SISTEMA DE COMUNICAÇÕES OPERACIONAIS MULTIMÍDIA COMUNICAÇÕES MÓVEIS (REDE MESH 802.11s)

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO SISTEMA DE COMUNICAÇÕES OPERACIONAIS MULTIMÍDIA COMUNICAÇÕES MÓVEIS (REDE MESH 802.11s) MONOGRAFIA DE CONCLUSÃO DO CURSO DE GESTÃO DA SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÕES Orientador: Prof. Dr. Jacir Bordim Brasília, 15 de dezembro de 2008 EVERARDO DE LUCENA TAVARES

2 SISTEMA DE COMUNICAÇÕES OPERACIONAIS MULTIMÍDIA COMUNICAÇÕES MÓVEIS (REDE MESH 802.11S) Monografia apresentada ao Departamento de Ciência da Computação da Universidade de Brasília como requisito parcial para a obtenção do título de Especialista em Ciência da Computação: Gestão da Segurança da Informação e Comunicações. Orientador: Prof.Dr. Jacir Bordim Brasília, 2008

3 SISTEMA DE COMUNICAÇÕES OPERACIONAIS MULTIMÍDIA COMUNICAÇÕES MÓVEIS (REDE MESH 802.11S) Monografia de Especialização submetida e aprovada pela Universidade de Brasília como parte do requisito parcial para obtenção do certificado de Especialista em Gestão de Segurança da Informação e Comunicações: Aprovada em: Prof. Jacir Bordim, Dr. Orientador Prof. João Gondim, M.Sc. Universidade de Brasília Prof. Jorge H. C. Fernandes, Dr. Universidade de Brasília Brasília, dezembro de 2008.

Dedico este trabalho a minha Esposa e Filhos... 4

5 AGRADECIMENTOS Ao Grande Maestro e Arquiteto do Universo, que me acompanha em todas as jornadas da minha vida, me proporcionando saúde e sabedoria, À Universidade de Brasília e ao Departamento de Segurança da Informação e Comunicações da Presidência da República, pela oportunidade, Aos professores pelos conhecimentos transmitidos, Aos Professores Jorge e Jacir Bordim, pela orientação firme e incondicional, prestada por ocasião da elaboração deste trabalho, os quais foram determinantes para que eu concluísse com esta monografia, o curso de Gestão de Segurança da Informação e Comunicações.

6 RESUMO Este trabalho descreve as tecnologias empregadas na implantação de uma infra-estrutura de rede sem fio WLAN (Wireless Local Area Network) -WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), no Haiti, em um Teatro de Operações de Combate, utilizando o Padrão 802.11s (Mesh). Uma WLAN-WMAN é uma rede sem fio, implementada como extensão ou alternativa para redes convencionais. Além de redes locais, esta tecnologia pode ser utilizada para redes de acesso à Internet, que nestes casos são denominadas redes WiFi (Wireless Fidelity) / WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Estas redes utilizam sinais de RF ou infravermelho para a transmissão de dados, minimizando a necessidade de cabos de conexão dos usuários à rede. Desta forma, uma WLAN-WMAN, combina comunicação de dados com mobilidade dos usuários dentro da área de cobertura da rede. As tecnologias de redes sem fio mais conhecidas atualmente são as IEEE 802.11b/g/s, as quais foram propostas como elementos agregados, para comporem o sistema do trabalho em análise. O padrão 802.11 utiliza freqüências das bandas ISM (Instrumentation, Scientific & Medical), as quais compreendem três segmentos do espectro (902 a 928 MHz, 2.400 a 2.483,5 MHz e 5.725 a 5.850 MHz) reservados para uso, sem a necessidade de licença, sendo, portanto, de uso livre. Qualquer pessoa pode utilizar esta fatia de frequência,como um provedor para um grande bairro, por exemplo. Adotam uma técnica chamada OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Palavras-chave: Redes sem fio, Wi-Fi, WiMAX e Mesh.

