cabeçalho (cont.) CRC (16 bits) PSDU Protege os campos sinal, serviço e comprimento Enviada a 1, 2, 5,5 ou 11 Mbps

55 PPDU g ERP-OFDM 54 Mbps Preâmbulo Sincronização Sinal (24 bits) Taxa (4 bits) Reservado (1 bit) Comprimento (12 bits) Tamanho em octetos

56 PPDU g ERP-OFDM 54 Mbps Sinal (cont.) Paridade (1 bit) Tail (6 bits) Dados Colocados em zero Serviço (16 bits) PSDU

57 PPDU g ERP-OFDM 54 Mbps Dados (cont.) Tail (6 bits) Colocados em zero Enchimento Pode ser necessário para completar o número de bits de um símbolo OFDM

58 Temporizações SIFS = RxRFDelay + RxPLCPDelay + MACProcessingDelay + RxTxTurnaroundTime Tempo do fim do recebimento de um quadro ao começo do envio de outro RxRFDelay tempo entre o fim do último símbolo e uma PMD-DATA.indication RxPLCPDelay tempo para entregar dados ao MAC MACProcessingDelay tempo para processar o quadro e preparar uma resposta RxTxTurnaroundTime tempo máximo para trocar de recepção para transmissão

59 Temporizações SlotTime = CCATime + RxTxTurnaroundTime + AirPropagationTime + MACProcessingDelay Tempo para o quadro ser escutado por todos em um mesmo slot CCATime tempo mínimo de detecção de portadora RxTxTurnaroundTime tempo máximo para trocar de recepção para transmissão AirPropagationTime tempo (máximo) que o sinal leva do transmissor ao receptor MACProcessingDelay tempo para processar o quadro e preparar uma resposta DIFS = SIFSTime + 2 x SlotTime PIFS = SIFSTime + SlotTime