ACCESO WIFI

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<p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Redes InalmbricasWAN MAN LAN PAN</p> <p>WCDMA GPRS EDGE</p> <p>3G</p> <p>WiMAX * 802 . 16 Broadband</p> <p>* Wi - Fi 802 . 11</p> <p>RFID / Bluetooth TAG</p> <p>and</p> <p>UWB</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>WiFiWi-Fi es un sistema de envo de datos sobre redes computacionales que utiliza ondas de radio en lugar de cables. Adems es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la organizacin comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estndares 802.11.http://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>WiFiWiFi y el logotipo (ying-yang) fueron inventados por Interbrand. Los miembros fundadores de la Wireless Ethernet Compatibility Alliance WECA, ahora conocida como WiFi Alliance, contrataron a Interbrandpara que proporcionara un nombre y logotipo que pudiese utilizarse en la marca de intercompatibilidad y para el marketing.</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Arquitectura de los Estndares IEEE 802</p> <p>802.10: Seguridad</p> <p>802.1: Perspectiva y Arquitectura</p> <p>802.2: LLC (Logical Link Control)</p> <p>Subcapa LLC</p> <p>802.1: Gestin</p> <p>802.1: Puentes Transparentes</p> <p>802.3: CSMA/CD (Ethernet)</p> <p>802.5: Token Ring</p> <p>802.11: WLAN</p> <p>802.12: Demand Priority</p> <p>802.15: WPAN</p> <p>802.16 BBWA</p> <p>802.17 RPR</p> <p>802.20: MBWA</p> <p>Subcapa MAC (Media Access Control)</p> <p>Capa Fsica</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Modelo de Referencia de 802.11</p> <p>Subcapa LLC (802.2)</p> <p>Capa de enlace</p> <p>Subcapa MAC: Acceso al medio (CSMA/CA) Acuses de recibo Fragmentacin Confidencialidad (WEP, WAP, WAP2) PLCP (Physical Layer Convergence Procedure)</p> <p>Capa fsicaInfrarrojo s 802.11 FHSS 802.11</p> <p>PMD (Physical Media Dependent) DSSS 802.11 HR/DSSS 802.11b OFDM 802.11a DSSSOFDM 802.11g</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Certificacin WiFi Alliance WiFi Alliance es un consorcio de fabricantes de hardware y software cuyo objetivo es promover el uso de tecnologa 802.11y velar por su interoperabilidad. Para ello, WiFi Alliance ha definido un proceso de certificacin, de forma que cualquier fabricante puede someter a prueba sus productos, y si la superan podr poner el sello correspondiente. Los requisitos de certificacin de WiFi Alliance se basan en la norma 802.11 pero no son equivalentes. Algunas funcionalidades (opcionales) de 802.11 no se exigen en la certificacin WiFi y en algn caso se exigen funciones adicionales, sobre todo para garantizar aspectos de interoperabilidad y seguridad.</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Tipos de Redes 802.11 Redes ad hoc: sin puntos de acceso (APs). Los ordenadores se comunican directamente. Redes de infraestructura: con al menos un AP. Pueden ser de dos tipos: BSS (Basic Service Set): la zona de cobertura que abarca un AP. El AP puede o no estar conectado a una red ESS (Extended Service Set): es un conjunto de dos o ms BSS, es decir dos o ms APs, interconectados de alguna manera a nivel 2. La red que interconecta los APs se denomina el DS (Distribution System) Los APs actan como puentes transparentes traductores entre 802.11 y 802.3Ing. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Red ad hocCanal 9Para que los porttiles puedan salir a Internet este PC puede actuar de router 147.156.2.2/24</p> <p>147.156.2.1/24</p> <p>Tarjeta PCI</p> <p>147.156.1.15/24</p> <p>147.156.2.3/24</p> <p>Tarjeta PCMCIA</p> <p>Internet 147.156.2.4/24Ing. