TEMA 11: Redes Locales inalámbricas

Redes Locales Inalámbricas

1.     Introducción a las redes inalámbricas

Es aquella en la que los distintos equipos se interconectan entre sí sin necesidad de cables. La comunicación se produce mediante ondas electromagnéticas.

1.1      Clasificación

ü WPAN (Personal): Interconecta dispositivos en el entorno próximo de un usuario.

ü WLAN (Ámbito local): interconecta dispositivos entre pisos, plantas…

ü WMAN (Metropolitano): Interconectan dispositivos entre pueblos o ciudades.

ü WWAN (Ámbito extenso): Interconectan dispositivos entre países o regiones.

2.     Introducción a las WLAN

1.1      Características

ü Naturaleza de la señal: señales electromagnéticas.

ü Medio o canal: no utilizan cables, utilizan señales de que se propagan por el espacio.

ü Antenas: todos deberán disponer de ellas.

ü Alcance: a medida que atraviesan diferentes materiales, la intensidad disminuye.

ü Capacidad: Las WLAN tienen capacidad limitada, dos señales no pueden utilizar el mismo tipo de ondas.

ü Velocidad de transmisión: su capacidad afecta a la velocidad.

ü Movilidad: permiten la existencia de dispositivos móviles.

ü Escalabilidad: es la capacidad de crecer si la red lo necesita.

ü Requerimientos de seguridad: Requieren de protocolos de seguridad para proteger la información.

1.2      Ventajas e inconvenientes respecto a las WLAN  cableadas

Principales ventajas

ü Permiten la movilidad de usuarios y dispositivos

ü Menor coste

ü Menor tiempo de instalación

Principales inconvenientes

ü Sensibilidad a las interferencias electromagnéticas y la presencia de otras WLAN.

ü Cuando el número de dispositivos aumentan, el rendimiento disminuye.

ü Velocidad de transmisión inferior.

ü Mayores requerimientos de seguridad.

3.     Estándares WLAN

Existen varios protocolos y estándares para las redes locales inalámbricas.

1.1      Estándares IEEE 802.11

1.2      Compatibilidad entre estándares

1.3      Certificados WIFI

Define una arquitectura de red , para ello define un conjunto de componentes físicos y lógicos, existen dos modos de operación: PHY y MAC.
4.     Arquitectura IEEE 802.11

1.1      Componentes físicos: las estaciones (STA)

Es cualquier dispositivo que implementa el estándar IEEE 802.11, utilizan adaptadores De red inalámbricos

Puntos de acceso (AP)

Es una estación especializada que dispone de dos interfaces de red distintas: una por un cable y otra inalámbrica, estas son las principales funciones:

ü Publicar una WLAN

ü Definir los parámetros de acceso a WLAN

ü Ejercer de puente entre los dispositivos inalámbricos y la red cableada.

ü Ejercer de intermediario en el proceso de comunicación.

Dispositivos multifunción

Los ISP suelen ofrecer a sus clientes dispositivos que integran en su interior las funciones de router, switch…

1.2      Modos de operación y tipos de redes

Tipo de redes

ü Adhoc: Son redes poco comunes, en las cuales, diferentes estaciones establecen enlaces inalámbricos entre ellas, de forma mutúa.

ü Infraestructura: Son aquellas en las cuales las distintas estaciones se conectan a una WLAN, gracias a un AP.

1.3      Componentes lógicos

ü BSS (Conjunto Básico de Servicios) - Infraestructura

ü IBSS (BSS Independientes)– Adhec

ü BSSID (Identificador BBS)

ü ESS (Conjunto Extendido de Servicios)

ü DS (Sistema de Dstribución)

ü ESSID (Identificador ESS)

ü SSID (Nombre de las WLAN)

5.     SUBCAPA PHY.

1.1      Señales electromagnéticas

Es un conjunto de ondas electromagnéticas cuyas propiedades físicas les permiten ser portadoras de información

-tiene las siguientes propiedades:

ü Frecuencia

ü Longitud de onda

ü Energía

1.2      Espectro electromagnético

Son ondas que reciben el nombre de espectro electromagnético

1.3      Espectro radioeléctro

Entre los 300Hz a 300 GHz. Regulados por la ITU (Nivel mundial) y ETSI (Nivel europeo)

1.4      Bandas ISM

para poder emitir una determinada frecuencia, hace falta disponer de una licencia, se definen como un conjunto de bandas para usos industriales, científicos y medios.

1.5      Potencia de emisión

Intensidad con la que transmite la señal una antena  (Se mide en Mw).

1.6      Atenuación y dispersión

ü Atenuación: Producen perdida de intensidad de una señal electromagnética a lo largo de su paso por el medio.

ü Dispersión: se produce cuando las ondas que forman la señal no se propagan todas en la misma dirección.

1.7      Interferencias y ruido

Es cualquier perturbación electromagnética no deseada que afecta a la señal en su transmisión, emisión o recepción.