7 ABSTRACT This paper describes the technologies employed in the deployment of an infrastructure for wireless network WLAN (Wireless Local Area Network)-WMAN (wireless Metropolitan Area Network), in Haiti, in a Theater of Operations of Combat, using the standard 802.11s (Mesh). A WLAN-WMAN is a wireless network, implemented as an extension or alternative to conventional networks. In addition to local networks, this technology can be used for Internet access networks, which in these cases are called networks WI-Fi / WiMAX. These networks use of RF or infrared signals to transmit data, minimizing the need for cables connecting to the network of users. Thus, a WLAN-WMAN, combines data communication with users' mobility within the area of coverage. The technologies of wireless networks are currently the most popular IEEE 802.11b/g/s, which were proposed as an aggregate, to compose the system of work under review. The 802.11 standard uses frequency bands of ISM (Instrumentation, Scientific & Medical), which comprise three segments of the spectrum (902 to 928 MHz, 2,400 to 2.483,5 to 5,850 MHz and 5,725 MHz) reserved for use, without the need to leave And therefore free to use. Anyone can use this slice of frequency, as a provider for a large district, for example. To adopt technique called OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Keywords: wireless networks, Wi-Fi, WiMAX e Mesh.

8 SUMÁRIO RESUMO... 6 SUMÁRIO... 8 CAPÍTULO I... 11 1.1 RELEVÂNCIA DO ESTUDO (IMPORTÂNCIA E BENEFÍCIOS)... 12 1.2 TRABALHOS CORRELATOS... 13 1.3 CONTRIBUIÇÃO DO TRABALHO... 13 1.4 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA... 13 1.5 OBJETIVO DO TRABALHO... 14 1.6 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO... 14 CAPÍTULO II... 16 2 DEFINIÇÕES... 16 2.1 TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL (TCP) / INTERNET PROTOCOL (IP) - TCP/IP... 16 2.2 CAMADAS DO TCP/IP... 17 2.2.1 CAMADA FÍSICA... 17 2.2.2 CAMADA DE ENLACE... 19 2.2.3 CAMADA DE REDE... 21 2.2.4 CAMADA DE TRANSPORTE... 22 2.2.5 CAMADA DE APLICAÇÃO... 24 2.3 COMPARAÇÃO DO TCP/IP COM O MODELO OSI... 28 2.4 DEFINIÇÕES IEEE 802... 28 CAPÍTULO III... 30 3 PADRÕES WIRELESS... 30 3.1 EEE 802.11 (WIFI)... 30 3.2 CRONOLOGIA IEEE 802.11 (WIFI)... 33 3.3 DEFINIÇÕES WIFI (CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS)... 34 3.3.1 802.11a... 34 3.3.2 802.11b... 35 3.3.3 802.11d...35 3.3.4 802.11e... 35 3.3.5 802.11f... 35 3.3.6 802.11g... 35 3.3.7 802.11h... 36 3.3.8 802.11i... 37 3.3.9 802.11j... 37 3.3.10 802.11k...37 3.3.11 802.11m... 37 3.3.12 802.11n... 38 3.3.13 802.11p... 38 3.3.14 802.11r... 38 3.3.15 802.11s... 38 3.3.16 802.11t...38 3.3.17 802.11u...38 3.3.18 802.11v...38 3.4 TABELA RESUMO DOS PRINCIPAIS PADRÕES 802.11...39 3.5 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS PADRÕES WIFI...39

