Redes sem fio Introdução

Redes sem fioIntrodução Prof. César Augusto cesarfreitas@gmail.com http://cesarfreitas.wordpress.com

Introdução às Redes sem fioTecnologia Wi-FiDispositivos Wi-Fi: placas, APs e antenas

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Redes wireless (wire=fio, less= sem) pode ser traduzida como “rede de computadores sem a necessidade de usar cabos”, ou simplesmente, “Redes sem fio” • É uma tecnologia antiga! • Em 1896, Guglielmo Marconi inventou o primeiro sistema de Telégrafo sem fios através de ondas de rádio

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Existem situações que o uso do cabeamento é inviável/desaconselhado!

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Os sistemas mais utilizados para transmissão de dados sem fio são: • Rádio (Ondas eletromagnéticas com variação entre 3KHz e 300GHz) • Infravermelho (Ondas eletromagnéticas com variação entre 300 GHz a 400 THz)

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Principais vantagens da rede sem fio: • Permite a mobilidade do equipamento • Redução no tempo de instalação • Redes temporárias: feiras, exposições, etc • Fácil planejamento • Redes Ad Hoc não exigem planejamento algum • Instalação em áreas de difícil cabeamento • Edifícios históricos tombados que não podem ter sua estrutura alterada • Preserva a estética do ambiente (sem cabos!) • Maior resistência a desastres

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Principais Desvantagens da rede sem fio: • Baixa qualidade de serviço QoS (Probabilidade de um pacote trafegar entre dois pontos) • Altas taxas de erro • Atrasos (controle de acesso ao meio distribuído) • Restrições no uso das frequências • Depende de regulamentação governamental • Susceptível a interferência de outros sinais de rádio • Vulnerabilidade a ruídos atmosféricos (raios, trovões, tempestades, etc) • Propagação por múltiplos caminhos (menor segurança)

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Modos de transmissão de dados utilizando redes sem fio: • Modo não direcional: • Nesse tipo a informação é transmitida em todas as direções podendo ser captada por qualquer dispositivo na área do transmissor. • Como qualquer antena na região de alcance pode captar o sinal, não é o sistema mais seguro. • Para contornar este problema, as redes sem fio de computadores utilizam uma técnica chamada de • FHSS

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • FHSS (FrequencyHopping Spread Spectrum) - Espectro de Difusão em Frequência Variável • Em vez de usar uma frequência única, usa uma faixa, ou seja várias frequências de transmissão. • Essa faixa é dividida em canais. • De tempos em tempos o canal usado é alterado automaticamente em todos os dispositivos de rede • Não de maneira sequencial, mas aleatória. • Os dispositivos precisam saber essa sequência. • Tipicamente sistemas FHSS são divididos em 79 canais • A alternância ocorre a cada 100 ms

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • FHSS (FrequencyHopping Spread Spectrum) Mesmo que alguém que não participe da comunicação possua uma antena multifrequencial ele precisa saber a sequência de transmissão dos canais. • Outra vantagem: várias redes podem co-existir utilizando a mesma faixa de frequência sem interferirem entre si. Essa interferência ocorrerá somente por 100ms. • Porém é uma tecnologia mais lenta, pois precisa alternar os canais de tempos em tempos.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Modos de transmissão de dados utilizando redes sem fio: • Modo Direcional: • Os dados são transmitidos somente em um ângulo de atuação, sendo necessário o uso de dispositivos direcionais, como antenas parabólicas ou transmissores infravermelhos direcionais • É mais segura, pois somente os dispositivos com a mesma frequência e que estejam dentro de seu ângulo de atuação podem receber ou enviar dados.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • O objetivo de uma rede de computadores é permitir a comunicação entre máquinas em locais distintos. • Pode ser em diferentes salas, prédios, cidades, estados, países ou continentes LAN - Local Area Network MAN – MetropolitanArea Network WAN – WideArea Network

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • De acordo com sua área de alcance, as redes sem fios são organizadas em quatro grandes grupos:

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • A WPAN • Rede de área pessoal sem fio. • Usada para interligar dispositivos centrados na área de trabalho do usuário • Os dois tipos de tecnologia sem fios mais utilizados é o Bluetooth e o InfraRED • Presente em notebooks, fones de ouvido, desktops, smartphones, mouse, controle remotos, entre outros.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Padrão relativamente novo • Rede de menor velocidade e alcance • Possibilidade de troca de informações entre dois dispositivos através da simples aproximação entre eles.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • O alcance dos dispositivos foi dividido em três classes:

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Significa que um aparelho classe 3 só se comunicará com outro se a distância for menor que 1m (smartphone e notebook, notebook e fone sem fio, etc) • Dispositivos de classes diferentes podem se comunicar perfeitamente, bastando respeitar o limite daquele que possui o alcance menor

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • A WLAN • Rede de área local sem fio. • Usadas para montar redes sem fios em salas, escritórios, andares e prédios. • A tecnologia mais utilizada é a Wi-Fi (Wireless Fidelity) • O termo Wi-Fi é tão conhecido que é sinônimo de rede sem fio.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • A WMAN • Rede voltada para a interligação de cidades e até mesmo países • A tecnologia mais utilizada é a WiMAX • O público dessa tecnologia é tipicamente empresarial • Cerca de 150 países já tem redes funcionando plenamente