1.8      RSSI, SNR y Perdida de señal

El indicador de fuerza de señal recibida (RSSI) indica con que potencia se recibe la señal. Por otra parte, la razón de señal-ruido (SNR) indica la diferencia entre la potencia de la señal y la del ruido. Cuando la calidad de la señal es mala y se a atenuado eso significa que ha perdido la señal.

1.9      Modulación

Es la técnica que permite transmitir información a través de las bandas del espectro radio electro de Forma que modifica las ondas de una señal para transmitir información. FHSS, DSSS, OFDM.

1.10  MIMO

Tecnología en la que se utiliza varias antenas para la emisión y recepción de la señal, mayor alcance y velocidad.

1.11  Velocidad de transmisión

Cuando dos tipos inalámbricos quieren intercambiar información entre ellos, deben decidir qué tipo de modulación usar para mayor o menor velocidad.

1.12  Canales

Es el rango de frecuencias que utiliza una red wifi para operar.

ü Wi-Fi b y g

14 canales y cada país elige cual usar.

ü Wi-Fi a 

Cada país elige los canales

ü Wi-Fi n

El administrador elige cuales se utilizaran.

1.13  Antenas

Es un hilo de material conductor a través del cual se generan señales electromagnéticas a partir de la eléctrica y viceversa.

CARACTERÍSTICAS DE ANTENAS

ü Direccionalidad

ü ganancia

ü Isotrópicas – Espacio

ü Omnidireccionales – En plano

ü Direccionales – En una dirección
Unidireccionales – Más intensidad en una dirección.

ü Bidireccionales – La misma intensidad

ü Sectorial – En plano. 

ü Ganancia- Incremento de potencia

ü Distribución de potencia- X – Y

ü Eficiencia de la antena- es la potencia eléctrica suministrada.

6.     SUBCAPA MAC.

1.1      Dirección física -> MAC

1.2      Tramas

Tipos:

ü De datos

ü De control para controlar las transmisiones

ü De gestión 

ü De Formato:

1.3      ACK

Acuse de recibo

1.4      Control de Acceso al Medio

ü Incapacidad de utilizar CSMA/CD

ü Nodos ocultos

1.5      Publicación SSID y búsqueda de redes.

Una vez configurado el perfil de acceso al enlace a una red inalámbrica, en ese momento indicara un intercambio de tramas de gestión para establecer enlace entre los dos dispositivos.

1.6 Establecimiento de enlace

Intercambio de tramas de gestión sincronizar (velocidad de transmisión), autenticar (comprobar identidad).

1.7      Asociación.

Asignación de recursos y un AID a los dispositivos conectados y acreditados.

1.8      Opciones Avanzadas.

ü Ocultación del SSID

ü Ahorro de energía

ü Fragmentación

7.     SEGURIDAD WLAN.

1.1      Autenticación

 Verificar la identidad de un dispositivo.

Sistema abierto.

Implementa autoridad a todos los accesos

Clave PSK (Preshared Key)

Clave compartida, todos los dispositivos entraran con la misma clave, sin cifrado.

Filtros MAC 

Indica a que MACs les permite acceder.

-Lista negra.

-Lista de permitidos.

-EAP (Protocolo Ampliable de Autenticación): Definimos credenciales específicas para cada usuario. Cada usuario entra con su propia clave.

-Portales cautivos: Parecido a un proxy, regula el tráfico de internet.

1.2      Cifrado: Ocultación.

ü Cifrado estático: la clave siempre es la misma

ü Cifrado dinámico: la clave va cambiando

1.3      seguridad original 802.11.

WEP. Clave estática.

Aparecieron 2 nuevos mecanismos cuando tumbaron la seguridad WEP.

ü WPA. Clave estática. Intermedio entre WEP y WPA. 

ü WPA2. 802.11i

8.     PLANIFICACIÓN WLAN.

1.1      Planificación celular (cobertura)

ü Canales.

ü Roaming. Al moverse no perder la cobertura.

ü Uso de antenas seccionales y direccionales.

ü Ubicación de los puntos de acceso (AP)

ü PoE - protocolo permite coger la toma eléctrica de la red de datos.

1.2      Modos de funcionamiento

-Raíz: Bss

-Puente inalámbrico: Entre cableada e inalámbricas. Para redes de distintas naturaleza

-Repetidor: Conecta 2 AP

1.3      Planificación de seguridad.

Siempre que podamos utilizar el WPA2 o WPA en su defecto.

9.     INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE UNA WLAN.

Instalar
-         NIC WIFI. PCMCIA, USB, integradas, PCI
-         Configurar drivers. Los controladores.
Administrador
-Configurar. Hacer que funcione (ip...)
-Perfiles. Para una red determinada.
-WPS. Estándar de la WiFi Alliance para configurar de forma automática los parámetros de acceso a redes WiFI.

Instalar y configurar de dispositivos

Multifunción y aplicaciones para crear la red.

ü Tarjeta PCI

ü Adaptador USB

ü Tarjetas PCMCIA

ü Adaptadores integrados

Perfil

Es un conjunto de parámetros necesarios para conectarse con éxito a una red wifi