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Centro Universitário Anhanguera de Campo Grande Professor Roberto Wagner Rede de computadores Transmissão de Dados WI-Fi Aula 05 – 17/09/2015 – Rede de Computadores 1°/2° semestre 2015/2 Plano de Ensino 3 Plano de Ensino PEA • Fundamentos da comunicação, Conceitos básicos, Configuração básica de uma rede de tp • Sinais analógicos e digitais;Modulação; Codificação banda base; Códigos • Transferência de dados.Modos de operação: simplex, half-diplex e full-duplex • Modos de transmissão: serial e paralelas; Interfaces serial e paralela • Transmissao assincrona e sincrona; Linhas privativas de comunicacao de dados. • Erros na transmissão de dados. Métodos de detecção de erros. Eficiência e analise • Modem: Modem analógico, digital e ótico; Normalização de modems; Escolha de modems. • Equipamentos de comunicação de dados. Unidade de derivação digital e analógica; • Multiplexadores; Conversor/concentrador. Multiplexadores: fdm, tdm, pcm • Tipos de configurações em comunicação de dados. Ligação ponto a ponto dedicada, radial e comutada • Ligacao multiponto com udd, uda, multiplexador e conversores concentradores. • Arquiteturas de redes de comunicação de dados. Modelo osi: camadas e funções • Controle de linha: polling e selection • Protocolo x.25, nível de rede; Serviço de comunicação de dados. • Servicos transdata, renpac, interdata, via satelite em alta Velocidade, video-texto, rdsi. • Atividade prática e avaliação teórica dos conceitos abordados Dias das Aulas 20/08/2015– Inicio 27/08/2015 – Organização dos grupos de ATPS 03/09/2015 – 10/09/2015 – 17/09/2015 – 24/09/2015 –Entrega e apresentação ATPS 01/10/2015 – Prova N1 - 1° bim 08/10/2015 – Revisão de Notas 1° bim 15/10/2015 – 22/10/2015 – ATPS (andamento) 29/10/2015 – 05/11/2015 – 12/11/2015 – 19/11/2015- Entrega e Apresentação ATPS 26/11/2015- Prova N2 - 2° bim 03/12/2015 10/12/2015 Provas PS 17/12/2015 24/12/2015 4 WI-FI Wi-Fi é um conjunto de especificações para redes locais sem fio (WLAN - Wireless Local Area Network) 5 1999 - A Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), 2003 –Wi-Fi Alliance em 2003 -> Wileress Fidelity Numero de empresas que se associam à Wi-Fi Alliance aumenta constantemente. A WECA passou a trabalhar com as especificações IEEE 802.11. Modelo IEEE 802.3. Ethernet -> tradicionais redes *com* fio. Essencialmente, o que muda de um padrão para o outro são suas características de conexão: um tipo funciona com cabos, o outro, por radiofrequência. A vantagem que não foi necessária a criação de nenhum protocolo específico para a comunicação de redes sem fios baseada nesta tecnologia. Com isso, é possível inclusive contar com redes que utilizam ambos os padrões. 6 Objetivos • Identificar os tipos de redes sem fio e a utilização de cada uma delas. • Descrever as técnicas de transmissão utilizadas. • Descrever as características da computação móvel. • A escolha desses itens é importante pois interfere no custo das interfaces de rede. 7 Utilidades Wireless foi desenvolvida no final da 2° Guerra Mundial, para dificultar que o inimigo interceptasse ou interferisse nas comunicações. Em 1988, a mesma foi liberada para uso não militar. Realizar conexões temporárias com uma rede a cabo, estendendo seus limites geográficos. Áreas movimentadas, pessoas que se deslocam constantemente, áreas e prédios isolados, locais onde o cabeamento convencional se mostra inadequado. Atualmente usado para a Internet e telefonia 8 Características principais • Evita a necessidade da criação de tubulação para a passagem dos cabos. • Necessita de maior investimento inicial do que redes que utilizam cabos. • Os pacotes são transmitidos através do ar • Pode funcionar tanto ponto a ponto quanto multiponto. • Podem ter conexão com as redes cabeadas ou ser independentes de modo a formar uma rede inteiramente sem fio. • Fácil configuração e confiabilidade fazem das redes sem fio uma solução ideal para uso doméstico ou em pequenos escritórios. • Produtos de diferentes fabricantes podem ser incompatíveis. 9 Vantagens • Mobilidade: fornecem acesso à rede corporativa de qualquer lugar próximo. • Instalação rápida: não precisa de passagem de cabos, nem de infra estrutura complexa. • Modularidade: livre para futuras expansões. • Flexibilidade: mudanças de Layout. • Pontos de difícil acesso: ex: Prédios tombados pelo Patrimônio Histórico. 