9 3.6 TÉCNICAS DE MODULAÇÃO...39 3.7 FREQUÊNCIAS DISPONÍVEIS NO BRASIL...43 3.8 PADRÕES WIFI...44 3.8.1 IEEE 802.11a...44 3.8.2 IEEE 802.11b...45 3.8.3 IEEE 802.11g...46 3.8.4 IEEE 802.11s (Mesh)...48 3.8.5 REDES DE COMPUTADORES AD - HOC...55 3.8.6 IEEE 802.16 (WiMAX)...58 3.8.6.1 CARACTERÍSTICAS DA CAMADA FÍSICA DO IEEE 802.16A [WIMAX, 2004]...71 3.8.7 INTEROPERABILIDADE ENTRE ES PADRÕES IEEE 802.11 E IEEE 802.16...75 3.8.8 OUTROS PADRÕES (IEEE 802.15 BLUETOOTH)...77 3.9 SATÉLITES...79 3.9.1 BANDA C...79 3.9.2 BANDA KU...79 3.10 SEGURANÇA EM REDES SEM FIO...80 3.10.1 PRINCIPAIS AMEAÇAS DE UMA REDE SEM FIO:...80 3.10.2 OPÇÕES DE SEGURANÇA DM REDES WIFI...82 CAPÍTULO IV... 84 4 ROTEAMENTO DE REDES SEM FIO... 84 4.1 REDES AD-HOC...84 4.1.1 VANTAGENS E DESVANTAGENS...84 4.1.2 FLOODING...87 4.1.3 LINK STATE...87 4.1.4 DISTANCE VECTOR...87 4.1.5 CARACTERÍSTICAS DE ROTEAMENTO REDES AD-HOC...88 4.1.6 ALGORITMOS PARA REDES AD-HOC...90 4.1.7 PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO 802.11S MESH...95 CAPÍTULO V... 98 5 APLICAÇÕES PARA REDES SEM FIO... 98 5.1 EXEMPLOS DE EMPREGO DA TECNOLOGIA WIFI...98 5.2 AD-HOC...99 5.2.1 UTILIDADE...99 5.3 BLUETOOTH...100 5.4 MESH CIDADES E MUNICIPALIDADES...100 5.4.1 PAÍSES EM DESENVOLVIMENTO...101 5.4.2 LOCAIS ISOLADOS E DISTANTES...102 5.4.3 EDUCAÇÃO...102 5.4.4 SAÚDE...102 5.4.5 HOSPITALIDADE...103 5.4.6 LOCAIS TEMPORÁRIOS...103 5.4.7 DEPÓSITOS...103 5.4.8 ALGUMAS VANTAGENS DAS REDES MESH MUNICIPAL...104 5.4.9 APLICAÇÕES MILITARES...105 5.5 APLICAÇÕES COMERCIAIS DO WIMAX...106 CAPITULO VI... 107 6 MODELOS DE COMUNICAÇÕES... 107 6.1 PRINCIPAIS OCORRÊNCIAS E DECISÕES...107

10 6.2 PREPARO E APRESTAMENTO...107 6.2.1 A JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA DO TEATRO DE OPERAÇÕES HAITI PARA IMPLANTAÇÃO DE UMA REDE MESH...109 6.2.2 OS PRINCIPAIS ASPECTOS COM RELAÇÃO À NECESSIDADE DE INFRA-ESTRUTURA DE TI QUE LEVARAM À IMPLANTAÇÃO DA REDE MESH...109 6.3 PROJETO MESH HAITI MODELO FÍSICO...111 6.4 PROJETO MESH HAITI CONFIGURAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS...112 6.5 PROJETO MESH HAITI GERENCIAMENTO DA REDE...113 6.6 PROJETO MESH HAITI SERVIÇOS NA REDE...114 6.7 PROJETO MESH HAITI EMPREGO OPERACIONAL...115 CAPÍTULO VII... 116 7 TRABALHOS FUTUROS E CONCLUSÃO... 116 REFERÊNCIAS...123

11 CAPÍTULO I 1 INTRODUÇÃO O presente trabalho tem por finalidade, apresentar uma proposta de projeto de comunicações multimídia, para mobiliar Organizações Públicas e Privadas utilizando tecnologias sem fio disponíveis no mercado. A metodologia utilizada para elaboração desse trabalho, foi o estudo de caso prático, onde está focada a rede Mesh, implantada no Haiti, pelo EB, em 2007. Redes sem fio oferecem uma constante interligação dos usuários independente do ambiente em que se encontram, são adaptáveis a qualquer mudança, tornando-se uma tendência mundial. É uma tecnologia que cresce em utilização e evolução, ficando cada vez mais acessíveis. Com isso, surgiu a necessidade de se definir padrões para a comunicação através de redes sem fio entre equipamentos e dispositivos. O padrão Wi-Fi atualmente é o mais conhecido, sendo utilizado para ambientes locais, onde a comunicação entre os dispositivos não ultrapasse a distância de 100m. Um dos principais problemas encontrados na utilização deste padrão são as interferências causadas por aparelhos que trabalham na mesma faixa de freqüência. O padrão Bluetooth surgiu com a idéia de eliminar os cabos para a interligação entre dispositivos, porém hoje é bastante utilizado para criar redes pessoais temporárias através de PDA s (Personal Digital Assistant) e celulares. O padrão Mesh foi criado com o mesmo conceito utilizado na comunicação através da Internet, ou seja, utiliza saltos entre equipamentos para alcançar o seu destino. O padrão WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) atualmente, foi desenvolvido como uma promessa revolucionária para a comunicação através de redes de computadores sem fio, pois irá criar redes metropolitanas com alta taxa de transmissão de dados, inclusive para usuários móveis. Diversas aplicações para este padrão estão sendo criadas. Desta maneira, este trabalho apresenta as características destes padrões citados acima, observando a utilização de cada um, de acordo com a sua finalidade ou aplicação, verificando-se suas vantagens e desvantagens. Apresentando ainda, uma comparação entre os padrões WiMAX, Wi-Fi e Mesh.

