Rede sem fios
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Rede sem fio (também chamada rede wireless ou rede Wi-Fi) refere-se à uma rede interligada sem fios, isto é, por canais de comunicação alternativos (como rádio-frequência, infravermelho ou laser). O termo começou a ser usado no Reino Unido, logo depois que uma rádio começou a transmitir através dessa estratégia. Este tipo de redes, quando locais, também se designa por Wlan, wireless LAN.
O termo WiFi vem da abreviação de Wireless Fidelity (uma noção no nível abstrato que implica uma conexão confiável a uma fonte), é um conjunto de padrões de compatibilidade para wireless local area networks (WLAN) baseado nas especificações IEEE 802.11.
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[editar] Classificação das Redes Wireless
[editar] Redes pessoais
- Estas redes Wlans já são bastante usadas, mas são limitadas pelo seu pequeno alcance e baixa velocidade (115 kbps). Encontram-se principalmente em computadores portáteis, PDAs (Personal Data Assistants), telefones móveis (telefones celulares) e algumas impressoras.
- O Bluetooth, usado para comunicação entre pequenos dispositivos de uso pessoal, como podem ser os PDAs, telefones móveis de nova geração e alguns computadores portáteis, opera dentro da banda dos 2,4 GHz. A sua principal desvantagem é a incompatibilidade de dispositivo de comunicação de diferentes fabricantes.
[editar] Redes de consumo
- Redes CDMA (Padrão nos EUA) e GSM (Padrão na Europa e Ásia) são os padrões usados pelas agências de telefonia móvel em todo mundo.
- 802.16 são redes que pretendem complementar as Redes sem Fios Metropolitanas (MAN) e a banda está entre 2 e 11 GHz.
[editar] Redes 802.11
[editar] Camada de enlace
Redes 802.11 são o padrão estabelecido pela IEEE. As suas principais variantes são:
[editar] 802.11a
Chega a alcançar velocidades de 54 Mbps dentro dos padrões da IEEE e de 72 a 108 Mbps por fabricantes não padronizados. Esta rede opera dentro de um raio de 5 GHz e inicialmente suporta 64 utilizadores por Ponto de Acesso (PA). As suas principais vantagens são a velocidade, a gratuidade da freqüência que é usada e a ausência de interferências. A maior desvantagem é a incompatibidade com os padrões 802.11 b e g.
[editar] 802.11b
Alcança uma velocidade de 11 Mbps padronizada pela IEEE e uma velocidade de 22 Mbps oferecida por alguns fabricantes não padronizados. Opera dentro da freqüência de 2.4 GHz. Inicialmente suporta 32 utilizadores por PA. Um ponto negativo neste padrão é a alta interferência mesmo na transmissão quanto na recepção de sinais, porque funciona a 2,4 GHz, o mesmo dos telefones móveis, fornos microondas e dispositivos Bluetooth. E o lado positivo é o baixo preço de seus dispositivos, a gratuidade da banda e a disponibilidade gratuita em todo mundo. OBS: o artigo encontra um pequeno erro, dizendo que o 802.11b trabalha em 22 Mbps, na verdade ele se encontra na velocidade de até 54 Mbps.
[editar] 802.11g
Baseia-se na compatibilidade com os dispositivos 802.11b e oferece uma velocidade de 54 Mbps. Funciona dentro da frequência de 2,4 GHz. Tem os mesmos inconvenientes do padrão 802.11b (incompatibilidades com dispositivos de diferentes fabricantes). As vantagens também são as mesmas do 802.11b (maior velocidade e precisão). Alguns dispositivos conseguem enviar e receber dados simultâneamente dobrando a velocidade total para 108 Mbps. Esta é a tecnologia mais madura e difundida usada em grande escala por empresas e provedores de Internet via rádio.
[editar] Dispositivos Wireless
Os principais tipos de dispositivos são:
- Cartões de Rede (TR) são os dispositivos integrados no nosso computador, e ligados através de um conector PCMCIA ou USB. Substituem a Ethernet e Token Ring. O TR serve para receber e enviar informações do nosso computador. A velocidade de transmissão/recepção dos mesmos é variável, dependendo do fabricante e dos padrões que se usa.
- Pontos de Acesso (PA) são encarregados de receber a informação dos diferentes TR na rede. O PA centraliza e encaminha a informação para o TR solicitado. Complementam os Hubs, Switches e Routers. A velocidade de transmissão/recepção também é variável dependendo do fabricante e dos padrões que se utilizam.
