Universidade Federal de Santa Catarina
Centro Tecnológico - CTC
Departamento de Informática e Estatística - INE
Tópicos Especiais em Software Aplicativo II
Fundamentos em Redes sem Fio
Transmissões sem Fio
• Nossa era tem dado surgimento à necessidade de uso de
informação todo o tempo.
• Pessoas precisam estar on-line durante quase todo o seu
tempo.
• A mobilidade dos usuários tem proporcionado os meios para
facilitar essas necessidades.
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1
Transmissões sem Fio
• Para esses usuários móveis, par trançado, cabo coaxial e
fibra ótica não têm uso.
• Usuários móveis precisam obter seus dados para seus
laptops, palmtops, celulares, ... sem estarem amarrados a
uma infra-estrutura de comunicação terrestre.
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Transmissões sem Fio
• Para esses usuários comunicações sem fio é a resposta.
• Algumas pessoas acreditam, que no futuro, somente haverá
dois tipos de comunicação: fibras óticas e wireless.
• Tudo que for fixo (computadores, telefones, faxes) será por
fibra e tudo que for móvel usará “wireless”.
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Transmissões sem Fio
• Contudo, “wireless” também tem a vantagem de que, mesmo
dispositivos fixados podem se comunicar sem fio.
• Tem certas circunstâncias que “wireless” é preferível.
• Comunicação digital “wireless” começou nas Ilhas do Havaí,
onde o sistema telefônico convencional era inadequado.
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4
O Espectro Eletromagnético
• Quando os elétrons se movem no espaço, eles criam ondas
eletromagnéticas que se propagam através do espaço livre,
da atmosfera terrestre ou mesmo no vácuo.
• Estas ondas foram previstas pelo físico inglês, James Clerck
Maxwell em 1865.
• Mas, quem primeiro produziu e observou ondas
eletromagnéticas foi o físico alemão Heinrich Hertz em 1887.
• Essas ondas se propagam produzindo de oscilações.
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5
O Espectro Eletromagnético
• Princípio da comunicação sem fio:
Ao se ligar uma antena de tamanho apropriado a um
circuito elétrico, ondas eletromagnéticas podem ser
difundidas (broadcast) e recebidas por um receptor a
alguma distância.
• Toda comunicação sem fio é baseada neste princípio.
• No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas viajam em uma
mesma velocidade, não importando qual é sua frequência.
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O Espectro Eletromagnético
• Essa velocidade, geralmente chamada velocidade da luz, c, é
aproximadamente 3xE10+8 m/seg ou em torno de 30 cm por
nanosegundo (1xE10-9 segundo).
• No cobre ou na fibra, a velocidade é em torno de 2/3 deste
valor e torna-se dependente da frequência.
• A velocidade da luz é o último limite de velocidade.
• Nenhum objeto ou sina pode se mover mais rápido que a
velocidade da luz.
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O Espectro Eletromagnético
• Relação fundamental:
lambda.f = c
• Ondas de 1 MHz têm em torno de 300 metros de
comprimento de onda.
• E ondas com comprimento de onda de 1 cm têm frequência
de 30 GHz.
• O espectro eletromagnético é mostrado a seguir:
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O Espectro Eletromagnético
• O número de oscilações por segundo de uma onda
eletromagnética é chamado sua frequência, f, e é medida
em Hz ( em homenagem à Heinrich Hertz).
• 1 Hz corresponde a 1 ciclo por segundo.
• 60 Hz correspondem a 60 ciclos por segundo.
• A distância entre dois máximos consecutivos (ou dois
mínimos) de uma onda eletromagnética é chamada seu
comprimento de onda, o qual é denotado, universalmente
por “lambda”.