12 1.1 RELEVÂNCIA DO ESTUDO (IMPORTÂNCIA E BENEFÍCIOS) O estudo do emprego da tecnologia sem fio na Administração Pública Federal (APF), com foco do emprego inicialmente no Ministério da Defesa (MD)/Exército Brasileiro (EB), é relevante tendo em vista a necessidade de alta mobilidade nos campos de batalha e taxa de transmissão compatível com as necessidades tecnológicas atuais. Importância Dotar os pequenos escalões de um sistema de comunicações moderno, eficiente e de baixo custo, a fim de possibilitar o aumento da mobilidade sem degradar o sistema de Comando e Controle (C2) da Força. Benefícios Suprir a falta de uma infra-estrutura de comando e controle moderna para os escalões Companhia (Cia), Pelotão (Pel) e Grupo de Combate (GC). Proporcionar um sistema, para emprego em pequenas frações, capaz de integrar-se ao SNT. Contribuir para a alta mobilidade nos escalões considerados. Capilarizar a infra-estrutura do C2 em combate. Proporcionar um sistema de comunicações de baixo custo, capaz de permitir o fluxo adequado e seguro de comunicações de comando e controle entre os escalões em questão. Transmissão de informações visuais do campo de batalha. Permitir, através da adoção de um padrão de mercado (IEEE 802.11x e 802.16x): - uma alta disponibilidade de peças de reposição e equipamentos; - interoperabilidade com as redes de dados civis existentes; - interoperabilidade com as redes de dados militares existentes; e - integração com o sistema telefônico utilizando-se voz sobre IP.

13 1.2 TRABALHOS CORRELATOS O Exército Brasileiro por intermédio do Centro de Desenvolvimento de Sistemas (CDS), Centro de Guerra Eletrônica e o seu Centro Tecnológico no Rio de Janeiro vem desenvolvendo sistemas nessa área tecnológica os quais podem ser úteis para a APF como um todo. 1.3 CONTRIBUIÇÃO DO TRABALHO O Exército Brasileiro implantou no decorrer do primeiro semestre de 2007, em Port-au-Prince, capital do Haiti, uma rede metropolitana que utiliza o padrão 802.11s (Mesh).Essa rede vem sofrendo manutenção semestralmente e os resultados foram tão animadores que está sendo desenvolvido um trabalho doutrinário para a Força baseado nessa tecnologia. Essa tecnologia pode perfeitamente ser empregada na APF. 1.4 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA A APF / MD / EB carecem de um sistema de comunicações móveis, segura e confiável que ilumine a última milha de um Teatro de Operações (TO). Há efetivamente necessidade operacional de se mobiliar as pequenas frações (Pelotões (Pel):- composto por 30 (trinta) homens e Grupo de Combate (GC):- composto por 09(nove) homens) e até mesmo observadores avançados, com equipamentos de baixo custo, leves e integrados fisicamente ao Sistema de Comando e Controle do Exército (C2 em Combate). Por outro lado, não basta haver infra-estrutura de comunicações, mas aplicações que utilizem efetivamente a mesma. Visualiza-se que, nas pequenas frações, não se deve sobrecarregar o combatente com softwares sofisticados e complexos, mas softwares simples, de uso muito fácil.

