Wi-Fi: LANs sem Fio 802.11 Prof. Leonardo Barreto Campos http://sites.google.com/site/leonardobcampos 1/43
Sumário Introdução Características dos padrões 802.11 Arquitetura 802.11 Protocolo MAC 802.11 Leitura Complementar Bibliografia http://sites.google.com/site/leonardobcampos 2/43
Introdução LANs sem fio são uma das mais importantes tecnologias de rede de acesso na Internet de hoje: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 3/43
Introdução Um classe particular de padrões se destaca: a LAN sem fio IEEE 802.11 http://sites.google.com/site/leonardobcampos 4/43
Introdução Evolução do Wi-Fi: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 5/43
Introdução Remessas de Access Point 802.11ac wave 2: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 6/43
Introdução Quando estará entre nós? http://sites.google.com/site/leonardobcampos 7/43
Introdução Quando estará entre nós? http://sites.google.com/site/leonardobcampos 8/43
Introdução E quem mais vende? http://sites.google.com/site/leonardobcampos 9/43
Introdução Perspectivas futuras: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 10/43
Introdução Tráfego em Hexabytes: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 11/43
Introdução Tráfego em Hexabytes: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 12/43
Características dos padrões 802.11 Evolução: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 13/43
Características dos padrões 802.11 Modulação: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 14/43
Arquitetura 802.11 Principais componentes: Conjunto básico de serviço (basic servisse set BSS) Ponto de aceso (access point AP) Dispositivo interconexão (comutador roteador) de ou http://sites.google.com/site/leonardobcampos 15/43
Arquitetura 802.11 Cada estação sem fio 802.11 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; http://sites.google.com/site/leonardobcampos 16/43
Arquitetura 802.11 Como obter o endereço MAC no Windows Prompt de Comando (cmd): ipconfig /all http://sites.google.com/site/leonardobcampos 17/43
Arquitetura 802.11 Estações IEEE 802.11 também podem se agrupar e formar uma rede ad hoc: Rede sem nenhum controle central e sem nenhuma conexão com o mundo exterior. http://sites.google.com/site/leonardobcampos 18/43
Arquitetura 802.11 Canais e Associação: Em 802.11, 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). http://sites.google.com/site/leonardobcampos 19/43
Arquitetura 802.11 Identificadores de WiFi: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 20/43
Arquitetura 802.11 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 802.11 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. http://sites.google.com/site/leonardobcampos 21/43
Arquitetura 802.11 O padrão IEEE 802.11 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. http://sites.google.com/site/leonardobcampos 22/43
Arquitetura 802.11 O processo de varrer canais e ouvir quadros de sinalização é conhecido como varredura passiva: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 23/43
Arquitetura 802.11 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: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 24/43
Arquitetura 802.11 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 http://sites.google.com/site/leonardobcampos 25/43
O protocolo MAC 802.11 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 http://sites.google.com/site/leonardobcampos 26/43
O protocolo MAC 802.11 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 802.11 escolheram o protocolo denominado CSMA com prevenção de colisão ou, CSMA/CD. http://sites.google.com/site/leonardobcampos 27/43
O protocolo MAC 802.11 CSMA/CA: Carrier sense multiple access with collision avoidance (Acesso múltiplo com verificação de portadora com anulação/prevenção de colisão) http://sites.google.com/site/leonardobcampos 28/43
O protocolo MAC 802.11 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); http://sites.google.com/site/leonardobcampos 29/43
O protocolo MAC 802.11 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; http://sites.google.com/site/leonardobcampos 30/43
O protocolo MAC 802.11 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; http://sites.google.com/site/leonardobcampos 31/43
O protocolo MAC 802.11 CSMA/CD: Carrier sense multiple access with collision detection (Acesso múltiplo com verificação de portadora com detecção de colisão) http://sites.google.com/site/leonardobcampos 32/43
O protocolo MAC 802.11 CSMA/CD: Carrier sense multiple access with collision detection (Acesso múltiplo com verificação de portadora com detecção de colisão) http://sites.google.com/site/leonardobcampos 33/43
O protocolo MAC 802.11 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. http://sites.google.com/site/leonardobcampos 34/43
O protocolo MAC 802.11 Em ambos os protocolos a estação sonda o canal antes de transmitir e abstém-se de transmitir quando percebe que o canal está ocupado; http://sites.google.com/site/leonardobcampos 35/43
O protocolo MAC 802.11 O protocolo MAC 802.11 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 http://sites.google.com/site/leonardobcampos 36/43
O protocolo MAC 802.11 Terminais ocultos: RTS e CTS http://sites.google.com/site/leonardobcampos 37/43
O protocolo MAC 802.11 Terminais ocultos: RTS e CTS RTS: Request to Send CTS: Clear to Send http://sites.google.com/site/leonardobcampos 38/43
O protocolo MAC 802.11 Terminais ocultos: RTS e CTS http://sites.google.com/site/leonardobcampos 39/43
Leitura Complementar Link: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 40/43
Leitura Complementar Link: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 41/43
Leitura Complementar Link: http://sites.google.com/site/leonardobcampos 42/43
Bibliografia Kurose, James F., Keith W. Ross, and Wagner Luiz Zucchi. Redes de Computadores ea Internet: uma abordagem top-down. 6ª Ed., Pearson, 2014. http://sites.google.com/site/leonardobcampos 43/43