AULA 08 Redes wireless

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Redes
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Redes Locais sem Fio
(Wireless 
Networks) 
Prof. Hélvio Camargo
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Redes
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CLASSIFICAÇÃO DE REDES SEM FIOS:
WWAN (Wireless Wide Area Network)
Tecnologias para comunicação celular de 2ª e 3ª Gerações, como GSM, GPRS, CDMA; Comunicação via Satélite; e outros; 
Alcance de longas distâncias e com consumo muito alto de energia;
10 a 354 Kbps.
WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)
11 a 100 Mbps.
WLAN (Wireless Local Area Network)
IEEE 802.11;
Consumo média de energia para distâncias menores (distâncias médias);
11 a 54 Mbps.
WPAN (Wireless Personal Area Network)
Bluetooth (substituição de cabos entre periféricos), IrDA, HomeDF;
Curtas distâncias e baixo consumo de energia;
 < 1Mbps.
Princípios de Redes sem Fio
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Redes
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Princípios de Redes sem Fio
Cisco Press
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Redes
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O grupo de trabalho de desenvolvimento do IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) estabeleceu em 1990 o padrão IEEE 802.11; 
As redes sem fio IEEE 802.11, que também são conhecidas como redes Wi-Fi (Wireless Fidelity) ou wireless, foram uma das grandes novidades tecnológicas dos últimos anos. 
Em 1997 foi aprovado o IEEE 802.11 como o primeiro padrão mundial para redes locais sem fio (WLAN);
Em 1999 o grupo de trabalho aprovou duas extensões para 802.11:
 802.11a (5GHz)
 802.11b (2.4GHz)
 