10 Técnicas de transmissão Transmissão via Infravermelho/Laser • Utilizam um feixe de luz infravermelha para transportar os dados entre os dispositivos. • Muito utilizada em impressoras. • Esse método pode transmitir sinais a altas taxas, devido à largura de banda da luz infravermelha. • Tem dificuldade em transmitir para distâncias superiores a 30 metros. • A tecnologia de laser é semelhante à tecnologia de infravermelho, quanto a exigir uma • linha de visão direta e qualquer objeto que interrompa o feixe de laser bloqueará a • transmissão. • É susceptível a interferências de iluminação do ambiente • Operam na faixa de frequência de 100 Thz • Não consegue ultrapassar obstáculos como paredes • Utilizado em conexões ponto a ponto entre dois prédios próximos • Tem limitação de alcance (até 30m para o infravermelho e 400m para o Laser) • Os sistemas Wireless a laser estão sujeitos a interferências climáticas como nevoeiros, ou chuvas que podem interromper a transmissão 11 Técnicas de transmissão Transmissão via Radiomicroondas Opera em frequências fixas na faixa de Ghz. Atinge velocidades de até algumas dezenas de Mbps. Consegue ultrapassar pequenos obstáculos, como paredes finas. 12 Técnicas de transmissão Transmissão via Radio • Esta abordagem é semelhante à difusão de uma estação de rádio. O usuário regula transmissor e o receptor para uma determinada frequência. Isso não exige focalização em • linha de visão porque a faixa de difusão é de 65 Km. Contudo, se o sinal é de alta frequência, não pode atravessar paredes. Para atravessar paredes é necessário a utilização de frequências menores. • Na transmissão via rádio, cada estação conectada a uma rede sem fio deve possuir uma antena para receber e/ou enviar dados. • Atualmente possui velocidade de transmissão média entre 4.8 Mbps (banda estreita) a 155Mbps. • Proporciona alta confiabilidade (usado em armamento bélico). • Difícil de ser interceptada/interferida, geralmente o sinal transmitido é criptografado. • Alta imunidade a ruídos, porém sujeito a interferência e mesma frequência. 13 Técnicas de transmissão Computação móvel Redes móveis, sem fio, envolvem portadoras telefônicas e serviços públicos para transmitir e receber sinais utilizando: Radiocomunicação em pacotes Redes celulares Estações de satélites Computação móvel : Radiocomunicação em pacotes Este sistema subdivide uma transmissão em pacotes, semelhantes a outros pacotes de rede, que incluem: • O endereço de origem • O endereço de destino • Informações de correções de erros 14 MODELO 802.11 A primeira versão do padrão 802.11 foi lançada em 1997, após 7 anos de estudos, aproximadamente, versão 802.11 legacy . Tecnologia de transmissão por radiofrequência, o IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) Faixa de operação de frequências entre 2,4 GHz e 2,4835 GHz. Técnicas de transmissão DirectSequence Spread Spectrum (DSSS) e Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). -> vários canais dentro de uma frequência A DSSS cria vários segmentos da informações transmitidas e as envia simultaneamente aos canais. A técnica FHSS, por sua vez, utiliza um esquema de "salto de frequência", onde a informação transmitida utiliza determinada frequência em certo período e, no outro, utiliza outra frequência. Característica que faz com que o FHSS tenha velocidade de transmissão de dados um pouco menor, por outro lado, torna a transmissão menos suscetível à interferências, uma vez que a frequência utilizada muda constantemente. O DSSS acaba sendo mais rápido, mas tem maiores chances de sofrer interferência, uma vez que faz uso de todos os canais ao mesmo tempo. 15 802.11a O padrão 802.11a foi disponibilizado no final do ano de 1999, quase na mesma época que a versão 802.11b. Sua principal característica é a possibilidade de operar com taxas de transmissão de dados no seguintes valores: 6 Mb/s, 9 Mb/s, 12 Mb/s, 18 Mb/s, 24 Mb/s, 36 Mb/s, 48 Mb/s e 54 Mb/s. O alcance geográfico de sua transmissão é de cerca de 50 metros. No entanto, a sua frequência de operação é diferente do padrão 802.11 original: 5 GHz, com canais de 20 MHz dentro desta faixa. Um detalhe importante é que em vez de utilizar DSSS ou FHSS, o padrão 802.11a faz uso de uma técnica conhecida como Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Nela, a informação a ser trafegada é dividida em vários pequenos conjuntos de dados que são transmitidos simultaneamente em diferentes frequências. 