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Unidades de frequência
• 1000 Hz = 1 KHz
= 1E-3 Hz = 1x10E-3 Hz
• 1000 KHz = 1 MHz = 1E-6 Hz = 1x10E-6 Hz
• 1000 MHz = 1 GHz = 1E-9 Hz = 1x10E-9 Hz
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O Espectro Eletromagnético
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Espectro Eletromagnético
• Quando se movem, no espaço livre (atmosfera
terrestre ou mesmo no vácuo), os elétrons
criam ondas eletromagnéticas que se
propagam nesse espaço ...
• ... com suas frequências (número de oscilações
por segundo) e que constituem o meio de
transmissão dado pela natureza, compartilhado
por transmissores e receptores.
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Espectro Eletromagnético
• O conjunto infinito de frequências que podem
existir no espaço é delimitado e ordenado,
para conter as frequências que podem ser
utilizadas em telecomunicações.
• A delimitação, a ordenação e a aplicação de
certas faixas de frequências a determinadas
formas de comunicação, define o que se
chama de Espectro Eletromagnético e a
maneira como ele é usado em comunicações.
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O Espectro Eletromagnético
• Rádio,
• Microondas,
• Infravermelho,
• Luz Visível
• São as partes do espectro que podem ser usados para
transmitir informação por modulação de amplitude,
frequência ou fase das ondas.
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O Espectro Eletromagnético
• Luz Ultravioleta, Raios-X e Raios-Gama seriam melhor,
devido as suas altas frequências, mas são difíceis para
produzir e modular, e não propagam bem através de
edifícios, além de serem raios perigosos para as vidas das
pessoas.
• LF (Low Frequency), MF (Media Frequency), HF (High
Frequency).
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Bandas de Frequência
• Quando estes nomes foram inventados, ninguém esperava
chegar a 10 MHz.
•
•
•
•
•
•
Depois, bandas mais altas forma nomeadas:
VHF (Very High Frequency)
UHF (Ultra High Frequency)
SHF (Super High Frequency)
EHF (Extremely High Frequency)
THF (Tremendously High Frequency)
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Altíssimas bandas de frequência
• Além destes, não existem nomes, mas a denominação abaixo
pode soar bem.
• IHF (Incredibly High Frequency)
• AHF (Astonishingly High Frequency)
• PHF (Prodigiously Hih Frequency)
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Largura de Banda
• É a quantidade de informação que uma onda
eletromagnética pode portar.
• É possível codificar poucos bits por Hz em baixas
frequências.
• Mas, com frequências mais altas, por exemplo, 500 MHz,
pode-se portar em um cabo, alguns gigabits/segundo.
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Largura de Banda
• Deve se óbvio, porque pessoas tendem a gostar de fibras
óticas (faixa de frequência de 10E14 a 10E15).
• A variação da frequência df em relação a variação do
comprimento de onda d lambda, pode ser estudada através
da matemática, usando derivadas (caso de se observar a
variação contínua da frequência em relação a variação do
comprimento de onda).
• Observar variações discretas é suficiente para se estudar o
espectro eletromagnético.
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Largura de Banda
• Largura de banda é a medida da faixa de
freqüência, em hertz, de um sistema ou
sinal.
• Em radio comunicação ela corresponde a
faixa de freqüência ocupada pelo sinal
modulado.
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Largura de Banda
• Para evitar o caos no uso das frequências, existem acordos
nacionais e internacionais sobre quem obtém tais
frequências.
• Se todo mundo deseja taxas de dados mais altas, todo
mundo deseja mais spectrum.
• Aloca-se spectrum para rádio AM e FM, televisão, telefonia
celular.
• Também para polícia, navegação marítima, operações
militares e muitos outros usos.
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Bandas (Faixas) de Frequência
• Mundialmente, uma agência da ITU-R (WARC) faz este
trabalho.
• Em 1991, na Espanha, a WARC alocou o spectrum para
comunicações pessoais hand-held.
• Comunicações pessoais nos USA, não trabalha como na
Europa e Ásia.