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>BSSCanal 1Las estaciones solo se comunican a travs del AP, no directamente 147.156.1.22/24 Punto de acceso (AP) 147.156.1.24/24 147.156.1.23/24</p> <p>147.156.1.21/24</p> <p>En el AP el canal se configura manualmente. Las estaciones se adaptan automticamente 147.156.1.1/24</p> <p>rea de cobertura</p> <p>147.156.1.20/24</p> <p>Internet</p> <p>147.156.1.25/24</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>ESSEl DS (Distribution System) es el medio de comunicacin entre los AP. Normalmente es Ethernet, pero puede ser cualquier medio. Debe haber conectividad a nivel 2 entre los APs que forman el ESS</p> <p>BSS 1 Canal 1</p> <p>BSS 2 Canal 6</p> <p>Sistema de distribucin (DS)</p> <p>InternetIng. Albino Goncalves</p> <p>Cada BSS (cada AP) tiene un rea de cobertura que es su celda inalmbrica. Si el usuario cambia de celda se conectar al nuevo BSS.octubre 2009</p> <p>ESSCanal 1 Canal 1</p> <p>Repetidor inalmbrico</p> <p>InternetIng. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>ESSCanal 1 Canal 7</p> <p>Canal 13Puente inalmbrico</p> <p>InternetIng. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>DS ESS STA Red de InfrastructuraAP AP STA</p> <p>STA BSS</p> <p>STA</p> <p>STA: Station AP: Access Point DS: Distribution System BSS: Basic Service Set ESS: Extended Service Set</p> <p>STA STA Red Ad Hoc STA STA IBSSoctubre 2009</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>Trama 802.11Trama 802.11 de datosControl Trama Duracin Direccin 1 6 Bytes Direccin 2 6 Bytes Direccin 3 6 Bytes Seq.</p> <p>Cabecera LLC/SNAP (802.2)Direccin 4 Datos IP 0-2312 Bytes 4 Bytes CRC</p> <p>2 Bytes 2 Bytes</p> <p>2 Bytes 6 Bytes</p> <p>Trama EthernetDireccin Destino 6 Bytes Direccin Origen 6 Bytes EType Datos IP 2 Bytes 46-1500 Bytes 4 Bytes CRC</p> <p>Distribution System (DS)</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Trama 802.112 Bytes 2 Bytes Control Trama Duracin 6 Bytes Direccin 1 6 Bytes Direccin 2 6 Bytes Direccin 3 2 Bytes 6 Bytes Seq. Direccin 4 0-2312 Bytes 4 Bytes Datos IP CRC</p> <p>Bits</p> <p>2 Vers.</p> <p>2 Tipo</p> <p>4 Subtipo</p> <p>1 Hacia DS</p> <p>1 Desde DS</p> <p>1 MF</p> <p>1 Reint.</p> <p>1 Pwr</p> <p>1 Mas</p> <p>1 W O</p> <p>1</p> <p>Vers.: Tipo: Subtipo: Hacia DS, Desde DS: MF: Reint.: Pwr: Mas: W: O: Duracin: Direccin 1,2,3,4: Seq.:</p> <p>Permite la coexistencia de varias verisones del protocolo Indica si se trata de una trama de datos, de control o de gestin Indica por ejemplo si es una trama RTS o CTS Indica si la trama va dirigida hacia o tiene su origen el DS Indica que siguen ms fragmentos Indica que esta trama es un reenvo Para dormir o despertar a una estacin Advierte que el emisor tiene ms tramas para enviar La trama est encriptada con WEP (Wireless Equivalent Privacy) Las tramas que tiene puesto este bit se han de procesar por orden Dice cuanto tiempo va a estar ocupado el canal por esta trama Direccin de origen(1), destino(2), AP origen (3) y AP destino(4) Nmero de secuencia (cuando la trama es un fragmento)</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Tipos de Trama 802.11 Tramas de gestin Tramas baliza (beacon) Tramas de sonda peticin/respuesta Tramas de autenticacin/deautenticacin Tramas de asociacin/reasociacin/desasociacin</p> <p> Tramas de control Tramas RTS (Request To Send) y CTS (Clear To Send) Tramas ACK (Acknowledgement, acuse de recibo)</p> <p> Tramas de datos (paquetes IP, ARP, ST, etc.)Ing. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Modos de Operacin de 802.11 Modo DCF, Distributed Coordination Function (Obligatorio en 802.11). Funcionamiento tipo Ethernet, no hay un control centralizado de la red, todas las estaciones son iguales. As funcionan las redes ad hoc y la mayora de las redes con Aps Modo PCF, Point Coordination Function. Solo puede usarse cuando hay APs. El AP controla todas las transmisiones y asigna turnos a las estaciones (funcionamiento tipo token ring). No forma parte del conjunto de estndares de la WiFi alliance y su implementacin en 802.11 es opcional.