[editar] Funcionamento dos dispositivos
Quando estamos conectados a uma rede via cabo, temos uma velocidade fixa e constante. Mas quando falamos em wireless, um fator que afeta a velocidade de transmissão é a distância entre os computadores TR's.
Os principais fatores que afetam a conexão de um TR a um PA são:
- A velocidade máxima de um PA (normalmente no padrãO 802.11g é 54Mbps).
- Distâcia dos PA's (quanto maior a distância menor a velocidade).
- Elementos entre o TR e o PA (paredes, campos magnéticos ou elétricos).
- Saturação do espectro e interferências (quanto mais usuários wireless maior o número de colisões nas transmissões e menor a velocidade).
Normalmente os fabricantes de PAs apresentam um alcance teórico de 100 a 500 metros. Isto é obviamente o alcance em condições de laboratório, porque em condições reais, o alcance de uma conexão varia (sempre a menos) por uma infinidade de condições que as afetam.
| Distância | Velocidade dos Padrões (Mbps) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Metros | 802.11a | 802.11b | 802.11g | |||||
| 25 | 54 | 11 | 54 | |||||
| 50 | 48 | 11 | 48 | |||||
| 75 | 34 | 11 | 34 | |||||
| 100 | 34 | 6 | 32 | |||||
| 125 | 27 | 6 | 27 | |||||
| 150 | 27 | 6 | 26 | |||||
| 175 | 24 | 3 | 24 | |||||
| 200 | 11 | 3 | 11 | |||||
| 225 | 12 | 3 | 11 | |||||
| 250 | 9 | 2 | 9 | |||||
| 275 | 6 | 2 | 6 | |||||
| 300 | 6 | 2 | 6 | |||||
Exemplo de uma condição máxima de uma transmissão entre dispositivos 802.11.
[editar] Antenas
Atualmente existem fabricantes que oferecem antenas que aumentam a capacidade do TX/RX (transmissão/recepção) dos dispositivos wireless. Dentro dos PAs e dos TRs se pode modificar enormemente a capacidade de TX/RX graças ao uso de antenas especiais. Estas antenas podem ser divididas em:
[editar] Direcionais
As antenas Direcionais enviam a informação a uma certa zona de cobertura, a um ângulo determinado, pelo qual seu alcance é maior, fora da zona de cobertura não se escuta nada, não se pode estabelecer comunicação entre os interlocutores....
[editar] Omnidirecionais
As antenas omnidirecionais enviam a informação teóricamente aos 360 graus, sendo assim possível estabelecer comunicação independentemente do ponto que está. Em contrapartida, o alcance destas antenas é menor que o das antenas direcionais.
[editar] Topologia e Modos de Funcionamento
É conveniente fazer uma divisão entre topologia e modos de funcionamento dos dispositivos Wi-Fi. Nos referimos a topologia como um dispositivo lógico, e o modo de funcionamento será a atuação de cada dispositivo dentro da topologia escolhida.
[editar] Topologias básicas
[editar] Topologia Ad-Hoc
Cada dispositivo pode se comunicar com todos os demais. Cada modo forma uma parte da rede Peer to Peer (P2P), ou igual para igual, para o qual só vamos necessitar de um SSID igual para todos os nodos e não ultrapassar um número razoável de dipositivos para não baixar o rendimento da rede.
[editar] Redes abertas/livres
Redes abertas ou redes livres sem-fios permitem que os roteadores se comuniquem entre si, independentemente do ponto de acesso. Isto quer dizer que os dispositivos que atuam como nós/roteadores podem mandar informações diretamente para outro nó sem necessariamente passar por um PA. Para que isto seja possível, é necessário um protocolo que permita transmitir as informações para seu destino com um número mínimo de saltos (Hops, em inglês). Um destes Protocolos é o OLSR muito usado nas redes livres ou abertas. A rede Mesh é tolerante a falhas, porque se algum nó cair não implica que toda a rede caia também. Redes abertas ou redes livres com topologia Ad-Hoc podem usar o protocolo OLSR com os roteadores funcionando com um firmware baseado no Linux para aparelhos wireless tipo WRT54gl do Linksys. Existem varios tipos de versões de Open-WRT firmware para redes de protocolo OLSR:
- Freifunk, em alemão;
- Contato brasileiro para interessados no Freifunk Firmware, em alemão;
- Aqui se encontram os programas em Linux para os diversos roteadores, em alemão;
- OLSR em inglês;
- Open WRT em inglês;
- Free Networks.org em inglês.