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Canais
• Espectro de radiofreqüência:
– É dividido em faixas, são intervalos
reservados;
– Definido por convenções internacionais e
agencias reguladoras;
– Faixa é subdividida em freqüências menores;
– Essas freqüências menores são denominadas
canais;
– Canais de transmissão em freqüências muito
próximas podem causar interferências;
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Bandas de Radiofreqüência públicas
• A pelo menos três diferentes segmentos de radiofreqüência
que podem ser usados sem a necessidade de obter licença da
agencia reguladora governamental (no caso do Brasil
ANATEL).
• Segmento reservado para uso industrial,científico e médico
(Industrial, Scientific e Medical – ISM)
• Podem ser usados de maneira irrestrita por qualquer
aplicação que se adapte a umas dessas categorias:
– 902 – 928Mhz;
– 2,4 – 2,485 Ghz (2,4 a 2,5 Ghz no Brasil);
– 5,150 – 5,825 Ghz
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Freqüência de 2,4 Ghz
• Utilizada por uma vasta quantidade de
equipamentos e serviços;
• É uma freqüência (Poluída) ou suja
por ser usada também por aparelhos
de telefone sem fio, Bluetooth, forno
de microondoas e pelos padrões
802.11b e 802.11g
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Freqüência de 5 GHZ
• No Brasil existem ainda outras faixas reservadas
para ISM
– 24 – 24,25 GHZ
– 61 – 61,5 GHZ
• A faixa de 5 Ghz está reservada para uso militar, o
que atualmente restringe a comercialização de
produtos nessa faixa de freqüência.
• O alcance do sinal é comparativamente menor em
relação ao das outras freqüências;
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Freqüências Licenciadas
• Algumas soluções de redes sem fio optam por utilizar faixas
de radiofreqüência menos sujeitas a interferência;
• E que tenham maior alcance;
• Para utilizar essas aplicações o fornecedor da solução deve
requerer da agência reguladora autorização;
• Ex:. O padrão Wimax, utiliza uma faixa de 2 a 11 Ghz e pode
atingir 50 km a uma velocidade de 10 a 70mb;
• O serviço de telefonia móvel no padrão GSM utilizam faixa de
1,8 Ghz;
• Países como Canadá, México e Estados Unidos utilizam faixa
de 1,9 Ghz.
• http://www.anatel.gov.br/Radiofrequencia/qaff.pdf
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Spread Spectrum
• A maior parte das transmissões usam banda (faixa) de
frequência estreita, para obter melhor recepção (muitos
watts/Hz).
• Em alguns casos, o transmissor salta de frequência em
frequência em um padrão regular ou em padrão
intencionalmente disperso dentro de uma faixa de
frequência larga.
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Spread Spectrum
• Essa técnica é chamada de Spread Spectrum (Espectro de
Dispersão)
• Muito usado nas comunicações militares.
• Dificulta a detecção das transmissões e é praticamente
impossível obstruí-las.
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O Spread Spectrum Verdadeiro
• Direct Sequence Spread Spectrum (Espectro de Dispersão
de Sequência Direta).
• ... ... ...
• Por enquanto, vamos partir da premissa de que todas as
transmissões utilizam uma banda de frequência estreita.
• ... ... ...
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Transmissão de Rádio
• As ondas de rádio são fáceis de gerar, modular, percorrem
longas distâncias e atravessam obstáculos facilmente.
• São largamente utilizadas para comunicação, seja em
ambientes fechados ou abertos.
• Ondas de rádio percorrem todas as direções a partir da
origem.
• O transmissor e o receptor não precisam estar fisicamente
alinhados.
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Transmissão de Rádio
• As propriedades das ondas de rádio dependem da frequência.
• Nas frequências baixas, as ondas de rádio atravessam os
obstáculos, mas a potência do sinal cai abruptamente
(atenuação do sinal) à medida que a distância da origem
aumenta.
• Nas frequências altas, as ondas de rádio tendem a viajar em
linhas retas e a ricochetear nos obstáculos.
• Também são absorvidas pela chuva.
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Transmissão de Rádio
• Em todas as frequências, as ondas de rádio estão sujeitas à
interferência de equipamentos elétricos.