</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Datos Datos ACK ACK Pedro</p> <p>Juan</p> <p>Ana</p> <p> Todos los envos son confirmados mediante ACK Si Juan enva una trama a Ana tiene que mandarla al AP, que se la reenva (no es una red ad hoc). La celda siempre funciona half-duplex Si Juan enva una trama a un destino remoto (fuera de la celda) el AP se encarga de mandarla por el DS</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Acceso al Medio CSMA/CATodos detectan la colisin</p> <p>Pedro Juan y Pedro no detectan la colisin, solo ven que no les llega el ACK</p> <p>Juan</p> <p>Ana</p> <p>CSMA/CD</p> <p>CSMA/CA</p> <p>CSMA/CD Collision Detection (Ethernet, 802.3): Todos los dispositivos detectan la colisin en tiempo real CSMA/CA Collision Avoidance (WiFI, 802.11) Los dispositivos suponen que ha habido colisin si despus de enviar una trama no reciben la confirmacin (ACK) Tanto CSMA/CD como CSMA/CA son half-duplex</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Algoritmo de CSMA/CADIFS (50ms) SIFS (10ms)</p> <p>Emisor (A)</p> <p>Trama de Datos</p> <p>Receptor (B)</p> <p>AC K DIFS</p> <p>Segundo emisor (C)Tiempo de retencin (Carrier Sense)</p> <p>Trama de Datos</p> <p>Tiempo aleatorio</p> <p>DIFS: DCF (Distributed Coordination Function) Inter Frame Space SIFS: Short Inter Frame Space</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Colisiones Pueden producirse colisiones porque dos estaciones a la espera elijan por casualidad el mismo nmero de intervalos para empezar a transmitir. En ese caso reintentarn duplicando cada vez el rango de intervalos, entre los que eligen al azar un nuevo nmero. Es similar a Ethernet, salvo que en este caso las estaciones no detectan las colisiones sino que las infieren por la ausencia del ACK Este proceso lo siguen todas las estaciones que estn asociadas a un mismo AP en un mismo canal de radio. Si la trama va de una estacin a otra en el mismo AP el proceso se ha de efectuar dos veces pues para el nivel MAC se trata de dos envos independientes (el canal de radio es halfdplex).Ing. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Fragmentacin La redes WLAN tienen una mayor tasa de error que las LAN Por eso se prev la posibilidad de que el emisor fragmente una trama para enviarla en trozos ms pequeos. Por cada fragmento se devuelve un ACK por lo que en caso necesario cada fragmento es retransmitido por separado. La fragmentacin permite enviar datos en entornos con mucho ruido, aun a costa de aumentar el overhead No se puede hacer fragmentacin a nivel de red porque los APs no son routers Todas las estaciones estn obligadas a soportar la fragmentacin en recepcin, pero no en transmisin Los paquetes multicast o broadcast no se fragmentan nunca</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>FragmentacinCabecera LLC/SNAP (802.2)Control Trama Duracin Direccin 1 6 Bytes 30 Bytes Cabecera Direccin 2 6 Bytes Direccin 3 6 Bytes 2310 Bytes Datos (0-2310) IP Seq. Direccin 4 Datos IP 0-2310 Bytes 4 Bytes CRC</p> <p>2 Bytes 2 Bytes</p> <p>2 Bytes 6 Bytes 4 Bytes CRC</p> <p>Cabecera</p> <p>Datos (0-770) IP</p> <p>CRC</p> <p>Cabecera</p> <p>Datos (771-1540) IP</p> <p>CRC</p> <p>Cabecera</p> <p>Datos (1541-2310) IP</p> <p>CRC</p> <p>30 Bytes</p> <p>770 Bytes 4 Bytes</p> <p>30 Bytes</p> <p>770 Bytes 4 Bytes</p> <p>30 Bytes</p> <p>770 Bytes 4 Bytes</p> <p>Los fragmentos tienen la misma estructura que la trama inicial. Todos los campos de control de la cabecera y el CRC aparecen en cada uno de los fragmentos (cada fragmento aade por tanto 34 bytes) El overhead que se aade es an mayor pues la trama a nivel fsico lleva otros campos no mostrados aquIng. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Direcciones MAC de los APUn AP tiene normalmente dos direcciones MAC: La de su interfaz en la red cableada (DS) normalmente Ethernet La de su interfaz inalmbrica La direccin MAC de la interfaz inalmbrica se utiliza como identificador del BSS que corresponde a ese AP y se denomina el BSSID (BSS Identifier). Este dato es fundamental para el funcionamiento de una red 802.11 La direccin MAC de la interfaz ethernet no tiene inters para la red inalmbrica y no aparece nunca en las tramas. Pero esta direccin es la que normalmente se asocia con la direccin IP del AP y ser por tanto la que aparecer en las tablas ARP Si el AP tiene mas de una interfaz inalmbrica (por ejemplo un AP de banda dual 802.11a/b) cada una tendr una direccin MAC diferente. En ese caso cada emisor de radio configura un BSS diferente y tendr por tanto un BSSID diferente, aunque evidentemente sus reas de cobertura estarn fuertemente solapadasIng. