Apresentação sobre WI-FI
Cadeira: Computação Móvel
Elaborado por:
José Coimbra nº21792
Ruben Gomes nº21440
Sérgio Henriques nº22426
L.E.S.I
Ano lectivo: 2003/2004
O que significa Wi-Fi?

Wi-Fi (wireless fidelity) é o termo que designa uma WLAN
(wireless local area network ) de alta frequência.

A tecnologia Wi-Fi tem ganho muita aceitação
ultimamente em muitas companhias como alternativa ao
LAN, e até mesmo para utilização em redes “caseiras”.

(Acerca do logo na capa)
Para assegurar a compatibilidade dos vários equipamentos
baseados no standard IEEE 802.11, a Wi-Fi Alliance (1) criou o logo
Wi-Fi certified que garante que o produto que o possui foi exposto a
exaustivos testes de qualidade e compatibilidade com os outros
produtos wireless do mercado.

(1) http://www.wi-fi.org
O que é o standard IEEE 802.11 ?

IEEE 802.11 é uma convenção padrão para Wireless Local Area
Network (WLAN), que significa Rede Local sem recurso a fios.

A comunicação de dados executada pela WLAN é especificada por
uma interface de rádio processada pala camada de ligação (Link
Layer do Modelo O.S.I(1) da I.S.O(2)).

No nível físico são apenas tratadas as transmissões com RF(ondas
rádio) e IR(infra-vermelhos).

(1) OSI - Open System Interconnect

(2) ISO - International Standard Organization
802.11 vs. Modelo OSI
Tecnologia WI-FI (1)

As redes WI-FI usam tecnologia de ondas de rádio chamadas IEEE 802.11a e
IEEE 802.11b

802.11a - Standard internacional IEEE para redes wireless que opera no
intervalo de frequências de 5 GHz (5.725 GHz to 5.850 GHz) com um máximo
de transferência de dados de 54 Mbps. Esta especificação oferece mais canais
que o 802.11b, assim, as frequências ficam menos lotadas evitando as
interferências de ondas rádio e microondas.

802.11b - Standard internacional IEEE para redes wireless que opera no
intervalo de frequências de 2.4 GHz (2.4 GHz to 2.4835 GHz) com um máximo
de transferência de dados de 11 Mbps. Esta é uma frequência muito comum.
Fornos Micro-Ondas, telefones sem fios, equipamento médico e científico, e
também equipamentos Bluetooth, todos funcionam na banda de frequência de
2.4 GHz.

Alguns equipamentos nas redes Wi-Fi podem usar ambas as bandas (dual
band) 2.4 GHz (11 Mbps) ou 5 GHz (54 Mbps).
Tecnologia WI-FI (2)
Recentemente têm começado a aparecer produtos baseados um
novo standard IEEE:

802.11g – Oferece velocidades até 54 Mbps para curtas distâncias e
funciona na frequência de 2.4GHz de modo a assegurar
compatibilidade com o mais lento, mas mais popular 802.11b. Há
compatibilidade bidireccional entre os dois standards, isto é, um
equipamento 802.11b pode facilmente conectar-se a outro
equipamento 802.11g e vice-versa.

Para os standards apresentados, a técnica utilizada para a
modulação das ondas de rádio é Direct Sequence Spread Spectrum
(DSSS) (1) .

(1) – Para quem tiver curiosidade em saber os pormenores mais físicos da
propagação da onda, pode aceder a este tutorial:
http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Tutorial/ds.pdf
Tecnologia WI-FI (3)
Padrão
802.11b
802.11g
802.11a
Canais de
Frequência Rádio
(RF) disponíveis
3 não
sobrepostos
3 não
sobrepostos
Banda de
Frequência
2,4 GHz
2,4 GHz
8 não
sobrepostos
*
5 GHz
Velocidade máxima
de transferência
de dados
11 Mbps
Até 54 Mbps
54 Mbps
Faixa típica de
velocidades
30m a 11 Mbps
90m a 1 Mbps
15 m a 54
Mbps
45 m a 11 Mbps
12 m a 54
Mbps 90 m a 6
Mbps
*Em alguns países os Canais RF disponíveis são 4.
fonte: http://www.intel.com
Arquitectura das redes Wireless