14 1.5 OBJETIVO DO TRABALHO O foco desse trabalho é o estudo da viabilidade tecnológica para a implantação de uma rede sem fio em malha confiável, na APF/MD/EB, visando uma possível integração dos padrões IEEE 802.11x e IEEE 802.16, interoperáveis com a rede de voz UHF, VHF e HF legada. Por ser um trabalho experimental implementado no Haiti para teste de tecnologia e desenvolvimento doutrinário, visou-se reduzir ao máximo os custos, foram utilizados equipamentos sem qualquer robustecimento. No entanto foram levantadas opções de equipamentos civis com certo grau de robustecimento. 1.6 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO O trabalho está organizado da seguinte forma: O primeiro capítulo definirá a relevância do estudo (Importância e benefícios); trabalhos correlatos; contribuição do trabalho; descrição do problema e objetivo do trabalho; O segundo capítulo definirá alguns conceitos empregados nesse trabalho tais como: Transmission Control Protocol (TCP) / Internet Protocol (IP) TCP/IP; comparação do TCP/IP com o modelo OSI; definições IEEE 802; O terceiro capítulo demonstra algumas características técnicas dos padrões WiFi, os problemas mais comuns encontrados hoje na tecnologia de redes sem fio, os principais padrões de redes sem fio existentes atualmente, IEEE 802.16 (WiMAX), Interoperabilidade entre os Padrões IEEE 802.11 e IEEE 802.16, redes de computadores Ad- Hoc e saída satelital; O quarto capítulo apresenta o roteamento de redes sem fio; O quinto capítulo apresenta as aplicações WiFi, segurança;

15 O sexto capítulo apresenta os modelos de comunicações empregados no Exército Brasileiro: - Projeto Mesh (com os seus respectivos relatórios técnicos atualizados, de implantação no Haiti) e o integrador UHF, VHF e HF à rede sem fio; O sétimo capítulo apresenta os trabalhos futuros e a conclusão deste trabalho.

16 CAPÍTULO II 2 DEFINIÇÕES 2.1 TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL (TCP) / INTERNET PROTOCOL (IP) - TCP/IP É um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede. Seu nome vem dos dois protocolos mais importantes do conjunto: o TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP (Protocolo de Interconexão). O conjunto de protocolos pode ser visto como um modelo de camadas, onde cada camada é responsável por um grupo de tarefas, fornecendo um conjunto de serviços bem definidos para o protocolo da camada superior. As camadas mais altas estão logicamente mais perto do usuário (chamada camada de aplicação), e lidam com dados mais abstratos, confiando em protocolos de camadas mais baixas para tarefas de menor nível de abstração. PROTOCOLO TCP/IP CAMADA 1.Física 2.Enlace 3.Rede 4.Transporte 5.Aplicação PROTOCOLO Modem, RDIS, RS-232, EIA-422, RS-449, Bluetooth, USB. Ethernet, 802.11 WiFi, IEEE 802.1Q, 802.11g, HDLC, Token ring, FDDI, PPP, Frame Relay. IP (IPv4, IPv6), ARP, RARP, ICMP, IPSec. TCP, UDP, SCTP, DCCP HTTP, SMTP, FTP, SSH, RTP, Telnet, SIP, RDP, IRC, SNMP, NNTP, POP3, IMAP, BitTorrent, DNS, Ping.

17 2.2 CAMADAS DO TCP/IP 2.2.1 Camada física Camada física refere-se, em informática, à consideração dos componentes de hardware envolvidos em um determinado processo. Trata das características elétricas e mecânicas do meio, como tipos de conectores e cabos utilizado para estabelecer uma comunicação. Em termos de redes, a camada física diz respeito aos meios, conexão, através dos quais irão trafegar os dados, tais como interfaces seriais, LPTs, hubs ou cabos coaxiais. É a camada de nível um (físico) dos sete níveis de camadas do modelo OSI das redes de computadores. Ativo da camada física Modem: a palavra Modem vem da junção das palavras modulador e demodulador. Ele é um dispositivo eletrônico que modula um sinal digital em uma onda analógica, pronta a ser transmitida pela linha telefônica, e que demodula o sinal analógico e o reconverte para o formato digital original. Utilizado para conexão à Internet, BBS, ou a outro computador. Padrões: RDIS (acrônimo para Rede Digital Integrada de Serviços ou Rede Digital com Integração de Serviços) ou RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados), traduções alternativas do inglês ISDN (Integrated Service Digital Network) (conhecida popularmente como Linha Dedicada): é uma tecnologia que usa o sistema telefônico comum. O ISDN já existe há algum tempo, sendo consolidado nos anos de 1984 e 1986, sendo umas das pioneiras na tecnologia. A conexão pode ser realizada até uma taxa de transmissão de 128Kbps, através de duas linhas de até 64 Kbps, que são usadas tanto para conexão com a Internet quanto para chamadas telefônicas de voz normais. É possível efetuar a conexão em apenas 64Kbps e deixando a outra linha disponível para chamadas de voz. Caso