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Direcciones MAC de los AP Duales</p> <p>Direccin de la interfaz Ethernet (asociada con la direccin IP)</p> <p>BSSID para 802.11b</p> <p>BSSID para 802.11aIng. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Direcciones MAC de los AP Duales</p> <p>Este aparato contiene: Un router con dos interfaces ethernet y funciones de NAT, cortafuegos, etc. Un switch ethernet con seis puertos Un punto de acceso 802.11 Interfaz 802.3 WAN MAC 00:0F:66:09:4E:10 Interfaz 802.11 LAN MAC 00:0F:66:09:4E:11</p> <p>Interfaces 802.3 LAN MAC 00:0F:66:09:4E:0F88.24.225.207 192.168.1.1</p> <p>Este es el BSSID</p> <p>Internet</p> <p>00:0F:66:09:4E:10 Ing. Albino Goncalves 00:0F:66:09:4E:0F</p> <p>00:0F:66:09:4E:11 octubre 2009</p> <p>Evolucin de 802.11Fecha 1986 1993 1997 1999 1999 2003 Estndar Velocidad Rendimiento Medio fsico Alcance Alcance (Throughput) interior exterior Propietario 860 Kb/s FHSS 900 MHz 20 m 100 m Propietario 2 Mb/s 802.11 (legacy) 802.11a 802.11b 802.11g 2 Mb/s 54 Mb/s 11 Mb/s 54 Mb/s 248 Mb/s 54 Mb/s 0,9 Mb/s 0,9 Mb/s 23 Mb/s 4,3 Mb/s 19 mb/s 74 Mb/s 23 Mb/s FHSS 2,4 GHz 20 m 100 m 100 m 120 m 140 m 140 m 250 m 5 Km Infrarrojos 20 m FHSS 2,4 GHz DSSS 2,4 GHz 35 m OFDM 5,7 GHz DSSS 2,4 GHz 38 m OFDM 2,4 GHz 38 m MIMO 2,4 GHz y 70 m 5 GHz 3,7 GHz 50 m</p> <p>6/2009 802.11n (est.) 6/2008 802.11y (est.)</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Modelo de Referencia de 802.11</p> <p>Subcapa LLC (802.2)</p> <p>Capa de enlace</p> <p>Subcapa MAC: Acceso al medio (CSMA/CA) Acuses de recibo Fragmentacin Confidencialidad (WEP) PLCP (Physical Layer Convergence Procedure)</p> <p>Capa fsicaInfrarrojo s 802.11 FHSS 802.11</p> <p>PMD (Physical Media Dependent) DSSS 802.11 HR/DSSS 802.11b OFDM 802.11a DSSSOFDM 802.11g</p> <p>Original 1997 (legacy)</p> <p>1999</p> <p>2003</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Capa FsicaLa subcapa PLCP desempea las funciones que son comunes a todos los medios de transmisin La subcapa PLCP incorpora una cabecera que se antepone a la trama MAC. La trama as construida es la que se transmite en el medio fsico Las principales funciones que desempea la cabecera PLCP son: Establecer la sincronizacin entre emisor y receptores a fin de que interpreten correctamente el principio de cada bit y de la trama misma Indicar la velocidad de transmisin utilizada Dar tiempo a los receptores de elegir la mejor antena, en caso de utilizar diversidad de antenas. Ing. Albino Goncalves octubre 2009</p> <p>Trama de la Subcapa PLCP</p> <p>Trama fsica de 802.3:</p> <p>Prembulo 7 Bytes</p> <p>Inicio de trama 1 Byte</p> <p>Trama MAC</p> <p>Trama fsica de 802.11b:</p> <p>Sincronizacin 7 Bytes</p> <p>Inicio de trama 2 Byte</p> <p>Seal 1 Byte</p> <p>Servicio 1 Byte</p> <p>Longitud 2 Bytes</p> <p>CRC</p> <p>Trama MAC</p> <p>2 Bytes</p> <p>Sincronizacin: Para que los receptores se sincronicen con el emisor (misma funcin que el prembulo en 802.3) Inicio de trama: para marcar el inicio de trama (misma funcin que en 802.3) Seal: Marca la velocidad de transmisin (5,5 11 Mb/s) Servicio: no se utiliza Longitud: indica el tiempo que durar la transmisin CRC: para detectar errores en la cabecera PLCP</p> <p>Ing. Albino Goncalves</p> <p>octubre 2009</p> <p>Regulacin del Espectro RadioelctricoLa zona del espectro electromagntico utilizada para emisiones de radio se denomina espectro radioelctrico, y abarca desde 9 KHz hasta 300 GHz A nivel mundial el espectro radioelctrico est regulado por la ITU-R Para emitir en la mayora de las bandas se requiere autorizacin La ITU-R divide el mundo en tres...</p>