REDE SEM FIO (WIRELESS)
Palavra Wireless, provém do inglês: wire (fio, cabo); less (sem); ou seja: sem fios. Wireless então caracteriza qualquer tipo de conexão para transmissão de informação sem a utilização de fios ou cabos.
Seu controle remoto de televisão ou aparelho de som, seu telefone celular e uma infinidade de aparelhos trabalham com conexões wireless. Pode- mos dizer, como exemplo lúdico, que durante uma conversa entre duas pessoas, temos uma conexão wireless, partindo do principio de que sua voz não utiliza cabos para chegar até o receptor da mensagem.
A rede sem fio nada mais é do que o compartilhamento de informações entre dois ou mais dispositivos feita através de ondas de rádio. É semelhante a uma rede local com fio convencional (que segue o padrão IEEE 802.3), com exceção de que a rede sem fio usa ondas de rádio, em vez de cabos. . Essa tecnologia vem sendo amplamente adotada por se tratar de uma solução que possibilita alta velocidade a um custo semelhante ao da conexão discada.
A rede sem fio é uma tecnologia que está sendo implementada cada vez mais em todo o mundo. Ela permite a troca de informações sem uma conexão física de fios entre dispositivos. Este documento apresenta as noções básicas do que é uma rede sem fio e de como ela é implementada.
Acesse http://www.wirelessbrasil.org para mais informações sobre as Redes sem Fio
WLAN (Wireless Local Area Network)
As redes locais sem fio (WLAN) proporcionam a mesma funcionalidade que as redes LAN com cabo, porém eliminam a necessidade de instalar cabos e outros equipamentos de rede. As redes WLAN utilizam ondas de rádio ou infravermelho para enviar pacotes de dados pelo ar. A maioria das redes WLAN utiliza a tecnologia de espalhamento espectral. Foi através da WLAN que surgiu a tecnologia Wireless Fidelity, a famosa Wi-Fi.
Existem dois cenários de conectividade, onde redes locais sem fio são usadas comumente: • Redes sem fio Internas (indoor): para mudanças e movimen- tos constantes, provê conexões rápidas locais. Este tipo de rede é muito usado em ambientes dinâmicos, interior de edifícios, tais como escritórios e etc.
• Redes sem fio Externas (outdoor): são conexões que envol- vem conexões entre edifícios, universidades, filiais de loja.
Para a montagem de uma rede sem fio simples são necessários os seguintes equipamentos: • Access Point: Permite a ligação entre a Rede sem Fio e a rede cabeada
Access Point
• Cartões de Interface de rede – NIC’s (Network Interface Cards): Faz interface entre o computador e a rede sem fio. Disponível com diversos tipos de conexões como: PCMCIA para notebooks, USB ou ISA para desktops (Figura 54).
• Antenas: Utilizadas para captar e difundir sinais de rádio.
Antenas direcionais, que levam sinais de rede para longas distâncias tais como edifício para edifício. Elas são montadas em postes ou mastros em telhados para assim aumentar o alcance. Concentram as ondes eletromagnéticas em uma única direção (Figura 55).
Antena direcional
Antenas Omnidirecionais: Utilizadas em áreas de cobertura ampla, para acessar pontos onde a mobilidade é requerida. Pontos de acesso ou módulos de controle ou hubs controladores de cartões NIC. Distribuem as ondas eletromagnéticas em 360 graus em torno da antena.
Antena omnidirecional
Como funcionam
Pela utilização de portadoras de rádio ou infravermelho, as WLANs estabelecem a comunicação de dados entre os pontos da rede. Os dados são modulados na portadora de rádio e transmitidos através de ondas eletromagnéticas.
Múltiplas portadoras de rádio podem coexistir num mesmo meio, sem que uma interfira na outra. Para extrair os dados, o receptor sintoniza numa freqüência específica e rejeita as outras portadoras de frequências diferentes.
Num ambiente típico, o dispositivo transceptor (transmissor/receptor) ou ponto de acesso (access point) é conectado a uma rede local Ethernet convencional (com fio). Os pontos de acesso não apenas fornecem a comunicação com a rede convencional, como também intermediam o tráfego com os pontos de acesso vizinhos, num esquema de micro células com roaming semelhante a um sistema de telefonia celular.