16 802.11b • Em 1999, foi lançada uma atualização do padrão 802.11 que recebeu o nome 802.11b • A principal característica desta versão é a possibilidade de estabelecer conexões nas seguintes velocidades de transmissão: 1 Mb/s, 2 Mb/s, 5,5 Mb/s e 11 Mb/s. • O intervalo de frequências é o mesmo utilizado pelo 802.11 original (entre 2,4 GHz e 2,4835 GHz), • A área de cobertura de uma transmissão 802.11b pode chegar, a 400 metros em ambientes abertos e pode atingir uma faixa de 50 metros em lugares fechados (tais como escritórios e residências). 17 802.11g O padrão 802.11g foi disponibilizado em 2003 e é tido como o "sucessor natural" da versão 802.11b, uma vez que é totalmente compatível com este. Isso significa que um dispositivo que opera com 802.11g pode "conversar" com outro que trabalha com 802.11b sem qualquer problema, exceto o fato de que a taxa de transmissão de dados é, obviamente, limitava ao máximo suportado por este último. O principal atrativo do padrão 802.11g é poder trabalhar com taxas de transmissão de até 54 Mb/s, assim como acontece com o padrão 802.11a. No entanto, ao contrário desta versão, o 802.11g opera com frequências na faixa de 2,4 GHz (canais de 20 MHz) e possui praticamente o mesmo poder de cobertura do seu antecessor, o padrão 802.11b. A técnica de transmissão utilizada nesta versão também é o OFDM, 18 802.11n O desenvolvimento da especificação 802.11n se iniciou em 2004 e foi finalizado em setembro de 2009. Durante este período, foram lançados vários dispositivos compatíveis com a versão não terminada do padrão. E, sim, estamos falando do sucessor do 802.11g, tal como este foi do 802.11b. O 802.11n tem como principal característica o uso de um esquema chamado Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), capaz de aumentar consideravelmente as taxas de transferência de dados por meio da combinação de várias vias de transmissão (antenas). Em relação à sua frequência, o padrão 802.11n pode trabalhar com as faixas de 2,4 GHz e 5 GHz, o que o torna compatível com os padrões anteriores 19 802.11ac A principal vantagem do 802.11ac está em sua velocidade, estimada em até 433 Mb/s no modo mais simples. Teoricamente, é possível fazer a rede superar a casa dos 6 Gb/s (gigabits por segundo) em um modo mais avançado que utiliza múltiplas vias de transmissão (antenas) 20 Segurança Segurança: WEP, WPA, WPA2 e WPS O WEP existe desde o padrão 802.11 original e consiste em um mecanismo de autenticação que funciona, basicamente, de forma aberta ou restrita por uso de chaves. Na forma aberta, a rede aceita qualquer dispositivo que solicita conexão. O WEP pode trabalhar com chaves de 64 bits e de 128 bits. WPA Em 2003, a Wi-Fi Alliance aprovou e disponibilizou outra solução: o Wired Protected Access (WPA). Tal como o WEP, o WPA também se baseia na autenticação e cifragem dos dados da rede, mas o faz de maneira muito mais segura e confiável. Sua base está em um protocolo chamado Temporal Key Integrity Protocol (TKIP), que ficou conhecido também como WEP2. Utiçiza uma chave de 128 bits é utilizada pelos dispositivos da rede e combinada com o MAC Address (um código hexadecimal existente em cada dispositivo de rede) de cada estação. 21 WPA2 Este utiliza um padrão de criptografia denominado Advanced Encryption Standard (AES) que é muito seguro e eficiente, mas tem a desvantagem de exigir bastante processamento. Seu uso é recomendável para quem deseja alto grau de segurança, mas pode prejudicar o desempenho de equipamentos de redes não tão sofisticados (geralmente utilizados no ambiente doméstico). A partir de 2007, começou a aparecer no mercado dispositivos wireless que utilizam Wi-Fi Protected Setup (WPS), um recurso desenvolvido pela Wi-Fi Alliance que torna muito mais fácil a criação de redes Wi-Fi protegidas por WPA2. Com o WPS é possível fazer, por exemplo, com que uma sequência numérica chamada PIN (Personal Identification Number) seja atribuída a um roteador ou equipamento semelhante. Basta ao usuário conhecer e informar este número em uma conexão para fazer com que seu dispositivo ingresse na rede. 22
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