IEEE 802.11
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Redes
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Especificações do Padrão IEEE 802.11
IEEE 802.11 - Transmissão de 1 Mbps e 2 Mbps, 2.4 GHz (1999) 
IEEE 802.11a - 54 Mbps, 5 GHz (1999) –
IEEE 802.11b - 5.5 e 11 Mbps, - 2.4 GHz (O 802.11b é amplamente utilizado por provedores de internet sem fio.) 
 Alcança uma velocidade de 11 Mbps padronizada pelo IEEE 
IEEE 802.11c - Especificação para o IEEE 802.11 MAC’s (operação com Bridge) 
IEEE 802.11d - Especificação para Telecomunicações e troca de informações entre dois sistemas
IEEE 802.11e - Suporte para aplicações que necessitam QoS 
IEEE 802.11f - Recomendação para redes ponto a ponto sob protocolo IAP (Inter Access Point Protocol) (2003)
IEEE 802.11g - 54 Mbps, 2.4 GHz, compatível com o padrão “b” (2003) 
Princípios de Redes sem Fio
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Especificações do Padrão IEEE 802.11
IEEE 802.11h – Gerenciamento do espectro e transmissão para o padrão 802.11a (5 GHz); Soluciona problemas como interferências e auxilia na coesistência do IEEE 802.11 com padões utilizam a banda de 5 GHz (2004) 
IEEE 802.11i - Melhorias na segurança (WEP - Wired Equivalent Privacy)
IEEE 802.11j - Extensões para o Japão (2004) 
IEEE 802.11k – Melhorias em medição de recursos de rádio
IEEE 802.11l - (reservado) 
IEEE 802.11m – Manutençaõ de padronização
IEEE 802.11n – velocidade até 300Mbits e alcance 2 vezes maior
IEEE 802.11o – (reservado)
Princípios de Redes sem Fio
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Especificações do Padrão IEEE 802.11
IEEE 802.11p - WAVE (Wireless Access for Vehicular Environment) (ambulância, carro de passeio e outros)
IEEE 802.11q - (reservado)
IEEE 802.11r - Roaming rápido 
IEEE 802.11s - Rede ESS 
IEEE 802.11t - Métodos e métricas de performance
IEEE 802.11u - Comunicação entre redes não 802
IEEE 802.11v - Gerenciamneto de redes wireless
IEEE 802.1X - (não 802.11X) Melhoria na segurança do padrão 802.11, definindo a maneira como os usuários irão se autenticar em redes wireless (WLAN)
Princípios de Redes sem Fio
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Redes
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Mobilidade 
Acesso a informação em tempo real em qualquer lugar da organização
Instalação Rápida e Simples
Instalar uma rede wireless pode ser rápido e fácil, além de eliminar a necessidade de atravessar cabos através de paredes e andares
Flexibilidade
Permite que as redes cheguem a lugares em que os cabos não possam ir
Custo Reduzido
O custo inicial pode ser maior que o de uma rede fixa, mas o custo da instalação e da manutenção é mais baixo
Escalonabilidade 
Podem ser configuradas em diversas topologias e pode-se mudar facilmente as configurações
As redes são facilmente ampliadas
Benefícios da Wireless Networks
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Opera em até 11 Mbps 
Potência Média de 50mW - 2.4GHz
Primeiro a ser adota em larga escala
Acesso a usuários num raio de até 300 metros (indoor)
Outdoor com visada direta de 10Km (sem amplificador) e até 50Km (com amplificador)
Propagação de sinais em espalhamento espectral
Implementado como uma solução de rede isolada ou uma extensão da rede local (LAN).
Configurações mais utilizadas:
Ponto a Ponto (Ad-Hoc)
Infra-estrutura
Padrão IEEE 802.11b
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Padrão IEEE 802.11b
Ponto a Ponto (Ad-Hoc)
Conexão entre dois ou mais equipamentos wireless sem a utilização de um Access Point (AP) (concentrador)
Sem estrutura pré-definida
Cada dispositivo é capaz de se comunicar com qualquer outro
Pode ser implementado através de técnicas de broadcast ou mestre-escravo
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Infra-estrutura
Os computadores conectam-se a um elemento de rede central denominado Access Point
Conexões são iniciadas enviando-se um identificador (ESSID – Extended Service Set Identifier)
Uma WLAN pode ter vários Access Points conectados entre si através de uma rede física
Chaves secretas são manualmente configuradas no Access Point e nos clientes wireless
Podem ser configuradas chaves de criptografia WEP (Wired Equivalent Privacy)
Tipos de transmissão:
Direcional - feixe dirigido em que o receptor e o emissor têm que estar alinhados
Omnidirecional - o sinal é enviado em todas as direções e pode ser recebido por mais de uma antena
Padrão IEEE 802.11b
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Padrão IEEE 802.11b
Infra-estrutura
Cisco Press
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Padrão IEEE 802.11b
WLAN
Cisco Press
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Padrão IEEE 802.11n - 4º geração de rede Wireless
Especificação 802.11n facilita conectividade de rede
A velocidade de produção é a primeira consideração que se faz quando se trata de conectividade de rede. E a especificação 802.11n proporciona isso: os testes realizados por fabricantes e por profissionais independentes demonstram que níveis de pico superiores a 1280 Mbps podem ser atingidos, em condições adequadas e com pico máximo de 300 Mbps
Os avançados designs de antenas e a tecnologia de múltiplas entradas e saídas (MIMO) significam que a especificação 11n também oferece melhor cobertura e maior confiabilidade e consistência de freqüência de rádio. 
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PADRÕES E TECNOLOGIAS
	IrDA – Infrared Data Association
 Tipo de barramento permite a conexão de dispositivos sem fio ao microcomputador (ou equipamento com tecnologia apropriada), tais como impressoras, telefones celulares, notebooks e PDAs. 
 O adaptador infravermelho (IRDA) é um padrão de comunicação sem fio para transmissão de dados entre outros dispositivos, não possui memória interna e portanto não armazena os dados, apenas os transfere de um equipamento para outro servindo apenas como uma ponte.
Padrões:
* 1.0 - com taxas de transmissão de até 115.200 bps
* 1.1 - com taxas de transmissão de até 4.194.304 bps (4 Mbps).
As transmissões são feitas em half-duplex.
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PADRÕES E TECNOLOGIAS
	Bluetooth
 	Especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks - PANs).
 Bluetooth provê uma maneira de conectar e trocar informações entre dispositivos como telefones celulares, notebooks, computadores, impressoras, câmeras digitais e consoles de videogames digitais através de uma freqüência de rádio de curto alcance globalmente não licenciada e segura.
 Bluetooth é um protocolo padrão de comunicação projetado para baixo consumo de energia com baixo alcance, (dependendo da potência: 1 metro, 10 metros, 100 metros) baseado em microchips transmissores de baixo custo em cada dispositivo.
	Interface do Bluetooth:
 Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM (Industrial, Scientific, Medical) centrada em 2,45 GHz que era formalmente reservada para alguns grupos de usuários profissionais. Nos Estados Unidos, a faixa ISM varia de 2400 a 2483,5 MHz.
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	 CURIOSIDADE:
Origem do nome e logotipo
 	O nome Bluetooth é uma homenagem ao rei da Dinamarca e Noruega Harald Blåtand - em inglês Harold Bluetooth (traduzido como dente azul, embora em dinamarquês signifique de tez escura). 
 
	Blåtand é conhecido por unificar as tribos norueguesas, suecas e dinamarquesas. Da mesma forma, o protocolo procura unir diferentes tecnologias, como telefones móveis e computadores.
 