18 esteja conectado a 128 Kbps, ou seja, usando as duas linhas, não será possível realizar ou receber chamadas telefônicas. É possível também fazer duas chamadas telefônicas simultâneas, cada uma usando uma linha de 64 Kbps. RS-232 (também conhecido por EIA RS-232C ou V.24): é um padrão para troca serial de dados binários entre um DTE (terminal de dados, de Data Terminal equipment) e um DCE (comunicador de dados, de Data Communication equipment). É comumente usado nas portas seriais dos PCs. EIA-422 (anteriormente RS-422): é um protocolo de comunicação de dados serial que descreve comunicações 4-wire, full-duplex, linha diferencial e multi-drop. Fornece transmissão de dados balanceada com linhas de transmissão unidirecionais/não reversíveis, terminadas ou não terminadas. Ao contrário de RS-485 (que é multi-point em vez de multidrop), EIA-422 não permite múltiplos drivers somente múltiplos receivers. RS-449: são as especificações para a ligação de equipamento de dados tipo DCE e de terminais do tipo DTE, para taxas de transmissão elevadas. São usadas fichas de 37 pinos tipo D. O RS-449 foi originalmente projetado para substituir o RS-232C, mas o RS232 e o RS-449 têm especificações elétricas e mecânicas completamente incompatíveis. Bluetooth: é uma especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks - PANs). Universal Serial Bus (USB): é um tipo de conexão Plug and Play que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador. O USB foi concebido na óptica do conceito de Plug and Play, revolucionário na altura da expansão dos computadores pessoais, bem como minimizar o esforço de concepção de periféricos, no que diz respeito ao suporte por parte dos sistemas operacionais (SO) e hardware. Assim, surgiu um padrão que permite ao SO e à placa-mãe diferenciar, transparentemente.usb 1.1 que tem velocidade máxima de 12Mbits, e a USB 2.0 que tem velocidade máxima de 480MBits.

19 2.2.2 Camada de enlace Na ciência da computação, mais especificamente em redes de computadores, a camada de ligação de dados, também conhecida como camada de enlace de dados ou camada de link de dados, é uma das sete camadas do modelo OSI. Esta camada detecta e, opcionalmente, corrige erros que possam acontecer na camada física. É responsável pela transmissão e recepção (delimitação) de quadros e pelo controle de fluxo. Ela também estabelece um protocolo de comunicação entre sistemas diretamente conectados. Exemplo de Protocolos da camada de enlace: Ethernet: é uma tecnologia de interconexão para redes locais - Local Area Networks (LAN) - baseada no envio de pacotes. Ela define cabeamento e sinais elétricos para a camada física, e formato de pacotes e protocolos para a camada de controle de acesso ao meio (Media Access Control - MAC) do modelo OSI. A Ethernet foi padronizada pelo IEEE como 802.3. A partir dos anos 90, ela vem sendo a tecnologia de LAN mais amplamente utilizada e tem tomado grande parte do espaço de outros padrões de rede como Token Ring, FDDI e ARCNET. IEEE 802.11: as redes sem fio IEEE 802.11, que também são conhecidas como redes Wi-Fi(Wireless Fidelity) ou wireless, foram uma das grandes novidades tecnológicas dos últimos anos. Atualmente, é o padrão de fato em conectividade sem fio para redes locais. Como prova desse sucesso pode-se citar o crescente número de Hot Spots e o fato de a maioria dos computadores portáteis novos já saírem de fábricas equipados com interfaces IEEE 802.11. IEEE 802.1Q: o padrão IEEE 802.1Q foi desenvolvido para resolver problemas como de endereços com altas taxas de dados sejam transformadas em pequenas partes assim tanto para o tráfego de Broadcast quanto o de Multicast usem somente o necessário da largura de banda. Esse padrão também auxilia na segurança entre todos os segmentos da rede. A especificação 802.1Q estabelece um método padrão na inserção de Virtual Lan (VLAN).