• Devido a facilidade que as ondas de rádio têm de percorrer
longas distâncias, a interferência é um problema.
• Por isso, existe um controle rígido sobre a radiodifusão.
• Nas faixas VLF, LF e MF, as ondas de rádio se propagam em
nível do solo, obedecendo a curvatura da Terra.
• Em HF, ricocheteiam na ionosfera.
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Transmissão de Rádio
• O principal problema em utilizar essa bandas em
comunicações de dados diz respeito à baixa largura de
banda que oferecem.
• Nas bandas HF e VHF, as ondas em nível do solo tendem a
ser absorvidas pela terra.
• No entanto, as ondas que alcançam a ionosfera, uma camada
da atmosfera, numa altura de 100 a 500 Km, são refratadas
por ela e enviadas de volta à Terra.
• Em determinadas condições atmosféricas, os sinais podem
ricochetar diversas vezes.
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Transmissão de Rádio
• As ondas VLF, LF e MF podem ser detectadas num raio de
1000 Km.
• Em faixas de frequência mais altas esse raio de ação é bem
maior.
• Radiodifusão AM (Modulação por Amplitude) utiliza a banda
MF (ondas médias).
• Ondas de rádio nessas bandas atravessam facilmente os
prédios, razão pela qual os rádios portáteis funcionam bem
em ambientes fechados.
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Transmissões sem Fio
• Transmissão por microondas.
• Ondas de infravermelho e milimétricas.
• Transmissão por onda de luz.
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O que é Modulação
• É o mapeamento da informação sobre
mudanças na amplitude, frequência ou
fase (ou combinação destes), em um sinal
denominado portadora (carrier).
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O que é Multiplexação
• Método de compartilhar a largura de
banda de um meio de comunicação com
outros canais de dados independentes.
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Métodos Básicos de Multiplexação
• TDM (Time Division Multiplexing)
• FDM (Frequency Division Multiplexing)
• CDM (Code Division Multiplexing)
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Símbolo
• In digital communications, a symbol is a state or significant
condition of the communication channel that persists for a
fixed period of time.
• A sending device places symbols on the channel at a fixed
and known rate (the symbol rate, measured in baud) and the
receiving device has the job of detecting the sequence of
symbols in order to reconstruct the transmitted data.
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Taxa de Símbolos
• In digital communications, symbol rate, also known as baud
rate or modulation rate; is the number of symbol changes
(signalling events) made to the transmission medium per
second using a digitally modulated signal.
• The symbol rate is measured in baud or symbols/second.
• Each symbol can represent one or several bits of data.
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Taxa de Bauds
• Baud deriva do sobrenome de J.M.E. Baudot, francês
inventor do código telegráfico Baudot.
• Um Baud é uma medida de velocidade de sinalização e
representa o número de mudanças na linha de
transmissão (seja em frequência, amplitude, fase etc...) ou
eventos por segundo.
• Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/Baud"
42
Taxa de Bauds
• Várias amplitudes e vários
deslocamentos de frequência são
combinados para transmitir diversos
bits/símbolo.
• Essa combinação de técnicas de modulação
permite transmitir vários bits por baud.
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Taxa de Bauds
• Cada fragmento de informação
transmitido (um símbolo) corresponde a
uma amostra.
• O número de amostras por segundo
define a taxa de bauds.
• 1 baud é definido em função do número
de bits numa amostra.
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Taxa de transmissão de um canal bps
• É a quantidade de informação enviada por um
canal, no intervalo de tempo de 1 segundo.
• É medida em bits/s (bps).
• É igual ao número de bits/amostra multiplicado
pelo número de amostras/segundo.
• É igual ao número de bits/amostra multiplicado
pela taxa de bauds.
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Taxa de transmissão de um canal bps
• Para se determinar a taxa de transmissão
de um canal em bits por segundo - bps,
deve ser levado em consideração o tipo de
codificação utilizada, além da velocidade
de sinalização do canal de comunicação.