Ad-hoc: não existe nenhuma infraestrutura expecífica,
os periféricos estão ligados directamente entre si;

Infraestrutura: Os clientes da rede ligam-se a um
Access Point (AP). Normalmente o AP fornece ainda
uma ligação a outra rede, wired ou não.
Arquitectura Ad-Hoc
• Numa rede Ad-Hoc, todas as estações móveis são capazes de
comunicar directamente entre si. Neste caso, como apresentado na
figura acima, não existem pontos de acesso, ou seja, não existem
estações de suporte à mobilidade.
Arquitectura com Infraestrutura

BSA: Basic Service Area. Área em que
uma rede se encontra disponível.

BSS: Basic Service Set. Representa um
grupo de estações que comunicam entre
si.

AP: Access Point. São estações
especiais responsáveis pela captura das
transmissões/recepções realizadas pelas
estações da sua BSA. O AP faz a ligação
com a rede wired denominada Sistema
de Distribuição.

ESA
(Extended
Service
Area):
representa a interligação de várias BSAs
pelo sistema de distribuição através dos
APs

ESS (Extended Service Set): representa
um conjunto de estações formado pela
união de vários BSSs ligados por um
sistema de distribuição
Segurança no Wi-Fi (1)

Desde cedo se percebeu que uma rede wireless seria bastante vulnerável a
intrusos, podendo levar a acesso não permitido a material confidencial,
“roubo” de largura de banda, entre outros. Para tentar melhorar esta
situação, foram implementados e usados vários modelos de segurança,
alguns deles:

Wi-Fi Protected Access (WPA): Proporciona uma forte protecção de dados
usando encriptação, e também controlo de acesso e autenticação do utilizador.

Existem dois tipos de WPA —
 WPA-Personal protege o acesso não autorizado à rede usando uma setup password.
 WPA-Enterprise verifica os users da rede através de um servidor. Usa
chaves encriptadas de 128-bit e chaves dinâmicas de sessão para
assegurar a privacidade e segurança no wireless.

VPN (Virtual Private Network): A maioria das grandes empresas usam VPN
para proteger o acesso-remoto dos seus trabalhadores e das suas conexões. O
VPN cria um “tunel” virtual seguro desde o computador do utilizador até ao
access point ou gateway do mesmo, continuando pela Internet até aos
servidores e sistemas da empresa.
Segurança no Wi-Fi (2)

Firewalls: As Firewalls podem fazer a rede parecer invisível na Internet
e podem bloquear acesso não autorizado ao sistema. Firewalls de
Hardware e Software monitorizam e controlam o fluxo de dados de e
para os computadores da rede. Estas podem interceptar, analizar e
bloquear um vasto leque de intrusos e hackers na Web.

MAC Address Filtering: Como parte do standard 802.11b, cada
estação Wi-Fi radio tem o seu único endereço MAC alocado pelo
fabricante. Para melhorar a segurança, um access point Wi-Fi pode ser
configurado para aceitar apenas ligações de alguns endereços MAC e
filtrar os outros. Porém, programar todos os endereços MAC autorizados
em todos os access points de uma empresa pode ser um trabalho muito
difícil e demorado (para grandes empresas), mas para usar em casa
pode ser uma solução bastante eficiente.

Outros exemplos de protecções:
 Kerberos (criado pelo M.I.T)
 RADIUS Authentication and Authorization
Compatibilidade Wireless
•
Qualquer aplicação, sistema operativo, ou protocolo
(por exemplo TCP/IP) de uma LAN, consegue correr
numa WLAN.
Composição do 802.11
• 802.11 é apenas mais um membro do IEEE 802
• O 802.11 tem uma componente MAC (medium access
control) e uma componente fisica (PHY), tal como os
outros 802.
O que faz o MAC?

