Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas
Curso Superior em Tecnologia de Redes de Computadores
Unidade Curricular - Redes Sem Fios
Prof. Eduardo Maroñas Monks
Redes sem Fios:
Introdução
Redes sem Fios – Introdução
1
Sumário








Histórico
Wifi
Dispositivos
Funcionamento
Características
Aplicações
Resumo dos padrões
Referências Bibliográficas
Redes sem Fios – Introdução
2
Evolução das redes WLAN
(Wireless LAN)
Aplicações:
 Armazenagem
 Comércio
 Hospitais
 Educação
 Negócios
 Doméstico
Largura
de banda
Tipo de
Rede
Rádio
860 Kbit/s
1 and
1 e22Mbps
Mbit/s
Proprietário
900 MHz
1988
Redes sem Fios – Introdução
1990
1994
5 GHz
2.4 GHz
802.11
Regulam.
IEEE 802.11
(Rascunhos)
1992
54 Mbit/s
Padronizado
2.4 GHz

1986
11 Mbit/s
1996
1998
802.11a,b
Regulam.
2000
802.11g
Rascunho
2002
3
IEEE 802.11 e o Wi-Fi Alliance
 IEEE LAN/MAN Standards Committee (LMSC)
 Primeiro padrão IEEE 802.11 disponibilizado em 1997
 Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA)
 Divulga o programa Wi-FI (wireless fidelity)
 O objetivo é possibilitar que qualquer fabricante de
equipamentos no padrão IEEE 802.11 possa testar a
compatibilidade da implementação
Redes sem Fios – Introdução
4
Wi-Fi
●
Wi-Fi Alliance
–
–
–
–
WECA mudou o nome para Wi-Fi
(Wireless Fidelity Alliance)
Centenas de empresas participantes
Mais de 350 produtos certificados de
compatibilidade
http://www.wi-fi.org/
Redes sem Fios – Introdução
5
Dispositivos WLAN
Access Points
Asus RT-AC66U (IEEE 802.11ac)
http://www.asus.com/Networking/RTAC66U/
Redes sem Fios – Introdução
6
Antenas
Tipos de antena, de acordo
com a frequência:
2.4GHz
5 GHz
Orientação
Vertical
Horizontal
Propagação do sinal
Omnidirecional
Setorial
Direcional
Redes sem Fios – Introdução
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Interfaces de Rede
•Padrões disponíveis nas interfaces:
•IEEE 802.11b/g/n
•IEEE 802.11a (pouco
IEEE 802.11ac
(Asus PCE-AC66)
comum)
•IEEE 802.11ac (novidade)
•Barramentos:
•Integradas (onboard)
•USB
•PCI/PCIe
Redes sem Fios – Introdução
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Modo Infraestrutura
●
Uso de ponto
de acesso
Primeiropara
AP:
Intalk wr1200
o restante da
infraestrutura
Rede cabeada
(Access Point)
Redes sem Fios – Introdução
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Modo Ad-Hoc
• Configuração ponto a ponto, onde os
clientes fazem conexão diretamente
• Usado em redes com topologias mesh
e redes de sensores sem fios
Redes sem Fios – Introdução
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Rede Mesh
• Cada cliente na
rede age com um
acesso ou um
roteador
• Alta disponibilidade
e balanceamento
de carga
• Diversos protocolos
de roteamento:
OLSR, AODV…
Redes sem Fios – Introdução
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Arquitetura 802.11 - WLAN
Internet
AP
hub, switch
ou roteador
• Access Point (AP)
– Estação base que faz a
comunicação com os
hosts sem fios
• Basic Service Set (BSS)
– Área de cobertura de
um AP
– Identificado pelo SSID
BSS 1
AP
SSID: Service Set Identifier
BSS 2
Redes sem Fios – Introdução
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Canais e Associação
●
Múltiplos canais em frequências diferentes
–
–
●
Escolha da frequência pode ser manual ou automática
Interferência causada por outros APs na mesma
frequência
AP enviam quadros beacon periodicamente
(100ms)
–
Os quadros contêm o nome (SSID) e o endereço MAC
–
Os hosts buscam canais, esperando quadros beacon
–
Os hosts selecionam o AP para associação, baseado em
perfil de conexão prévio e da qualidade do sinal
• Quadros Beacon oriundos dos APs
• Requisição de associação do host
• Resposta de assosiação do AP
Redes sem Fios – Introdução
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Mobilidade dentro da mesma subrede
●
●
●
H1 permanece na mesma rede IP
–
O endereçamento permanece o mesmo
–
As transferências podem continuar sem interrupção
H1 reconhece a necessidade de troca de AP
–
Detecção de sinal fraco
–
Inicia a busca por um sinal mais forte
hub or
switch
Troca por um AP com o mesmo SSID
–
H1 realização a disassociação do AP inicial
–
Realiza a associação em outro com
o mesmo SSID
●
router
O switch aprende a nova localização
–
BBS 1
AP 1
AP 2
A tabela MAC do switch realiza
a atualização automática
Redes sem Fios – Introdução
H1
BBS 2
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CSMA: Carrier Sense, Multiple Access
●
O canal é um meio físico compartilhado
–
–
●
Clientes e AP disputam o meio
Várias estações podem querem transmitir ao
mesmo tempo
Verificar o canal antes de transmitir
–
–
–
As estações não enviam se o canal estiver
ocupado
Previnir colisões antes de enviar
Entretanto, a detecção em transferências
existentes nem sempre é possível
Redes sem Fios – Introdução
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CA: evasão de colisões (congestion
avoidance)
•Em redes ethernet cabeadas
•As estações escutam o meio físico enquanto transmitem
•Detectam colisões com outras transmissões
•Se detectada outra transmissão, aborta a e entra no
processo de envio novamente
•Em redes sem fios
•Não é possível detectar todas as colisões
•Terminal escondido
•Intensidade de sinal fraco (variável)
•Escutar o meio físico enquanto transmite
•A intensidade do sinal recebido é muito menor do que o
sinal transmitido
•Custo alto para construção de hardware com
capacidade de detecção de colisões
Portanto, o padrão IEEE 802.11 não detecta colisões
Redes sem Fios – Introdução
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CSMA/CA (Carrier Sensing Multiple
Access with Collision Avoidance)
Simuladores:
•http://tintillier.org/wifi/
•http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_kurose_network_2/applets/csmaca/withouthidden.html
•http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_kurose_network_2/applets/csmaca/withhidden.html
Redes sem Fios – Introdução
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Acesso ao meio físico
•RTS/CTS (Request to Send /Clear to Send) – função
opcional para redução de colisões quando as
estações não se enxergam
•Antes da transmissão, são trocados quadros de