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Modem V.90 – 56 Kbps
• 56 Kbps = 56000 bps
• Teorema de Nyquist (1924)
• Taxa máxima de bits por segundo =
2H.log2 V bits , onde H é largura de banda em Hz e V é o
número de níveis discretos (0 e 1).
• 2 . 4000 . log2 2 = 8000 . 1 = 8000 amostras/s
• Ou 8000 bauds (taxa de bauds).
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Símbolos / Amostras
• Nos USA, cada amostra tem 8 bits, mas 1
bit é usado para controle e os 7 restantes
para o usuário.
• Então, temos 56000 bits/s ou 56 Kbps.
48
Símbolos / Amostras
• Na Europa, cada amostra tem 8 bits e
todos os 8 bits estão disponíveis para o
usuário. Então, temos 64000 bits/s ou 64
Kbps.
• No acordo internacional sobre um padrão
de modem, foi escolhido o valor de 56000
bps.
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LANs sem Fio IEEE 802.11
• A pilha de protocolos 802.11 (4.4.1)
• A camada física 802.11 (4.4.2)
• O protocolo da subcamada MAC 802.11
(4.4.3)
• A estrutura de quadro 802.11 (4.4.4)
• Serviços no padrão 802.11 (4.4.5)
50
A Pilha de Protocolos 802.11
Camadas Superiores
Subcamada LLC
Subcamada MAC
IEEE 802
IEE
802.11
InfraFHSS
vermelho
802.11
DSSS
802.11a 802.11b 802.11g
OFDM HR-DSSS OFDM
Camada
de
Enlace
Camada
Física
51
Estrutura do Quadro 802.11
bytes
2
2
Controle
de
Quadro
bytes
Duração
Endereço 1
6
2
6
Endereço 2
versão tipo
4
subtipo
1 1 1 1
R
F
T
MF e
r
o
p
Seq
4
Total de
Verificação
Dados
2
2
Endereço 3
0-2312
Endereço 4
bit
s
6
6
1 1 1 1
P M
a
o i W O
t s
Controle
de
Quadro
52
Serviços no IEEE 802.11
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53
Técnicas de transmissão em
Redes sem Fio IEEE 802.11
• FHSS
• DSSS
• OFDM
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FHSS – Frequency Hopping Spread-Spectrum
• Neste modelo a banda é 2,4 GHz é dividida em 75 canais;
• A informação é enviada utilizando todos os canais numa
seqüência pseudo-aleatória;
• A seqüência é alterada em saltos;
• Segue um padrão conhecido pelo transmissor e pelo
receptor, que se sincronizados estabelecem um canal lógico;
• O sinal é recebido por quem conhece a seqüência de saltos e
aparece como ruído para outros possível receptores;
• Essa técnica limita a velocidade de transmissão a 2Mbps;
• Como todo o espectro é utilizado e as mudanças de canais
constantes causam grande retardo na transmissão do sinal.
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DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum
• Utilizado no padrão 802.11b;
• A banda 2,4 Ghz é dividida em três canais;
• Utiliza técnica denominada code chips, que
consiste em separar cada bit de dados em 11
subbits que são enviados de forma redundante por
um mesmo canal em diferentes freqüências;
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DSSS
• Essas característica torna o DSSS mais susceptível
a ataques diretos em uma freqüência fixa e a
ruídos que ocupem parte da banda utilizada.
• Contudo, uma maior banda é requerida.
• Mesmo que um ou mais bits no chip sejam
danificados durante a transmissão, técnicas
estatísticas embutidas no rádio são capazes de
recuperar os dados originais sem a necessidade de
retransmissão.
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DSSS
• No receptor o sinal de informação é recuperado
através de um processo complementar usando um
gerador de código local similar e sincronizado com
o código gerado na transmissão.