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 Bluetooth vs. Wi-Fi em rede
 Bluetooth difere do Wi-Fi porque a última oferece alta potência de transmissão e cobre grandes distâncias, porém requer hardware mais caro e robusto com alto consumo de energia. 
 Elas usam a mesma freqüência de transmissão, porém empregam esquemas de multiplexagem diferentes. 
 Enquanto o Bluetooth é um substituto para o cabo em uma variedade de aplicações, o Wi-Fi é um substituto do cabo apenas para acesso à rede local. 
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PADRÕES E TECNOLOGIAS
	WI - FI
 	Tecnologia de redes sem fios (WLAN) baseadas no padrão IEEE 802.11
 
 O padrão Wi-Fi opera em faixas de freqüências que não necessitam de licença para instalação e/ou operação. Este fato as tornam atrativas. No entanto, para uso comercial no Brasil é necessária licença da Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel).
 Para se ter acesso à internet através de rede Wi-Fi deve-se estar no raio de ação ou área de abrangência de um ponto de acesso (normalmente conhecido por hotspot) ou local público onde opere rede sem fios e usar dispositivo móvel.
 Atualmente praticamente todos os computadores portáteis vêm de fábrica com dispositivos para rede sem fio no padrão Wi-Fi (802.11b, a ou g):
 IEEE 802.11a: Padrão Wi-Fi para freqüência 5 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps. 
 IEEE 802.11b: Padrão Wi-Fi para freqüência 2,4 GHz com capacidade teórica de 11 Mbps. Este padrão utiliza DSSS (Direct Sequency Spread Spectrum – Seqüência Direta de Espalhamento de Espectro) para diminuição de interferência. 
 IEEE 802.11g: Padrão Wi-Fi para freqüência 2,4 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps. 
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 PADRÕES E TECNOLOGIAS
	 WiMAX - Padrão IEEE 802.16 
 
 Interface sem fio para redes metropolitanas (WMAN). 
	Foi atribuído a este padrão, o nome WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave).
 O padrão WiMAX tem como objetivo estabelecer a parte final da infra-estrutura de conexão de banda larga (last mile) oferecendo conectividade para uso doméstico, empresarial e em hotspots. 
 As redes WiMAX funcionam de maneira semelhante à das redes Bluetooth. As transmissões de dados podem chegar aos 1Gbps a uma distância de até 50Km, com estudos científicos para se chegar a 10Gbps.
	
 	
Redes
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PADRÕES E TECNOLOGIAS
	
	Vantagens:
Diminui custos de infra-estrutura de banda larga para conexão com o usuário final
Deverá ter uma aceitação grande por usuários, seguindo a tecnologia Wi-Fi (IEEE 802.11) e diminuindo ainda mais os custos da tecnologia; 
Possibilitará, segundo a especificação, altas taxas de transmissão de dados; 
Possibilitará a criação de uma rede de cobertura de conexão de Internet similar à de cobertura celular, permitindo acesso à Internet mesmo em movimento; 
Existe amplo suporte do desenvolvimento e aprimoramento desta tecnologia por parte da indústria. 
 	
Redes
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PADRÕES E TECNOLOGIAS
 Desvantagens:
 * Nos testes atualmente realizados mostrou-se como grande frustração quanto à taxa de transmissão;
 * Apesar das muitas iniciativas e pesquisas, essa tecnologia ainda tem um período de maturação a ser atingido;
 * Nas faixas de frequência mais altas existem limitações quanto a interferências pela chuva, causando diminuição de taxas de transferências e dos raios de cobertura.
 	