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tecnologia Wi-Fi • Para que as redes sem fios funcionem foi criado um órgão de padronização internacional chamado Wi-Fi Alliance • As normas dessa associação são baseados no padrão do IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos) conhecido como IEEE 802.11

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tecnologia Wi-Fi • Protocolo de transmissão utilizado: • CSMA CA (Carrier SenseMultiple Access withCollisionAvoidance) – • Na primeira transmissão, o transmissor escuta o canal para verificar se ele está ocupado (se está havendo uma transmissão) • Se nenhuma transmissão estiver ocorrendo, ele inicia o processo da primeira transmissão. • Após esta primeira comunicação ter ocorrido, cada máquina é configurada para transmitir a um determinado período de tempo. • Dessa maneira não há colisões, pois todas saberão a hora certa de transmitir

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Wi-FI Alliance • Apesar de existirem diversos padrões... • Os fabricantes se preocupam com a interoperabilidade.. • Pois os equipamentos anteriores devem continuar funcionando com os atuais... • Porém... Com a mistura de padrões, todo o sistema ficará funcionando com a menor velocidade disponível.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tipos de Disposição de redes Wireless 802.11 • As redes wi-fi podem seguir dois tipos de disposição Ad-hoc x Infra-estrutura

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tipos de comunicação Wireless 802.11 • Ad-hoc: • cada dispositivo de rede comunica-se diretamente com outro. • Não há controle centralizado • É como se ligássemos diretamente dois pcs através de cabos • Qualquer máquina com qualquer outra desde que estejam situa das na mesma zona • É preciso configurar as placas de ambas as máquinas para trabalhar neste modo Tem um alcance menor do que se comparado ao modo infra-estrutura, pois as antenas das placas wireless tem menor potência que os APs.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tipos de comunicação Wireless 802.11 • Ad-hoc: • É indicado para pequenas redes: domésticas, reuniões inesperadas, treinos militares, etc • Recomenda-se interconectar no máximo 5 dispositivos.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tipos de comunicação Wireless 802.11 • Infra-estrutura • Baseia-se no conceito de BSA (Basic Service Area) • É a área em que dispositivos móveis podem trocar informações. • Utiliza dispositivos centralizadores, os APs (Access Points).. • A área abrangida por um AP é chamada de BSS (Basic Service Set). Podemos comparar essa área como a área coberta pela antena de uma torre de telefonia celular

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tipos de comunicação Wireless 802.11 • Infra-estrutura • Um conjunto de BSS constitui uma ESS (Extend Service Set) • Dentro de cada BSS o AP é o responsável por interligar as duas áreas • Os dispositivos que se comunicam dentro da área coberta por uma ou mais BSS são chamados de STAs (Wireless Lan Stations) • Cada ESS/BSS tem um SSID (Service Set Identifier) que é um nome que será comum a todos os dispositivos deste conjunto. • Para que um dispositivo de uma BSS comunique-se com o de outra BSS, ambos: APs e Dispositivos devem estar configurado com o mesmo SSID

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Tipos de comunicação Wireless 802.11 • Infra-estrutura • A comunicação entre dois APs acontece na maioria das vezes por cabo do tipo UTP. • Também pode acontecer por uso de uma tecnologia chamada WDS (Wireless Distribution System) • O WDS permite a conexão de vários APs sem a necessidade de cabeamento. • Entretanto nem todo AP oferece suporte ao WDS.

Redes sem fio • Introdução às redes sem fio • Interferência Físicas • As interferências impostas pela natureza podem degradar ou mesmo inibir os sinais oriundos de dispositivos wireless. • problemas mais comuns: • presença de árvores • Fortes chuvas • Paredes de concreto • Vidros

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Devemos levar em conta o tipo de rede que queremos montar: • Ad-hoc ou infra-estrutura?

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Os 3 dispositivos são: • Interface Wireless (placa de rede) • Access Point (AP) (Dispensável no caso do modelo ad-hoc) • Antenas

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Interface Wireless • Pode ser uma placa de barramento PCI (desktop) • Pode ser um adaptador externo USB • Dispositivo integrado nas placas-mãe (notebooks) • Cartão PCMCIA (notebooks antigos)

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Interface Wireless • Placa de barramento PCI (desktop) • Apresentam um conector SMA (fêmea) • Neste conector são instaladas as antenas, normalmente do tipo omnidirecional (para todas as direções)

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Interface Wireless • Placa USB WiFi • Interfaces mais fáceis de instalar para a configuração de uma rede sem fio • Alguns fabricantes fornecem cabo extensor para melhorar a captação/envio do sinal.

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Interface Wireless • Cartão PCMCIA • Interface de expansão de notebooks • Esse tipo de interface caiu em desuso, porém pode ser encontrado em notebooks antigos

Redes sem fio • Dispositivos Wi-Fi • Interface Wireless • Access Point • Trata-se do elemento centralizador em uma rede wi-fi que usa o modelo infra-estrutura. • Distribui o sinal para os demais componentes da rede • Atua como ponte em uma rede sem fio e uma rede cabeada • Atuar como repetidor de sinal para ampliar a área de alcance da rede

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