• Em razão da utilização de uma grande largura de
banda para transmissão, os sistemas em
seqüência direta dispõem de poucos canais dentro
da banda. Estes canais são totalmente separados
de forma a não gerar interferência entre eles.
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DSSS
• As vantagens desta técnica são:
– O circuito gerador de freqüência (sintetizador) é
mais simples, pois não tem necessidade de
trocar de freqüência constantemente.
– O processo de espalhamento é simples, pois é
realizado através da multiplicação do sinal de
informação por um código.
– Maior capacidade de transmissão, da ordem de
11 Mbit/s.
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DSSS
• As desvantagens desta técnica são:
– Maior dificuldade para manter o
sincronismo entre o sinal PN-code gerado
e o sinal recebido.
– Maior dificuldade para solução dos
problemas de interferências.
– Equipamentos de maior custo.
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OFDM
• Ortogonal Frequency Division Multiplexing
• É uma combinação de modulação e multiplexação.
• Multiplexação geralmente se refere a sinais independentes,
aqueles produzidos por diferentes fontes de diferentes
frequências.
• OFDM é uma questão de como compartilhar o espectro de
dispersão entre esses sinais independentes com frequências
diferentes, que são sub-sinais de um sinal principal gerado
por uma única fonte.
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OFDM
• OFDM é um caso particular de FDM.
• Em FDM, existem diversos sinais em portadoras diferentes,
com frequências diferentes, gerados por fontes de
informação diferentes.
• Em OFDM, existem diversos sinais em portadoras diferentes,
com frequências diferentes, gerados por uma mesma fonte
de informação
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OFDM
• Os sinais nas portadoras diferentes são
sub-sinais em sub-portadoras de um único
sinal gerado por uma única fonte de
informação.
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FDM x OFDM
• Em FDM, uma determinada fonte de informação
não pode dividir seu stream de informação que é
gerado num único stream, como ocorre, de forma
análoga, numa torneira aberta correndo água.
• Em OFDM, uma determinada fonte de informação
tem seu stream subdividido em vários substreams,
como ocorre, de forma análoga, num chuveiro
aberto correndo água.
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FDM x OFDM
• Qual a vantagem que poderia ocorrer de um método sobre o
outro ???
• É que, embora, ambos os métodos façam a mesma coisa
(transmitem a informação), cada um responde de maneira
diferente ao problema da interferência.
• Interferência na torneira pode parar o fluxo de água como
um todo. Interferência no chuveiro é mais difícil parar o fluxo
como um todo.
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FDM x OFDM
• FDM é análogo a um caminhão-carreta que
leva uma carga de 4 encomendas de uma
única vez. Ao passo que OFDM equivale a 4
caminhões simples levando cada qual uma
única encomenda das 4 que o caminhãocarreta carrega.
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FDM x OFDM
• Ambos os métodos de carregar carga fazem
a mesma coisa, ou seja, carregam a
mesma quantidade de carga. Mas, no caso
dos 4 caminhões simples, no caso um
acidente, somente ¼ da carga sofrerá.
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OFDM
• Estes 4 pequenos caminhões quando vistos
análogos a sinais, são chamados de subportadoras em um sistema OFDM, e são
equivalentes a sinais independentes em
sub-canais independentes, para a idéia
funcionar.
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OFDM
• Os sub-canais independentes podem ser
multiplexados por FDM e chamados de
transmissão de multi-portadoras (multicarrier transmission);
• Ou podem se baseados em CDM, sendo
neste caso, chamado transmissão de multicódigo (multi-code transmission).
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OFDM
• A independência das sub-portadoras é obtida através do
conceito matemático de ortogonalidade.
• Ortogonalidade é o principal conceito em OFDM.
• As sub-portadoras são todas matematicamente
representadas por ondas de senos e cosenos.
• Ver tutorial sobre OFDM em:
ofdm2.pdf
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Benefícios
• Mobilidade:
– Sistemas de redes wireless podem providenciar
aos usuários acesso a informação em tempo real
em qualquer lugar de suas organizações.