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		SEGURANÇA EM REDES WIRELESS
802.11i – Padrão de Segurança para redes Sem Fios
Também conhecido como WPA2, é um conjunto de padrões e especificações para redes wireless. 
O 802.11i funciona utilizando um sistema de criptografia conhecido por AES (Advanced Encription Standard). 
A segurança em redes sem fio evoluiu bastante e atualmente é muito confiável, porém com a velocidade do avanço tecnológico, nunca será possível garantir que não serão encontrados meios de quebrar os protocolos de segurança. 
Novos protocolos mais eficientes serão sempre necessários, mais cedo ou mais tarde
WPA - Wi-Fi Protected Access 
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Segurança em Wireless Networks
Posicionamento de Antenas
É adequado o local aonde está instalada a antena Wireless?
O sinal da sua rede Wireless pode ser capturado externamente ?
One Wireless User Lives there
* Galvão, R. K. M.
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Redes
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Segurança em Wireless Networks
Antenas
Paredes e portas não são suficientes para barrar o sinal wireless
Um raio de 100 metros pode ser suficiente para deixar o sinal fora do escritório
Um AP instalado dentro de um escritório pode transmitir um sinal num raio de até 300 metros
Escritórios dos andares superiores ou inferiores do prédio, poderão captar o sinal da rede dependendo do local do Access Point
* Galvão, R. K. M.
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Redes
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Segurança em Wireless Networks
Antena 
Hackers utilizam métodos chamados War Driving e Warchalking (Guerra do Giz) para conectarem-se as redes wireless sem autorização
War Driving 
Busca sinais de redes Wireless circulando em um veículo com os utilitários necessários para esta busca
* Galvão, R. K. M.
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Redes
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Segurança em Wireless Networks
Warchalking (Guerra do Giz) 
Identificação com giz em muros de empresas que utilizam redes Wireless com sinais que podem ser capturados
* Galvão, R. K. M.
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Redes
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SSID (Service Set Identifier)
A primeira linha de defesa e serve como uma barreira de primeiro nível contra invasores
SSID’s são enviados sem proteção (em aberto) mesmo quando o WEP está habilitado
O NetStumbler é um software gratuito desenvolvido para interceptar SSID’s de sessões wireless
Desligar o broadcasting do SSID do AP se possível (nem todos os APs permitem isso)
Ter consciência que o SSID não é seguro
Ter cuidado ao utilizar SSID que possua informações da rede da empresa (“Empresa X”)
Segurança em Wireless Networks
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Redes
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ENCRIPTAÇÃO
WEP – Wired Equivalent Privacy
Padrão de segurança para rede sem fio
Não é totalmente seguro
Possuem várias falhas como: falta de chave de autenticação com tempo de vida limitado, baixo nível de segurança de autenticação, não possue gerenciamento central
Segurança em Wireless Networks
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Redes
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ENCRIPTAÇÃO
WPA – Wi-Fi Protected Access
É um protocolo WEP melhorado. Também chamado de WEP2, ou TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) 
 Vantagens: 
 Melhora a criptografia dos dados ao utilizar um protocolo de chave temporária (TKIP) que possibilita a criação de chaves por pacotes
 Possui função detectora de erros chamada Michael, um vetor de inicialização de 48 bits, ao invés de 24 como no WEP e um mecanismo de distribuição de chaves.
 Melhoria no processo de autenticação de usuários. Essa autenticação se utiliza do 802.11x e do EAP (Extensible Authentication Protocol), que através de um servidor de autenticação central faz a autenticação de cada usuário antes deste ter acesso a rede.
Segurança em Wireless Networks
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Redes
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Controle de Acesso
Utilizar vários APs para acessar diferentes segmentos de redes, cada qual com seu SSID
Utilizar uma solução de VPN para conectar os usuários aos segmentos de redes
Cada usuário será roteado para o servidor de VPN da rede corporativa
Medidas Preventivas
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Redes
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Access Point (AP) 
Proibir a instalação de APs sem aprovação da Gerência de Redes
Sempre colocar os APs na frente de firewalls
Desabilitar portas não utilizadas dos switches internos para impedir a conexão de APs ou de computadores não permitidos
Monitorar qualquer endereço MAC novo na rede interna que for
descoberto (ArpWatch)
Medidas Preventivas
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Redes
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Access Point (AP)
Colocando um AP dentro da rede irá estender o acesso além das barreiras físicas e dos controles de segurança
APs são pequenos e levam somente alguns minutos para conectá-lo a sua rede interna
O nível de sofisticação necessária para a instalação de um AP é baixo
Qualquer usuário pode comprar um AP e um cartão wireless e conectá-lo a sua rede
Infra-Estrutura Wireless Networks
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Redes
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Antena
Selecionar corretamente a antena a ser utilizada
Diminuir o sinal o máximo possível
Isolar os vidros com tratamento metálico (insulfilme espelhado)
Posicionar corretamente o AP
Utilizar tintas metálicas nas paredes
Infra-Estrutura Wireless Networks
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QUESTÕES
Como são classificados as redes sem fios?
Qual a diferença entre os padrões IEEE 802.11b e 802.11g?
Qual o padrão IEEE define os atributos de segurança?
Quais os principais benefícos em utilizar redes wireless?
Qual o padrão que define a 4º geração da rede wireless e qual a máxima velocidade deste padrão?
Qual a diferença entre o padrão WI-FI e o padrão WI-MAX?
Para que serve o SSID?
Qual a diferença entre o protocolo WEP e WPA?
Quais as principais características do padrão WPA?
Para que serve o access point?
Redes
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