Fundamentos de redes inalámbricas

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PPT sobre fundamentos de redes wireless y antenas

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Fundamentos de redes inalámbricas

  1. 1. 1Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Fundamentos de Redes Inalámbricas Paulo Colomés www.redescisco.net
  2. 2. 2Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Ejemplos de redes inalámbricas PAN LAN MAN WAN Estándar 802.15.1 (Bluetooth) 802.11 (WiFi) 802.11 (WiFi) 802.16 (WiMax) 802.20 (MBWA para 4G) GSM CDMA Satellite Ancho de banda < 1 Mbps 11 a 54 Mbps + 100 Mbps 7 Mbps
  3. 3. 3Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs El estándar 802.11 (Wi-Fi) Norma BW Throughput Frecuencia Canales (FCC) Modulación 802.11 2 Mbps ~ 1300 Kbps 2.4 Ghz 11 DSSS/FHSS 802.11a 54 Mbps ~ 36 Mbps 5.8 Ghz 21 OFDM 802.11b 11 Mbps ~ 6 Mbps 2.4 Ghz 11 DSSS 802.11g 54 Mbps ~ 36 Mbps 2.4 Ghz 11 DSSS/OFDM 802.11n 300 Mbps ~ 170 Mbps 2.4/5.8 Ghz 32 OFDM
  4. 4. 4Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs El estándar 802.11 (Wi-Fi) Wi-Fi Utiliza un esquema de modulación en fallback para adaptarse a las diferentes condiciones de calidad / intensidad de señal y así ajustar el ancho de banda Los 3 tipos de modulación utilizados son: * FHSS (Frecuency Hoping Spread Spectrum) (Obsoleto en Wifi) * DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) * OFDM (Orthogonal Frecuency Division Multiplexing)
  5. 5. 5Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs El estándar 802.11 (Wi-Fi) Wi-Fi Utiliza un esquema de modulación en fallback para adaptarse a las diferentes condiciones de calidad / intensidad de señal y así ajustar el ancho de banda DSSS OFDM DBPSK (1 Mbps) DQPSK (2 Mbps) CCK (5.5/11 Mbps) BPSK (6/9 Mbps) QPSK (12/18 Mbps) 16-QAM (24/36 Mbps) 64-QAM (48/54 Mbps)
  6. 6. 6Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Acceso al medio…. ETHERNET: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection WLAN: CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
  7. 7. 7Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CD? 1. El host que quiere transmitir debe escuchar el medio en búsqueda de la señal portadora. Si esta señal existe es porque otro host está transmitiendo (ocupando el medio), por lo tanto él desiste por un tiempo aleatorio hasta que vuelve a intentar BA C ?
  8. 8. 8Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CD? 1. Si la señal portadora no existe, el host transmite sus datos en el medio. Si otro host quiere transmitir, no podrá. BA C
  9. 9. 9Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CD? Puede darse la situación en la cual un 2 máquinas transmitan al mismo tiempo, provocando una colisión. BA C
  10. 10. 10Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CD? Cuando los hosts detectan una colisión, inician un temporizador aleatorio (cada uno de ellos) y vuelven a intentar transmitir al medio BA C
  11. 11. 11Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CD? El host que cumpla primero su temporizador inicia el proceso de búsqueda de portadora de nuevo y envía datos a la red BA C
  12. 12. 12Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CA? USUARIO 1 USUARIO 2 USUARIO 3
  13. 13. 13Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CA? USUARIO 1 USUARIO 2 USUARIO 3
  14. 14. 14Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo opera CSMA/CA? USUARIO 1 USUARIO 2 USUARIO 3 RTS = Request to Send CTS = Clear to Send
  15. 15. 15Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Distribución de canales en 802.11b/g
  16. 16. 16Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Cómo manejar la distribución correcta de canales en un entorno de múltiples puntos de acceso?
  17. 17. 17Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6
  18. 18. 18Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6 Canal 1
  19. 19. 19Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6 Canal 1 Canal 11
  20. 20. 20Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6 Canal 1 Canal 11 Canal 6
  21. 21. 21Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6 Canal 1 Canal 11 Canal 6Canal 1 X
  22. 22. 22Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6 Canal 1 Canal 11 Canal 6Canal 6
  23. 23. 23Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Canal 1 Canal 11 Canal 6 Canal 1 Canal 11 Canal 6Canal 6 Canal 11 Canal 1 Canal 1
  24. 24. 24Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Topologías de redes inalámbricas 1. AD-HOC: Conexión entre hosts sin la presencia de un Access Point 2. INFRAESTRUCTURA: Conexión entre hosts mediante un dispositivo central (Access Point)
  25. 25. 25Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Componentes de una WLAN (Independent Basic Service Set) IBSS También se conoce como red Ad-Hoc
  26. 26. 26Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs BSS Componentes de una WLAN (Basic Service Set) También se conoce como red de infraestructura
  27. 27. 27Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Componentes de una WLAN (Extended Service Set) ESS BSS DS BSS
  28. 28. 28Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Medición de señal en redes inalámbricas ¿Qué nivel de señal exacto quiere decir un 100% de señal? ¿O un 47% de señal? ¿O 4 barritas en verde?
  29. 29. 29Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs •La calidad/cantidad de energía recibida en un determinado punto se mide con intensidad de señal y se expresa en decibeles por miliWatt negativos. (-dBm) •Mientras más cercano a 0 sea el valor, mejor es la calidad de señal. •Así, un nivel de -89 dBm es considerado de peor calidad que -65 dBm •Mientras más cercano esté un cliente a un Access Point, mayor será su intensidad de señal, aunque esto depende además de factores externos como interferencia, obstrucciones, entre otros. Medición de señal en redes inalámbricas