Tem como objectivo o controlo das transmissões para que
não haja colisões entre pacotes;

Ao contrário de uma rede ethernet com fios que usa
CSMA/CD (collision detection), o 802.11 usa CSMA/CA
(collision avoidance)

Para evitar colisões usa protocolos como:

RTS/CTS

DCF

PCF
RTS/CTS
• É usado no problema das
estações perdidas
(hidden node)
• O terminal 1 não detecta
o terminal 3.
• Como resultado, os dois
podem enviar pacotes
para o terminal 2,
havendo uma colisão.
RTS/CTS
• O terminal 1 manda um
RTS (Request To Send) ao
terminal 2.
• O terminal 2 manda um
CTS (Clear to Send) ao
terminal 3.
• Assim o terminal 2 não vai
receber pacotes de ambos
os lados.
• O terminal 1 manda o
pacote.
• O terminal 2 responde ao
1 com um ACK.
DCF




Distributed Coordenation Function
Pode ser usada em redes ad-hoc ou com infra-estrutura
Pode dar uso ao RTS/CTS.
Funcionamento básico:

Verifica durante um pequeno período de tempo se o meio
está livre.

Se o meio estiver livre, envia o pacote. Se o meio não
estiver livre, espera até que esteja. Assim que o meio
estiver livre espera mais um tempo, se ao fim desse
tempo o meio estiver livre manda o pacote.

Se o pacote foi bem recebido, espera um tempo para
poder enviar o próximo pacote.

Se o pacote não foi bem recebido, executa uma espera
um pouco maior e volta a enviar o pacote.
PCF

Point Coordination Function

Requer a utilização de uma rede baseada em infraestrutura.

O seu uso numa rede não é obrigatório.

É implementado em cima do DCF.

Não é usado durante todo o tempo, é usado alternadamente com
DCF.

O tempo em que é usado, o PCF é configurável e não estático.

O AP é o que controla quem pode transmitir, segundo uma lista de
terminais ligados a esse AP.
A camada física
•
É dividida em 2 subcamadas
•
A camada PLCP (Physical Layer
Convergence
Procedure)
faz
a
interligção entre a camada MAC e a
transmissão dos dados. Esta camada
também ajuda na sincronização das
transmissões.
•
PMD (Physical Medium Dependent) é
a camada que é responsável pelo
envio dos bits que recebe de PLCP.
●
A camada fisica faz uso da função
CCA (Clear Channel Accessment) para
indicar ao MAC quando um sinal é
detectado.
Handover em Wi-Fi

Um processo importante em Wi-Fi é o Handover. O
Handover permite que um terminal móvel (como por
exemplo: um portátil), ao mover-se de uma área
abrangida por um Access Point 1 para uma área
abrangida por um Access Point 2, não perca a sua
conexão com o servidor que fornece os dados.

O processo Handover dá-se quando o terminal sai da
área abrangida pelo AP1 e entra na área de um outro
AP2. Este novo AP irá verificar qual o AP onde este
terminal estava presente anteriormente. Desta forma, o
AP de onde o terminal saiu, irá fornecer os dados ao AP
destino, para que o terminal possa continuar a sua
actividade na rede.
Exemplo de Handover
Downloading
AP1
Download
Complete
AP2
AP2
Noção de Hotspot

Um hotspot consiste numa rede constituída por
Access Points ligados a um servidor, com o
objectivo de fornecer ligação entre vários
computadores com sistema de Wireless e acesso
à internet, sendo um acesso livre ou pago,
dependente do fornecedor desse Hotspot.

Um exemplo de Hotspot é a rede wireless na ala
direita do primeiro andar, no edificio C1 da
Universidade do Algarve.
Exemplo de um Hotspot
. Área abrangida por um Hotspot no edifício C1.
Sala
1.58
Sala
1.59
Sala
1.63
Localização de um
Access point.
Computador
abrangido pelo
Hotspot
Sala 1.53
Sala 1.54
Sala 1.55
Computador com
sinal fraco ou sem
sinal de um AP
FIM