controle
•O emissor envia um quadro RTS (Request to
Send), que inclui quantidade de dados
•O receptor responde com um quadro CTS (Clear
to Send)
•Se o emissor recebe um CTS, transmite a
quantidade de dados anunciada
•Se outro host receber um CTS, permanecerá
inativo por um tempo determinado
•Se outro host receber um RTS, mas não CTS,
fica livre para enviar
Redes sem Fios – Introdução
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Acesso ao meio físico
•Mecanismos de reconhecimento e
retransmissão na camada de enlace de dados
•CRC para detectar erros
•Estações receptoras enviam um
reconhecimento (acknowledgment)
•Estações emissoras retransmitem em caso
de não receber um ACK
•As tentativas de retransmissão param ao
chegar ao limite máximo (backoff)
Redes sem Fios – Introdução
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Serviços
●
●
Distribuição e integração
Associação, reassociação e
disassociação
●
Autenticação e desautenticação
●
Privacidade e Segurança
Redes sem Fios – Introdução
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Distribuição
●
●
●
Este serviço é usado pelas estações em
modo infraestrutura
Quando um quadro é recebido pelo AP, é
usado o serviço de distruição para a
entrega ao destino
A distribuição dos quadros é realizada pelo
AP para as estações associadas
Redes sem Fios – Introdução
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Integração
●
●
O serviço de integração é provido
pelo sistema de distribuição
Permite a conexão do sistema de
distribuição (AP) ao restante da rede
Redes sem Fios – Introdução
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Associação
●
É o registro realizado pela estação
no sistema de distribuição (AP)
Redes sem Fios – Introdução
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Reassociação
●
●
●
Quando uma estação se movimenta entre
áreas de cobertura, avalia a qualidade de
sinal e pode trocar de AP
A estação inicia o processo de avaliação e
possível troca de AP
Usado em áreas com o mesmo SSID nos
APs
Redes sem Fios – Introdução
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Desassociação
●
●
As estações utilizam o serviço de
desassociação (disassociation) para
terminar a associação em um AP
Normalmente, acontece no processo
de finalização do sistema
operacional, em queda de qualidade
do sinal ou manualmente executado
pelo usuário
Redes sem Fios – Introdução
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Autenticação/Desautenticação
●
Pela natureza da tecnologia sem fios, o meio
físico é “público”
●
Autenticação é um pré-requisito para o uso da
rede sem fios
●
–
Modo aberto (Open)
–
Modo criptografado (chave compartilhada, IEEE 802.1x)
No processo de desautenticação, é encerrado a
associação da estação no AP
–
Normalmente, acontece com a queda na qualidade do
sinal
Redes sem Fios – Introdução
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Interferência no sinal
•
•
•
Devem ser utilizados canais diferentes em
APs próximos
Para evitar a interferência de outros APs e
de dispositivos que trabalham na mesma
faixa de frequência (forno microondas,
telefones sem fios)
Para evitar interferência entre APs, devem
ser usados apenas os canais 1, 6 e 11 de
forma intercalada
Redes sem Fios – Introdução
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Instalação externa
Características em instalações
externas que prejudicam o sinal e a
visada das antenas:
•Topografia do terreno (montanhas)
•Curvatura da terra
•Construções (prédios)
•Árvores
•Meio-ambiente (umidade, chuva)
•Acesso aos equipamentos (torres)
•Infraestrutura (alimentação, cabeamento,
segurança)
Redes sem Fios – Introdução
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Instalação em ambientes internos
Características em instalações
internas:
•Interferência de outros APs
•Obstáculos (paredes, ferro, cobre,
concreto, estruturas metálicas, vidro,
armários, portas...)
•Estações dispersas (o sinal deve se propagar
em todas as direções)
Dicas de posicionamento de APs:
http://www.cisco.com/en/US/docs/solutions/Enterprise/Mobility/wifich5.html
Redes sem Fios – Introdução
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Problema com altas taxas de erros
●
Propagação do sinal por caminhos
diversos (Multi-path propagation)
–
–
–
Ondas eletromagnéticas são refletidas por
objetos
Desta forma, o sinal se dispersa em vários
caminhos
com diferentes tamanhos de
receptor
onda
transmissor
Isto causa problemas na interpretação do
sinal no receptor
Redes sem Fios – Introdução
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Impacto nas aplicações
●
●
●
Em redes wireless, tem como característica
alta perda de pacotes, não originadas por
congestionamento
Devido a mobilidade, interrupções
temporárias na sessão TCP e modificações
no RTT
Vazão: aproximadamente,
40% dasão
largura
de
O desempenho
das aplicações
afetadas:
banda nominal
–
TCP trata perdas de pacotes como um sinal de
congestionamento na rede
–
Os tempos de RTT são usados pelo TCP para regular as
retransmissões
–
Problemas com pacotes fora de ordem no TCP
Redes sem Fios – Introdução
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Estratégias básicas de segurança
●
●
●
●
●
Trocar o nome do SSID padrão
Trocar a senha padrão do AP
Não divulgar o SSID (fraco)
Filtrar por MAC as estações (fraco)
Ativar o WEP (Wired Equivalency Protection)
(fraco)
–
●
Ativar WPA (Wi-Fi Protected Access) (médio)
–
–
●
Senha compartilhada
Senha compartilhada
Modo enterprise (IEEE 802.1x/RADIUS)
Ativar WPA2 (Wi-Fi Protected Access) (forte)
–
–
Senha compartilhada
Modo enterprise (IEEE 802.1x/RADIUS)
Redes sem Fios – Introdução
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Ambiente de WISP
●
WISP (Wireless Internet Service Provider)
–
Mikrotik (http://www.miktorik.com)
Redes sem Fios – Introdução
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Resumo dos padrões
Redes sem Fios – Introdução
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Referências Bibliográficas
ENGST, Adam Engst. Kit do iniciante em redes sem fio: o guia
prático sobre redes wi-fi. 2. ed. São Paulo. Pearson, 2005.

