Redes de Computadores DCC/UFJF Capítulo 6 Redes sem fio e Redes móveis Material fortemente baseado nos slides do livro: Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring the Internet. Os slides foram disponibilizados pelos autores James F. Kurose e Keith W. Ross All material copyright 1996-2009 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved 6: Wireless and Mobile Networks 6-1
Capítulo 6: Redes sem fio e Redes móveis Background: # de telefones móveis excede o # de assinantes de telefone fixo redes de computadores: laptops, palmtops, PDAs, telefones com acesso a Internet dois desafios importantes (mais diferentes) wireless: comunicação usando um enlace sem fio mobilidade: permitir e suportar um usuário móvel que muda o seu ponto de acesso a rede 6: Wireless and Mobile Networks 6-2
Capítulo 6 6.1 Introdução Wireless 6.2 Enlaces sem fio, características 6.3 IEEE 802.11 Redes locais sem fio( wi-fi ) 6.4 Acesso a Internet via Celular arquitetura padrões (e.g., GSM) Mobilidade 6.5 Princípios: endereçamento e rotemanto de usuários móveis 6.6 IP Móvel 6.7 Gerenciamento de mobilidade em redes celulares 6.8 Mobilidade e o impacto nos protocolos das camadas superiores 6.9 Sumário 6: Wireless and Mobile Networks 6-3
Elementos de uma rede sem fio network infrastructure Hosts sem fio laptop, PDA, tel IP executa aplicações podem ser ou não móveis Sem fino não significa sempre mobilidade 6: Wireless and Mobile Networks 6-4
Elementos de uma rede sem fio network infrastructure estação base Tipicamente conectada a uma rede com fio relay responsável por enviar pacotes entre a rede com fio e os hosts sem fio, dentro da sua área de atuação e.x., torres celulares, pontos de acesso 6: Wireless and Mobile Networks 6-5
Elementos de uma rede sem fio network infrastructure Enlace sem fio tipicamente usado para conectar dispositivos móveis a estação base também usado como enlace de backbone protocolo de acesso múltiplo coordena o acesso ao enlace várias taxas de dados, e distância para transmissão 6: Wireless and Mobile Networks 6-6
Características de alguns padrões 200 802.11n Data rate (Mbps) 54 5-11 4 1.384 802.15 802.11a,g 802.11b 802.11a,g point-to-point 802.16 (WiMAX) UMTS/WCDMA-HSPDA, CDMA2000-1xEVDO UMTS/WCDMA, CDMA2000 3G data 3G cellular enhanced.056 IS-95, CDMA, GSM 2G Indoor 10-30m Outdoor 50-200m Mid-range outdoor 200m 4 Km Long-range outdoor 5Km 20 Km 6: Wireless and Mobile Networks 6-7
Elementos de uma rede sem fio network infrastructure modo de infra-estrutura estação base conecta host móvel a rede com fio handoff: host móvel muda a estação base com a qual está associado 6: Wireless and Mobile Networks 6-8
Elementos de uma rede sem fio modo ad hoc sem estações base nós somente podem transmitir para outros nós dentro da área de cobertura nós se auto-organizam em uma rede: roteamento entre eles 6: Wireless and Mobile Networks 6-9
Classificação de redes sem fio infra-estrura (e.x., APs) sem infra-estrutura single hop hosts se conectam a estação base (WiFi, WiMAX, celular) que se conecta a Internet sem estação base, sem conexão a Internet(Bluetooth, ad hoc nets) multiple hops host deve passar por vários nós sem fio para se conectar a Internet: redes mesh Host deve passar por vários nós para atingir um outro nó MANET, VANET 6: Wireless and Mobile Networks 6-10
Características de Enlaces sem fio Diferenças em relação a enlaces com fio. redução da força do sinal: radiações eletromagnéticas são atenuadas quando atravessam algum tipo de matéria interferência de outras fontes: frequências da rede sem fio (e.x., 2.4 GHz) compartilhadas com outros dispositivos (e.x., telefone); dispositivos (motores) também interferem propagações por multiplos caminhos: ocorre quando porções da onda eletromagnética se refletem em objetos e no solo e tomam caminhos de comprimentos diferentes um emissor e um receptor. fazem com que comunicação através de um enlace sem fio seja muito mais difícil 6: Wireless and Mobile Networks 6-11
Características de redes sem fio Redes sem fio com múltiplos remetentes e recpetores possuem problemas adicionais: C A B C A B A s signal strength C s signal strength Problema do terminal escondido B, A escutam um ao outro B, C escutam um ao outro A, C podem não escutar um ao outro, porém as suas transmissões podem interferir em B space Atenuação de sinal: B, A escutam um ao outro B, C escutam um ao outro A, C podem não escutar um ao outro, porém podem interferir em B 6: Wireless and Mobile Networks 6-12
Capítulo 6 6.1 Introdução Wireless 6.2 Enlaces sem fio, características 6.3 IEEE 802.11 Redes locais sem fio( wi-fi ) 6.4 Acesso a Internet via Celular arquitetura padrões (e.g., GSM) Mobilidade 6.5 Princípios: endereçamento e rotemanto de usuários móveis 6.6 IP Móvel 6.7 Gerenciamento de mobilidade em redes celulares 6.8 Mobilidade e o impacto nos protocolos das camadas superiores 6.9 Sumário 6: Wireless and Mobile Networks 6-13
LANs sem fio 802.11 802.11b faixa de frequência não licenciada de 2.4-5 GHz até 11 Mbps 802.11a intervalo: 5-6 GHz até 54 Mbps 802.11g intervalo: 2.4-5 GHz até 54 Mbps 802.11n: múltiplas antenas intervalo: 2.4-5 GHz até 200 Mbps todas usam o CSMA/CA para múltiplo acesso Todas possuem versões estação base e redes adhoc 6: Wireless and Mobile Networks 6-14
802.11: arquitetura Internet host sem fio se comunica com a estação base estação base = ponto de acesso (AP) AP hub, switch or router Conjunto básico de serviços( célula ) no modo com infra-estrutura contem: BSS 1 AP hosts sem fio ponto de acesso (AP): estação base modo ad hoc : somente hosts BSS 2 6: Wireless and Mobile Networks 6-15