• Flexibilidade:
– Tecnologia wireless permite que as redes
cheguem a onde cabos não podem ir.
Segurança em redes sem Fio
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Benefícios
• Instalação Rápida, Simples e Flexível
– Instalar uma rede wireless pode ser rápido e
fácil, além de eliminar a necessidade de
atravessar cabos através de paredes e andares.
Segurança em redes sem Fio
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Benefícios
• Redução de custo
– As despesas de instalação podem ser
significativamente menores comparados a redes
cabeadas.
– Não substituem as redes cabeadas, mas sim
podem estendê-las.
Segurança em redes sem Fio
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Benefícios
• Escalabilidade:
– Redes sem fio podem ser configuradas
segundo diversas topologias de acordo
com as necessidade.
– Configurações podem ser mudadas
facilmente e a distâncias entre as
estações adaptadas desde poucos
usuários até centenas.
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Histórico
• 1940 – Primeiro uso da tecnologia spread spectrum.
• 1980 – Aplicações limitadas usando narrowband (banda
estreita).
• 1980 – FCC atribui freqüências para uso comercial.
• 1989 – ISM autoriza uso em 900MHz, 2.4GHz e 5 GHz.
• 1989 – Produtos usando 900MHz são produzidos.
• 1990 – IEEE começa a trabalhar em um padrão industrial
para WLAN.
• 1994 – Produtos usando 2.4 GHz são produzidos.
• 1994 – Aprovado o padrão IEEE 802.11.
• 1997 – Produtos 2.4GHz começam a roubar a cena.
• 1999 – Ratificação da IEEE 802.11a e 802.11b.
• 1999 – Produtos baseado em 802.11b começam a ser
Segurança em redes
sem Fio
produzidos.
Fonte especificação IEEE 802.11: http://standards.ieee.org/getieee802/
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Problemas em Redes sem Fio
• Estão sendo largamente adotadas pela facilidade
de uso e instalação dos equipamentos envolvidos.
• A cada dia mais adeptos estão crescendo no Brasil
e no mundo.
– Problemas de Segurança ?
• Desinformação do Cliente;
• Equipamentos com valores default;
• Redes Wireless sem proteção;
Segurança em redes sem Fio
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Desafios
• Implementação de um ambiente
seguro para o tráfego das informações
• Problemas:
–Uso do meio compartilhado;
–Interferências;
–Limitação dos padrões.
Segurança em redes sem Fio
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Tipos de redes sem fio
• Radiofrequência
– IEEE 802.11
– Bluetooth
• Infravermelho
– Infrared (Calculadoras, Palms,
notebooks)
Segurança em redes sem Fio
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Bluetooth
• Protocolo padrão para conexão wireless de:
– Telefones sem fio
– PDAs
– Computadores
– Impressoras
– Eletrodomésticos
• Curiosidade:
– O nome Bluetooth é oriundo do conquistador
Viking chamado Harald Bluetooth que unificou a
Dinamarca e a Noruega no século X.
Segurança em redes sem Fio
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Bluetooth
• Utiliza a freqüência de 2.4GHz
• Velocidade de até 740 kbps
• Alcance de até 100 mts
• Modo de transmissão
– Frequency hopping (1600 mudanças
por segundo)
• Pode provocar interferência em redes
802.11
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Infrared
• Tecnologia Antiquada
• Características:
– Até 3 Metros usando Line of Sight(LOS)
– Taxa de transmissão: 500 Kbps
– Banda Dedicada
• Organização:
– http://www.IrDA.org
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IEEE 802.11 - IBSS
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BSS – Basic Service Set
(SSId)
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ESS – Extended Service Set
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Conectando prédios
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Extended Service Set Identifier(ESSId)
• Denominado “Nome da rede”;
• É a cadeia que deve ser conhecida tanto pelo
concentrador, ou grupo de concentradores, como pelos
clientes que desejam conexão;
• O concentrador envia sinais com ESSID, que é
detectado pelos equipamentos na região de
abrangência, que estes enviem um pedido de conexão;
• O concentrador pode enviar o ESSID de forma gratuita;
• Casa o concentrador não envie o ESSID o cliente tem
de conhecer de antemão os ESSIDs dos concentradores
disponíveis no ambiente, para, então, requerer
conexão;
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BEACOM
• Concentradores enviam sinais informando sobre a sua
existência;
• Clientes percebem sua presença e estabelecem a conexão;
• Essas informações são conhecidas como Beacom Frames
• Sinais enviados Gratuitamente pelos concentradores
para orientar os clientes;
• PROBLEMA ?