20 HDLC (high-level data link control): o modelo OSI, desenvolvido pela ISO, para padronização de protocolos divide-se em sete camadas (níveis) de serviço, sendo que neste trabalho o objeto de estudo será um protocolo de comunicação utilizado no nível dois, nível de enlace de dados, o protocolo HDLC ( high-level data link control ). Token ring: é um protocolo de redes que opera na camada física (ligação de dados) e de enlace do modelo OSI dependendo de sua aplicação. Usa um símbolo (em inglês, token), que consiste numa trama de três bytes, que circula numa topologia em anel em que as estações devem aguardar a sua recepção para transmitir. A transmissão dá-se durante uma pequena janela de tempo, e apenas por quem detém o token. Este protocolo foi descontinuado em detrimento de Ethernet e é utilizado atualmente apenas em infra-estruturas antigas. Frame Relay: é uma eficiente tecnologia de comunicação de dados usada para transmitir de maneira rápida e barata a informação digital através de uma rede de dados, dividindo essas informações em frames (quadros) a um ou muitos destinos de um ou muitos end-points. Em 2006, a internet baseada em ATM e IP nativo começam, lentamente, a impelir o desuso do frame relay. Também o advento do VPN e de outros serviços de acesso dedicados como o Cable Modem e o DSL, aceleram a tendência de substituição do frame relay. Há, entretanto, muitas áreas rurais onde o DSL e o serviço de cable modem não estão disponíveis e a modalidade de comunicação de dados mais econômica muitas vezes é uma linha frame relay. Assim, uma rede de lojas de varejo, por exemplo, pode usar frame relay para conectar lojas rurais ou interioranas em sua WAN corporativa. (provavelmente com a adoção de uma VPN para segurança). O frame-relay é uma técnica de comutação de quadros efetuada de maneira confiável, considerando as seguintes características: Redes locais com um serviço orientado a conexão, operando no nível 2 do modelo OSI, com baixo retardo e com controle de erro nos nós. No fim da década de 80 e início da década de 90, vários fatores combinados demandaram a transmissão de dados com velocidades mais altas.

21 2.2.3 Camada de rede Camada de rede é a camada responsável por encaminhar os dados entre diversos endereços de redes, como se fosse uma central de correios, fazendo com que os dados cheguem ao seu destino. Exemplo de Protocolos da camada de rede: Internet Protocol (IP): é um protocolo usado entre duas ou mais máquinas em rede para encaminhamento dos dados. O IP é o elemento comum encontrado na internet pública dos dias de hoje. É descrito no RFC 791 da IETF, que foi pela primeira vez publicado em Setembro de 1981. Este documento descreve o protocolo da camada de rede mais popular e atualmente em uso. Esta versão do protocolo é designada de versão 4, ou IPv4. O IPv6 tem endereçamento de origem e destino de 128 bits, oferecendo mais endereçamentos que os 32 bits do IPv4. Address Resolution Protocol (ARP): é um protocolo usado para encontrar um endereço Ethernet (MAC) a partir do endereço IP. O emissor difunde em broadcast um pacote ARP contendo o endereço IP de outro host e espera uma resposta com um endereço MAC respectivo. Cada máquina mantém uma tabela de resolução em cache para reduzir a latência e carga na rede. O ARP permite que o endereço IP seja independente do endereço Ethernet, mas apenas funciona se todos os hosts o suportarem. Reverse Address Resolution Protocol (RARP): Reverse Address Resolution Protocol (RARP) ou Protocolo de Resolução Reversa de Endereços associa um endereço MAC conhecido a um endereço IP. Permite que os dispositivos de rede encapsulem os dados antes de enviá-los à rede. Um dispositivo de rede, como uma estação de trabalho sem disco, por exemplo, pode conhecer seu endereço MAC, mas não seu endereço IP. O RARP permite que o dispositivo faça uma solicitação para saber seu endereço IP. Os dispositivos que usam o RARP exigem que haja um servidor RARP presente na rede para responder às solicitações RARP.

