Estudo de caso da Solução Unified Wireless Cisco. Jonas Odorizzi. Curso de Redes e Segurança de Sistemas. Pontifícia Universidade Católica do Paraná

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1 Estudo de caso da Solução Unified Wireless Cisco Jonas Odorizzi Curso de Redes e Segurança de Sistemas Pontifícia Universidade Católica do Paraná Curitiba, Abril de 2010 RESUMO Este artigo tem o objetivo avaliar a implementação e administração da solução de Unified Wireless em uma organização. O modelo avaliado abrange as soluções de administração para WLAN oferecido pela empresa Cisco Systems, pois esta permitiu um controle centralizado da infra-estrutura wireless e também possibilitou a localização de clientes móveis. 1. Introdução A infra-estrutura de cabeamento das redes locais das organizações já não mais atende as demandas de mobilidade das pessoas e dispositivos, as necessidades das redes WLAN estão cada vez mais presentes no nosso dia-a-dia, pois cada vez mais temos a necessidade de utilizar dispositivos móveis em qualquer lugar e momento, a partir deste pressuposto organizações vem adotando cada vez mais redes mistas, utilizando no meio físico par metálico e óptico com radio. Atualmente no mercado existem várias soluções para WLAN, com diferentes funcionalidades e valores, neste caso é necessário avaliar algumas questões como: Quais os benefícios que a organização quer da ferramenta? Qual a área de cobertura? Quantos dispositivos pretende-se atender ponto de acesso? deve ser também analisado a topologia da rede atual para estudar qual solução melhor se enquadra na LAN existente.

2 2. Conceito WLAN O termo WLAN é utilizado quando se tem uma rede local sem fio, que utiliza sinais de radio freqüência e segue o padrão IEEE , as WLAN s possibilitam uma grande área de cobertura e boas taxas de transmissão [1]. O padrão estabelecido trabalha através de dois métodos: Autenticação: verifica se host tem autorização de comunicar-se na rede.no modo infra-estrutura é quando ocorre a autenticação entre o cliente e o ponto de acesso. Criptografia: é modo como a informação circula após ser transmitida, os três tipos de criptografia: WEP, WPA, WP2. Uma rede WLAN tem a seguinte estrutura: BSS - Basic service set uma área de comunicação. STA - Wireless LAN Stations clientes da rede. AP - Acess Point ponto de acesso, através dele o clientes se comunicam. DS - Distribution System interliga os AP s, o backbone WLAN. ESS Extend Service Set - Formada por um conjunto de BSS. Figura 1 Estrutura de uma WLAN. Os padrões definidos pelo IEEE segundo Amaury [1] são: IEEE a: Utiliza a tecnica OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), trabalha na frequencia de 5 GHz. IEEE b: Possibilita uma taxa de transmissão superior ao padrão, pois utiliza o High Rate (HR/DSSS). IEEE g: fornece a velocidade do padrão a mas com inteligência de transmissão do padrão b, utiliza o OFDM e opera na freqüência de 2.4 GHz. IEEE n: Trabalha com taxas de transferências de 65 Mbps a 600 Mbps. Utiliza o processo de transmissão MIMO-OFDM e opera na faixa de freqüência:de 2,4 GHz ou 5 GHz.

3 3. Projeto de WLAN Para que o projeto fosse concebido, foram definidas algumas premissas junto ao fornecedor, a arquitetura deveria atender os seguintes requisitos do projeto: A cobertura total da área da empresa; A centralização de administração dos pontos de acesso e clientes; Ferramenta que permitisse a disponibilização de internet WI-FI para terceiros através de uma rede isolada; O recurso de localização através de mapas, ou plantas baixas da organização; Compatibilidade com os outros ativos de rede Cisco ( switches, telefones IP wireless ); 4. Cisco Unified Wireless WLC / WLA / WCS Os produtos que compõe a solução de Unified Wireless da Cisco e que foram implementados na organização são: WLC Wireless Lan Controllers, WLA Wireless Location Appliance e o WCS Wireless Location System, cada equipamento deste tem seu papel especifico dentro de um rede local wireless. A primeira fase do projeto ocorreu com a implantação do Cisco Wireless LAN Controllers 4400 series - WLC, este equipamento é responsável por gerenciar todos os pontos de acesso conectados a rede local, este em formato de Appliance tem a funcionalidade de automatizar as operações da WLAN, pois a inteligência da rede wireless fica presente neste equipamento e não mais nos pontos de acesso como nas estruturas comuns descentralizadas. Neste projeto o equipamento ira se integrar com outros equipamentos para possibilitar uma estrutura unificada wireless e um melhor controle e também atender as demandas do projeto. Foram adquiridos dois equipamentos WLC modelo AIR-WLC K9, que suportam 50 pontos de acesso cada um (quantidade de licenças), mas no ambiente da organização, os mesmos foram configurados para trabalhar em Load Balacing e redundância, sendo possível cada equipamento WLC gerenciar somente 25 pontos de acesso, desta maneira foi possível obter disponibilidade na rede wireless local. Este equipamento possui uma série de funcionalidades como: registrar novos perfis WLAN, gerenciar os pontos de acesso de forma remota, na qual possibilita aumentar a potência de sinal nos pontos de acesso, desabilitar pontos de acesso, monitoramento de segurança da rede local wireless, identificar pontos de acesso desconhecidos próximos a empresa, gerar log e alerta de segurança de diferentes categorias, possibilidade de verificar os clientes conectados. Na topologia da organização a qual foi implantado a interface do WLC de gerenciamento não será valida para administração, pois outro aplicativo será o responsável por agregar as funcionalidades citadas acima. Os padrões suportados do controlador são IEEE