[editar] Topologia Infraestructura
Nesta topologia existe nodo central (PA) que serve de link para todos os demais (TR). Este nodo serve para encaminhar as ligações feitas na rede convencional com outras redes distintas. Para poder estabecer a comunicação, todos os nodos devem estar dentro da zona de cobertura do PA.
Todos os dispositivos, independentemente de serem TRs ou PAs, têm dois modos de funcionamento:
[editar] Modo Managed
É o modo em que o TR se conecta ao PA para que o PA sirva de centralizador. O TR só se comunica com o PA.
[editar] Modo Master
Este modo é onde trabalha o PA. (Mas também pode entrar os TRs se tiverem o firmware capaz de realizar a funcionalidade requerida).
[editar] Redes acopladas
As redes acopladas, são aquelas redes em que se misturam as topologias wireless. Basicamente, são redes com topologia de infraestructura , mas permitem se unir a rede de dispositivos que estão dentro do raio de cobertura de algum TR, que diretamente ou indiretamente está dentro do raio de cobertura do PA.
[editar] Segurança nas comunicações sem fios
A segurança é um dos temas mais importantes das redes sem fio. Desde seu nascimento, veêm tentando disponibilizar protocolos que garantam as comunicações, mas nem sempre isto funciona.
A questão da segurança deve ser muito bem analizada quando se utiliza um sistema em rede, onde vários usuários tem acesso. Logicamente, como se tratam de tecnologias que possuem características próprias e/ou únicas, cada uma delas têm seus prós e contras. Mas como saber quais são e a que nível esses pontos podem afetar a transmissão dos dados?
Uma rede wireless transmite seus dados através de duas técnicas: por meio de rádio freqüência (RF) ou por pulsos de infra-vermelho. A faixa de freqüência de transmissão dos dados por RF fica entre 2.4 - 2.4835 GHz, mas o sinal dessa transmissão via rádio pode ser interceptado por receptores colocados fora do prédio ou na direção em que as ondas se propagam, o que colocaria em risco uma informação importante. A transmissão por pulsos de infra-vermelho opera nas faixas de 300 - 428,000 GHz, tornando-a mais segura em relação as de RF, já que fica fora de sua largura de banda, mas é afetado pela luz do sol e por obstáculos, dificultando a transmissão.
Redes wireless são menos seguras do que redes físicas. Essa afirmação preocupa os interessados em usufruir de uma rede sem fios. Como a informação se propaga pelo "ar", as informações podem ser copiadas facilmente por dispositivos receptores e os serviços de rede podem ser retirados por estações que entram na rede, ambos sem permissão. Em uma rede física, os ataques podem ser feitos através das portas de Hub´s ou Switches, o que é impossível se a parte interessada em fazer tal ataque não tem acesso as máquinas.
[editar] Terminologia
Elementos de segurança de redes sem fio:
- WEP
WEP é um acrônimo para Wired Equivalent Privacy, e foi introduzido para tentar dar segurança na autenticação, proteção e confiabilidade na comunicação entre os dispositivos. Exemplos: WEP64 (40 bits reais) WEP128 (104 bits reais) e algumas marcas estão introduzindo o WEP256. É inseguro devido a sua arquitetura.
- OSA vs SKA
OSA (acrônimo para Open System Authentication), qualquer interlocutor é válido para estabelecer uma comunicação com o PA. SKA (acrônimo para Shared Key Authentication) é o método mediante o qual ambos os dispositivos dispõem da mesma chave de criptografia, então o dispositivo TR pede ao AP autenticação. O PA envia uma mensagem ao TR, e o TR devolve corretamente codificada, permitindo a comunicação.
- ACL
ACL é um acrônimo para Access Control List, e é o método pelo qual só é permitido unir-se a uma rede de listas de direções permitidas.
- CNAC
CNAC é um acrônimo para Closed Network Access Control. Impede que os dispositivos não identificados pelo SSID entrem na rede.
- OLSR
OLSR é um acrônimo para Optimized Link State Routing, é um protocolo para redes ad hoc móveis.
- SSID
SSID é um acrônimo para Service Set IDentifier, e é uma cadeia de 32 caracteres a que identifica cada rede wireless. Os TRs devem conhecer o nome da rede para unir-se a ela.
- WPA
WPA é um acrônimo paraWi-Fi Protected Access, e é um padrão de segurança que foi elaborado pela IEEE a partir do padrão 802.11i. O WPA deve substituir o WEP, já que o novo sistema apresenta melhorias em relação ao WEP.
[editar] Referências
- Nelson Murilo de O. Rufino, Segurança em Redes sem Fio. Novatec Editora. ISBN 85-7522-070-5.