22 Internet Control Message Protocol (ICMP): É um protocolo integrante do Protocolo IP, definido pelo RFC 792, e utilizado para fornecer relatórios de erros à fonte original. Qualquer computador que utilize IP precisa aceitar as mensagens ICMP e alterar o seu comportamento de acordo com o erro relatado. Os gateways devem estar programados para enviar mensagens ICMP quando receberem datagramas que provoquem algum erro. Protocolo de Segurança IP (IPSec): - Protocolo de Segurança IP (IP Security Protocol, mais conhecido pela sua sigla, IPSec) é uma extensão do protocolo IP que visa a ser o método padrão para o fornecimento de privacidade do usuário (aumentando a confiabilidade das informações fornecidas pelo usuário para uma localidade da internet, como bancos), integridade dos dados (garantindo que o mesmo conteúdo que chegou ao seu destino seja a mesma da origem) e autenticidade das informações ou identity spoofing (garantia de que uma pessoa é quem diz ser), quando se transferem informações através de redes IP pela internet. 2.2.4 Camada de transporte A camada de transporte é uma das camadas do Modelo OSI responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão e dividí-los em pacotes que serão transmitidos pela rede, melhor dizendo, repassados para a camada de rede. No receptor, a camada de Transporte é responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de sessão. A camada de transporte é a parte central de toda a hierarquia de protocolos. Sua tarefa é prover o transporte econômico e confiável de dados, independente da rede física ou das redes atualmente em uso. Isso inclui controle de fluxo, ordenação dos pacotes e correção de erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informação de recebimento (acknowledge), informando que o pacote foi recebido com sucesso. Determina a classe de serviço necessária como: Orientada a conexão e com controle de erro e serviço de confirmação, sem conexões e nem confiabilidade.

23 Exemplo de Protocolos da camada de transporte: Transmission Control Protocol (TCP): é o protocolo sob o qual se assenta o núcleo da Internet nos dias de hoje. A versatilidade e robustez deste protocolo o tornaram adequado para redes globais, já que este verifica se os dados são enviados de forma correta, na sequência apropriada e sem erros, pela rede. User Datagram Protocol (UDP): é um protocolo simples da camada de transporte. Ele é descrito na RFC 768 e permite que a aplicação escreva um datagrama encapsulado num pacote IPv4 ou IPv6, e então enviado ao destino. Mas não há qualquer tipo de garantia que o pacote irá chegar ou não. O protocolo UDP não é confiável. Caso garantias sejam necessárias, é preciso implementar uma série de estruturas de controle, tais como timeouts, retransmissões, acknowlegments, controle de fluxo, etc. Cada datagrama UDP tem um tamanho e pode ser considerado como um registro indivisível, diferentemente do TCP, que é um protocolo orientado a fluxos de bytes sem inicio e sem fim. Também dizemos que o UDP é um serviço sem conexão, pois não há necessidade de manter um relacionamento longo entre cliente e o servidor. Assim, um cliente UDP pode criar um socket, enviar um datagrama para um servidor e imediatamente enviar outro datagrama com o mesmo socket para um servidor diferente. Da mesma forma, um servidor poderia ler datagramas vindos de diversos clientes, usando um único socket. O UDP também fornece os serviços de broadcast e multicast, permitindo que um único cliente envie pacotes para vários outros na rede. SCTP: é um protocolo de transporte definido em 2000 pelo IETF Signaling Transport (SIGTRAN). O protocolo é definido pela RFC 2960, um texto introdutório é fornecido pela RFC 3286.Como é um protocolo do transporte, o SCTP é equiparável ao TCP ou ao UDP. Certamente, fornece alguns serviços similares ao TCP, assegurando confiança, transporte em seqüência das mensagens com controle do congestionamento.