– Um atacante pode pegar essas informações e ter o
conhecimento da rede;
• Solução.
– Configurar o concentrador para não enviar
informações o cliente a se conectar deve conhecer
de antemão essas informações, rede deixa de ser
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“PLUG and PLAY”.
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Meio Compartilhado
• Semelhante a redes Ethernet;
• Em redes Wi-fi o meio é compartilhado entre todas as
estações conectadas a um mesmo concentrador;
• Quanto maior o número de usuários, menor será a banda
disponível para cada um.
• Trafego é visto por todas as interfaces participantes;
• Em redes sem fio esse problema se agrava;
– Pois a propagação do sinal é pelo ar;
• Analogamente a redes Ethernet;
– Pode-se usar switches que permitem isolar o tráfego para
grupos de um ou mais usuários.
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Padrões
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Tabela de Padrões
Fonte:. http://www.mobilezone.com.br/glossario.htm
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Tabela de Padrões
Fonte:. http://www.mobilezone.com.br/glossario.htm
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Tabela de Padrões
Fonte:. http://www.mobilezone.com.br/glossario.htm
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Aplicações "wireless“ cobertura x taxa
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Visada
• Visada
– Ambientes externos (Outdoor)
• Requer visada direta
– Ambientes internos (Indoor)
• NÃO requer visada direta
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Aplicação "indoor" para residências ou
mercado corporativo
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Exemplo de visada direta - Outdoor
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Redes Wi-fi Tradicionais / Wireless Mesh
• Redes Mesh / Wireless Tradicionais
– Tendências para redes em Faixa Larga;
– Estendendo os limites de Wi-fi tradicionais
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Células de Comunicação
•
•
•
Padrão IEEE 802.11 define uma arquitetura para as redes sem fio, baseada
na divisão da área coberta pela rede em células. Essas células são
denominadas de BSA (Basic Service Area). O tamanho da BSA (célula)
depende das características do ambiente e da potência dos
transmissores/receptores usados nas estações.
BSS (Basic Service Set) – ou Conjunto Básico de Serviço, representa um
grupo de estações comunicando-se por radiodifusão ou infravermelho em
uma BSA.
Ponto de acesso (Access Point – AP) – são estações especiais
responsáveis pela captura das transmissões realizadas pelas estações de sua
BSA, destinadas a estações localizadas em outras BSAs, retransmitindo-as,
usando um sistema de distribuição.
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Células de Comunicação
• Sistema de distribuição – representa uma infra-estrutura
de comunicação que interliga múltiplas BSAs para permitir a
construção de redes cobrindo áreas maiores que uma célula.
• ESA (Extended Service Area) – ou Área de Serviço
Extendida, representa a interligação de vários BSAs pelo
sistema de distribuição através dos APs.
• ESS (Extended Service Set) – ou Conjunto de Serviço
Extendido, representa um conjunto de estações formado pela
união de vários BSSs conectados por um sistema de
distribuição.
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Referências
• Livro: Nelson Murilo de O. Rufino
– Segurança em redes sem fio (Aprenda a proteger suas
informações em ambientes Wi-fi e Bluetooth).
• Livro:Andrew S. Tanembaum
– Redes de computadores.
• Livro: C.Silva Ram Murthy and B.S. Manoj
– Ad-Hoc Wireless Networks(Architectures and Protocols)
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