4 802.11a, b, g, d, h, n e os modelos de pontos de acesso utilizados na infra-estrutura para integrar com os controladores foram Access Point s Aironet 1242ag com duas antenas de 2,5 Ghz e mais duas antenas de 5 Ghz. Os equipamentos utilizados no projeto podem ser visualizados na figura 2. Figura 2 Topologia de equipamentos do projeto. A segunda etapa do projeto ocorreu com implantação do Cisco Wireless Location Appliance - WLA, este equipamento é o responsável por recolher, computar e armazenar a localização física dos clientes da rede local wireless, o mesmo efetua este procedimento através das informações recebidas dos controladores wireless WLC. O WLA efetua o cálculo da localização dos clientes da seguinte forma, segundo Cisco Systems [2], os pontos de acesso coletam as informações de força de sinal (RSSI) dos clientes conectados (notebook, PDA, Tag s...) a informação recolhida é enviada para os WLC s através do protocolo LWAPP, os controladores então agregam informações RSSI e envia a informação ao Location WLA através do protocolo SNMP. O Cisco Wireless Location Appliance executa os cálculos de localização baseado na informação RSSI recebida dos controladores através de SNMP, e comunica-se com o WCS Wireless Control System também através do SNMP, para que o WCS possa gerar a localização física dos clientes de forma visual nos mapas. Os controladores de LAN do Cisco Wireless que recolhem a informação RSSI devem estar integrados ao Cisco Wireless Location Appliance e este deve estar integrado ao WCS Wireless Control System, que é o aplicativo aonde os mapas são gerados e os pontos de acesso são adicionados aos mapas, através deste é possível verificar a localização física dos clientes na WLAN. A última fase de implantação do projeto ocorre com instalação de uma maquina virtual com o aplicativo Cisco Wireless Control System, este tem a finalidade de administrar os controladores wireless WLC, todas as funções dos controladores passam a ser administradas de forma central através do aplicativo, é também responsável de receber as informações do geradas do localizador WLA e através destas informações recebidas gerar os mapas com as localizações dos clientes.

5 O Wireless Control System é a ferramenta que gerencia os controladores e o localizador, com este aplicativo é possível gerenciar os ciclos de uma rede WLAN Segundo Cisco System [3] os benefícios e características da plataforma são: Escalabilidade : possibilidade de gerenciar de forma centralizada até pontos de acesso com o cisco WCS navigator. Acompanhar o ciclo de vida da WLAN desde o planejamento até o monitoramento; Ferramentas de design e planejamento da WLAN, para projetar a área de cobertura e instalação dos pontos de acesso; Auditoria e acesso em tempo real que verifica disponibilidade e a saúde da WLAN; Disponibilidade através de Load Balancing e Cluster da estrutura; Segmentar a rede WLAN, de forma a criar vários SSID s, com diferentes permissões de tráfego, seja para: clientes, visitantes, clientes internos. Segurança através de um módulo IPS, possui também alarmes e eventos que reconhecem pontos de acesso ou clientes não autorizados; Serão verificadas as principais funcionalidades do WCS a seguir, na figura 3 abaixo é possível verificar a interface principal do aplicativo é a visão abrangente da rede ou genérica, com esta visão é possível verificar através de gráficos que indicam a quantidade de equipamentos ativos tais como: controladores, pontos de acesso por radio e também quantidade de clientes por horários. Figura 3 Interface do WCS Visão genérica.

