Wi-Fi: LANs sem Fio

Transcrição

1 Wi-Fi: LANs sem Fio Prof. Leonardo Barreto Campos 1/43

2 Sumário Introdução Características dos padrões Arquitetura Protocolo MAC Leitura Complementar Bibliografia 2/43

3 Introdução LANs sem fio são uma das mais importantes tecnologias de rede de acesso na Internet de hoje: 3/43

4 Introdução Um classe particular de padrões se destaca: a LAN sem fio IEEE /43

5 Introdução Evolução do Wi-Fi: 5/43

6 Introdução Remessas de Access Point ac wave 2: 6/43

7 Introdução Quando estará entre nós? 7/43

8 Introdução Quando estará entre nós? 8/43

9 Introdução E quem mais vende? 9/43

10 Introdução Perspectivas futuras: 10/43

11 Introdução Tráfego em Hexabytes: 11/43

12 Introdução Tráfego em Hexabytes: 12/43

13 Características dos padrões Evolução: 13/43

14 Características dos padrões Modulação: 14/43

15 Arquitetura Principais componentes: Conjunto básico de serviço (basic servisse set BSS) Ponto de aceso (access point AP) Dispositivo interconexão (comutador roteador) de ou 15/43

16 Arquitetura Cada estação sem fio tem um endereço MAC de 6 bytes que é armazenado no firmware do adaptador da estação (na placa); Cada AP também tem um endereço MAC para sua interface sem fio; Como na Ethernet, esses endereços MAC são administrados pelo IEEE e são (em teoria) globalmente exclusivos; 16/43

17 Arquitetura Como obter o endereço MAC no Windows Prompt de Comando (cmd): ipconfig /all 17/43

18 Arquitetura Estações IEEE também podem se agrupar e formar uma rede ad hoc: Rede sem nenhum controle central e sem nenhuma conexão com o mundo exterior. 18/43

19 Arquitetura Canais e Associação: Em , cada estação sem fio precisa se associar com um AP antes de poder enviar ou receber dados da camada de rede; Ao instalar um AP, um administrador de rede designa ao AP um identificador de conjuntos de serviços (Service Set Identifier SSID). 19/43

20 Arquitetura Identificadores de WiFi: 20/43

21 Arquitetura Em um ambiente onde a estação sem fio recebe um sinal suficientemente forte de dois ou mais APs, essa estação precisará se associar a um dos APs: Para isso o padrão IEEE requer que um AP envie periodicamente quadros de sinalização, cada qual incluindo SSID e o endereço MAC do AP. Ao tomar conhecimento dos APs disponíveis por meio dos quadros de sinalização, a estação sem fio seleciona um desses pontos de acesso para se associar. 21/43

22 Arquitetura O padrão IEEE não especifica um algoritmo para selecionar com quais dos APs disponíveis se associar maaaas: Em geral, o hospedeiro escolhe o AP cujo quadro de sinalização é recebido com a intensidade de sinal mais alta. 22/43

23 Arquitetura O processo de varrer canais e ouvir quadros de sinalização é conhecido como varredura passiva: 23/43

24 Arquitetura Varredura ativa: Um hospedeiro sem fio transmite um quadro de investigação que será recebido por todos os APs dentro de uma faixa desse hospedeiro sem fio: 24/43

25 Arquitetura Associação: Associação com base no endereço MAC de uma estação; Nomes de usuários e senhas; Recomenda-se separar o servidor de autenticação do AP para melhor desempenho 25/43

26 O protocolo MAC Após a associação ao um AP, uma estação sem fio pode começar a enviar e receber quadros de dados de e para o ponto de acesso; Porém, como várias estações podem querer transmitir quadros de dados ao mesmo tempo sobre o mesmo canal, é preciso de um protocolo de acesso múltiplo para coordenar as transmissões 26/43

27 O protocolo MAC Em termos gerais, há três classes de protocolos de acesso múltiplo: Partição de canal (incluindo CDMA) Acesso aleatório Revezamento Inspirados pelo enorme sucesso da Ethernet e seu protocolo de acesso aleatório (CSMA/CA), os projetistas do IEEE escolheram o protocolo denominado CSMA com prevenção de colisão ou, CSMA/CD. 27/43

28 O protocolo MAC CSMA/CA: Carrier sense multiple access with collision avoidance (Acesso múltiplo com verificação de portadora com anulação/prevenção de colisão) 28/43

29 O protocolo MAC CSMA/CA: 1) Se incialmente a estação perceber que o canal está ocioso, ela transmitirá seu quadro após um curto espação de tempo como conhecido como Espaçamento Interquadros Distribuídos (DIFS); 29/43

30 O protocolo MAC CSMA/CA: 2) Caso contrário, a estação escolherá um valor aleatório de recuo usando o recuo exponencial binário e fará uma contagem regressiva desse valor quando perceber que o canal está ocioso. Se a estação perceber que o canal está ocupado, o valor do contador permanecerá congelado; 3) Quando o contador chegar a zero, a estação transmitirá o quadro inteiro e então ficará esperando um reconhecimento; 30/43

31 O protocolo MAC CSMA/CA: 4) Se receber um reconhecimento, a estação transmissora saberá que o quadro foi corretamente recebido na estação de destino. Se a estação tiver outro quadro para transmitir, iniciará o protocolo CSMA/CA na etapa 2. Se não receber um reconhecimento, a estação entrará de novo na fase de recuo na etapa 2 e escolherá um valor aleatório em um intervalo maior; 31/43

32 O protocolo MAC CSMA/CD: Carrier sense multiple access with collision detection (Acesso múltiplo com verificação de portadora com detecção de colisão) 32/43

33 O protocolo MAC CSMA/CD: Carrier sense multiple access with collision detection (Acesso múltiplo com verificação de portadora com detecção de colisão) 33/43

34 O protocolo MAC CSMA/CD: No protocolo de acesso múltiplo CSMA/CD, uma estação começa a transmitir tão logo percebe que o canal está ocioso. Com o CSMA/CA, entretanto, a estação priva-se de transmitir enquanto realiza a contagem regressiva, mesmo quando percebe que o canal está ocioso. Porque isso acontece? Como no CSMA/CA transmite o quadro inteiro, evitaria uma colisão dispendiosa. 34/43

35 O protocolo MAC Em ambos os protocolos a estação sonda o canal antes de transmitir e abstém-se de transmitir quando percebe que o canal está ocupado; 35/43

36 O protocolo MAC O protocolo MAC não implementa detecção de colisão por dois motivos: A capacidade de detectar colisões exige as capacidades de enviar e de receber ao mesmo tempo. Como a potência do sinal recebido em geral é muito pequena, é caro construir um hardware que possa detectar colisões; Mais importante, ainda que pudesse detectar colisões, o adaptador não seria capaz de detectar todas as colisões, devido ao problema do terminal escondido e do desvanecimento 36/43

37 O protocolo MAC Terminais ocultos: RTS e CTS 37/43

38 O protocolo MAC Terminais ocultos: RTS e CTS RTS: Request to Send CTS: Clear to Send 38/43

39 O protocolo MAC Terminais ocultos: RTS e CTS 39/43

40 Leitura Complementar Link: 40/43

41 Leitura Complementar Link: 41/43

42 Leitura Complementar Link: 42/43

43 Bibliografia Kurose, James F., Keith W. Ross, and Wagner Luiz Zucchi. Redes de Computadores ea Internet: uma abordagem top-down. 6ª Ed., Pearson, /43