  30. 30. 30Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs CL2 CL1 CL3 CL4
  31. 31. 31Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs CL2 CL1 CL3 CL4 Señal: - 67 dBm BW: 54 Mbps Norma: 802.11g (64- QAM) Señal: - 77 dBm BW: 24 Mbps Norma: 802.11g (16-QAM) Señal: - 89 dBm BW: 2Mbps Norma: 802.11b (DQPSK) Señal: - 93 dBm BW: No conectado Norma: --------------------- X
  32. 32. 32Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs http://www.dlinkla.com/home/productos/producto.jsp?idp=1260 • Access Point de Exterior • Dual Band (Soporta frecuencias 2.4Ghz y 5.0Ghz) • Wireless N (300 Mbps) • Soporte de PoE (Power over Ethernet), 802.3af • Seguridad Avanzada WEP, WPA/WPA2 y NAP • Soporte de Múltiples SSID’s • Soporte WDS para sus diferentes modos de operación DAP – 3520 DLINK
  33. 33. 33Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Velocidad de transmisión: 6,9,12,18,24,36,48,54Mbps Modulación: BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM con OFDM Media Access Protocol: CSMA/CA y ACK Sensibilidad de recepción (Error Rate <10%): • 6Mbps: -85dBm • 9Mbps: -85dBm • 12Mbps: -85dBm • 18Mbps: -85dBm • 24Mbps: -80dBm • 36Mbps: -78dBm • 48Mbps: -74dBm • 54Mbps: -73dBm DAP – 3520 DLINK
  34. 34. 34Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Establecimiento de una conexión
  35. 35. 35Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs PASO 1: SONDEO. El cliente sondea la red a intervalos de tiempo en los 14, 21 o 32 canales disponibles según la norma que utilice. El Access Point envía tramas (beacons) cada cierto tiempo (beacon interval), regulamente cada 100 ms. SSID: MyNET Tasas soportadas: 54,48,36,24,16,11,6,5,2,1 Seguridad: WEP
  36. 36. 36Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs SSID: MyNET PASO 2: PRUEBA. El cliente envía una trama de vuelta al AP con el SSID (que se configura manualmente) y con las tasas que él también soporta y con la información de seguridad correspondiente (Clave WEP) SSID: MyNET Tasas: 11, 6, 5,5, 2, 1 WEP Password: 686F6C61
  37. 37. 37Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs PASO 3: AUTENTICACIÓN. El AP revisa la clave enviada por el usuario y le informa si coincide o no (clave compartida). Si es exitoso, el cliente ahora puede cifrar el tráfico inalámbrico que corresponde SSID: MyNET Tipo de seguridad: Shared Key Resultado: Exitoso
  38. 38. 38Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs SSID: MyNET PASO 4: ASOCIACIÓN. Se dice que el cliente está correctamente “ASOCIADO” al Access Point una vez que se haya aprobado la seguridad y se puede comenzar a transmitir. El estado ASOCIADO permite reenviar paquetes de la capa 3 hacia arriba. SSID: MyNET Tasas: 11, 6, 5,5, 2, 1 WEP Password: 686F6C61
  39. 39. 39Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Métodos de seguridad en Wi-Fi: - WEP (Wired Equivalent Privacy) - WPA (WiFi Protected Access) - WPA2 - EAP (Extensible Authentication Protocol) - LEAP (Lightweight Extensible Authentication Protocol)
  40. 40. 40Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Consideraciones generales respecto a antenas
  41. 41. 41Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Tipos de antena Omnidireccional 24 dBi Omnidireccional 2 dBi
  42. 42. 42Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Tipos de antena Yagi Parabólica Tipo Panel Rejilla
  43. 43. 43Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs La capacidad de recepción/transmisión de una antena se mide en dBi o decibeles isotrópicos. Esto se conoce como “ganancia”. Esta es una medida de comparación con un radiador hipotético isotrópico. Esto es, un radiador que emite la misma cantidad de energía en todas las direcciones posibles (0 dBi). Ej: El Sol Ganancia
  44. 44. 44Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Polaridad Las antenas orientan las ondas electromagnéticas de distinta manera en la distancia. Esto se conoce como polarización o polaridad. Básicamente las antenas transmiten en polaridad horizontal o vertical. Es vital alinear la antena transmisora con la(s) receptora(s) en la misma polaridad.
  45. 45. 45Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Polaridad Vertical Polaridad
  46. 46. 46Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Polaridad Horizontal Polaridad
  47. 47. 47Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Polaridad Mixta Polaridad
  48. 48. 48Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Polaridad Ejemplo con dos antenas tipo grid Emisor Receptor X
  49. 49. 49Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Polaridad Ejemplo con dos antenas tipo grid Emisor Receptor
  50. 50. 50Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Patrón de radiación
  51. 51. 51Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs
  52. 52. 52Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs X Posición de antenas
  53. 53. 53Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs Conclusión La correcta implementación de una red inalámbrica requiere de conocimientos técnicos avanzados y profundos en esta materia. Los técnicos deben estar preparados para reconocer posibles errores y poder corregirlos inmediatamente. El desconocimiento de los elementos brevemente explicados en esta sesión, junto a muchos más que quedaron pendientes, lleva a implementaciones deficientes, problemas de conectividad y/o precariedad en el servicio.
  54. 54. 54Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs ¿Preguntas?
  55. 55. 55Paulo Colomés - www.redescisco.net - 2010 Redes Cisco.NET Wireless LANs FIN www.redescisco.net

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