6 Figura 4 Interface WCS visão de clientes. Esta visão é utilizada para verificar a quantidade de clientes por tipo de protocolo A/B/G, quantidade de clientes por ponto de acesso e também a taxa de downstream e upstream geral dos clientes. A ferramenta dispõe de um filtro que mostra o histórico de clientes como: clientes que utilizam 2,4 GHz ou 5 GHz, Clientes associados, clientes autenticados, clientes detectados nas últimas 24 horas, clientes excluídos, clientes proibidos. A aplicação apresenta diversas visões de segurança e monitoramento todas estas visões são customizáveis de acordo com a necessidade da infra-estrutura. Na visão dos clientes também é possível verificar os alarmes e eventos gerados pelos clientes e pontos de acesso, como representado na figura 5. Figura 5 Alarme e eventos.

7 Na aba de visões de clientes é possível selecionar um cliente especifico, autenticado a um ponto de acesso, e após esta seleção o administrador tem uma visão detalhada do cliente, podendo verificar várias informações como: IP e MAC Address do cliente, qual o protocolo e qual perfil de WLAN o cliente esta associado, taxa de pacotes enviados e recebidos, tipo de encriptação da conexão, histórico de associação com os pontos de acesso (roaming). Esta parte do software também facilita a vida do administrador na resolução de problemas com os clientes, pois fornece algumas funções como: visualizar a localização atual do cliente, remover o cliente, gerar um relatório rápido da conexão do cliente, verificar os pontos de acesso que o cliente consegue captar. O WCS oferece também a opção de troubleshooting do cliente que faz um pequeno teste de quatro etapas como: teste de associação, teste de autenticação, teste de atribuição de endereço IP e acaso o WCS identifique algum problema durante estas etapas ele irá informar na interface o problema que pode esta ocorrendo com o cliente e irá sugerir uma resolução para este determinado problema, neste complemento também é possível iniciar a captura de log s de um cliente especifico e também observar o histórico de eventos de um cliente, todas estas funcionalidades pode ser observadas na figura 6. Figura 6 Detalhes do cliente e troubleshooting de cliente.

8 O WCS possui um módulo que o administrador tem a visão de cobertura dos pontos de acesso dentro de um setor ou perímetro, com esta funcionalidade consegue-se verificar a localização dos clientes, e a intensidade de sinal, também é possível através dos filtros identificar nos mapas a localização de TAG s wireless, pontos de acesso e clientes não autorizados, caso houvesse pontos de acesso que sobrepõe os canais ativos dos pontos de acesso controlado pelos controladores wireless, no mapa seria gerado um alerta especifico a esta situação. Com a construção do mapa, a visão da necessidade de mais pontos de acesso se torna clara, pois após o posicionamento dos pontos de acesso no mapa a ferramenta indica os pontos de sombra e a intensidade de sinal de cada área do setor através de cores que representam a forca do sinal, como observado no exemplo da figura 7 os pontos com melhor alcance de sinal estão em amarelo e os pontos mostrados com críticos pela ferramenta estão em azul, pois representa fraca intensidade de sinal. Todo o mapa é construído através do WCS, o procedimento ocorre com a importação de uma planta baixa em formato CAD para o WCS através de um editor próprio da ferramenta e todas as paredes ou obstáculos são redesenhados, selecionandose os tipos de materiais como: parede fina, parede grossa, vidro ou madeira, através destas informações e após a inclusão dos pontos de acesso no mapa, a ferramenta efetua os cálculos de propagação do sinal, a solução pode ser detalhada na figura 7. Figura 7 Visão de cobertura e Editor de mapas.

9 O WCS possui o módulo de relatórios que permite que diversos tipos de relatórios sobre a WLAN possam ser gerados, tais relatórios são divididos em: cliente, visão geral, equipamento, convidados, desempenho e segurança. O relatório também pode ser observado em tempo real, verificando os detalhes do cliente através de gráficos que indicam histórico de associação com pontos de acesso e intensidade de sinal captada por este cliente, esta representação é vista na figura 8 abaixo. Figura 8 Módulo de relatórios do WCS.

10 Figura 9 Topologia de funcionamento do Unified Wireless Cisco. 5. Considerações Finais O objetivo deste artigo foi demonstrar o conceito e o funcionamento de um conjunto de ferramentas de Unified Wireless da Cisco, e também foi verificado seus benefícios. O artigo abordou as principais características da aplicação e o os ganhos de performance, segurança e escalabilidade que pode trazer para as áreas de tecnologias da informação das organizações. 6. Referências [1] Acessado em 25/03/2010. [2] e3.shtml. Acessado em 01/04/2010. [3] _data_sheet0900aecd802570d0.html acessado em 26/03/2010.