HAYKIN, Simon; MOHER, Michael. Sistemas modernos de
comunicação wireless. Porto Alegre. Bookman, 2008.
RAPPAPORT, Theodore S. Comunicações sem fio - Princípios e
práticas. 2.ed. São Paulo. Pearson, 2009.
ROSS, John. O Livro do Wireless - um guia definitivo para wi-fi e
redes sem fio. Alta Books, 2009.
RUFINO, Nélson Murilo de O. SEGURANÇA EM REDES SEM FIO APRENDA A PROTEGER. 3. ed.
Rio de Janeiro. Novatec, 2011.
KUROSE, James; ROSS, Keith. Redes de computadores e a
internet: uma abordagem top-down. 3.ed. São Paulo. Pearson
Education, 2008.
MORAES, Alexandre Fernandes de. Redes Sem Fio - Instalação,
Configuração e Segurança. Rio de Janeiro. Érica, 2010.
BENEDETTI, Ryan; ANDERSON, Al. Use a Cabeça! Redes de
Computadores. Rio de Janeiro. Alta Books, 2010.
Redes sem Fios – Introdução
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Referências Bibliográficas
Wireless Deployment Technology and Component
Overview - http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb457015.aspx
IEEE 802.11 – Standards 
http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
IEEE 802.11 – Timeline -

http://www.ieee802.org/11/Reports/802.11_Timelines.htm
IEEE 802.11 -

Redes sem Fios – Introdução
https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11
36