Tipos de conexão
Modo ad-hoc
O modo ad-hoc (Figura 57) é também conhecido como ponto a ponto, computador a computador ou modo direto. Os dispositivos ad-hoc comunicam-se diretamente sem a presença de nenhum outro dispositivo entre eles. Em geral, as redes ad-hoc são pequenas, com apenas alguns dispositivos interconectados. Computadores conectados no modo ad- hoc podem compartilhar arquivos e impressoras e não requerem hardware adicional para operar, mas não podem se comunicar com dispositivos em uma rede com fio tradicional.
Modo de infra-estrutura
No modo de infra-estrutura (Figura 58), os dispositivos comunicam-se através de um ponto comum que funciona como uma estação base ou hub para a rede sem fio. Esse ponto comum é chamado ponto de acesso sem fio. O ponto de acesso sem fio também pode funcionar como uma ponte entre a rede sem fio e uma rede com fio tradicional. As redes sem fio no modo de infra-estrutura são geralmente parte de uma rede maior.
Modo infra-estrutura
O número de dispositivos que podem utilizar um único ponto de acesso varia em função do dispositivo e do fabricante, mas pode estar entre 1 e 60. O uso de um número de dispositivos maior que o recomendado para a rede reduzirá o desempenho da rede sem fio. Pode existir mais de um ponto de acesso em uma rede e eles podem ser usados para aumentar o alcance da rede sem fio diminuindo a distância entre os dispositivos
O modo de infra-estrutura também permite o uso de modos de criptografia de dados para proteger as informações.
Padrões e frequências
Um dos padrões de Rede sem Fio mais utilizado atualmente é o 802.11 conhecido como Wi-FI. Este padrão estabelece o uso de comunicações sem fio para redes locais (LAN). Este padrão estabelece diversos sub- padrões que estão relacionados a seguir:
• IEEE 802.11a: Chega a alcançar velocidades de 54 Mbps dentro dos padrões da IEEE e de 72 a 108 Mbps por fabricantes não padronizados. Esta rede opera na frequência de 5 GHz e inicialmente suporta 64 utilizadores por Ponto de Acesso (PA). As suas principais vantagens são a velocidade, a gratuidade da frequência que é usada e a ausência de interferências. A maior desvantagem é a incompatibilidade com os padrões no que diz respeito a Access Points 802.11 b e g, quanto a clientes, o padrão 802.11a é compatível tanto com 802.11b e 802.11g na maioria dos casos, já se tornando padrão na fabricação dos equipamentos.
• IEEE 802.11b: Alcança uma velocidade de 11 Mbps padronizada pelo IEEE e uma velocidade de 22 Mbps, oferecida por alguns fabricantes não padronizados. Opera na frequência de 2.4 GHz. Inicial- mente suporta 32 utilizadores por ponto de acesso. Um ponto negativo neste padrão é a alta interferência tanto na transmissão como na recepção de sinais, porque funcionam a 2,4 GHz equivalentes aos telefones móveis, fornos micro ondas e dispositivos Bluetooth. O aspecto positivo é o baixo preço dos seus dispositivos, a largura de banda gratuita bem como a disponibilidade gratuita em todo mundo. O 802.11b é amplamente utilizado por provedores de internet sem fio.
• IEEE 802.11g: Baseia-se na compatibilidade com os dispositivos 802.11b e oferece uma velocidade de 54 Mbps. Funciona dentro da frequência de 2,4 GHz. Tem os mesmos inconvenientes do padrão 802.11b (incompatibilidades com dispositivos de diferentes fabricantes). As vantagens também são as velocidades. Usa autenticação WEP estática já aceitando outros tipos de autenticação como WPA (Wireless Protect Access) com criptografia dinâmica (método de criptografia TKIP e AES). Torna-se por vezes difícil de configurar, como Home Gateway devido à sua frequência de rádio e outros sinais que podem interferir na transmissão da rede sem fio.
• IEEE 802.11n: Baseia-se na utilização simultânea dos múltiplos caminhos gerados pelas reflexões e ecos de sinal do local onde a rede está instalada. A vantagem deste padrão está na alta velocidade alcançada.
A família 802.11 inclui técnicas de modulação no ar que usam o mesmo protocolo básico. Os mais populares são os definidos pelos protocolos 802.11b e 802.11g e são emendas ao padrão original. O 802.11-1997 foi o primeiro padrão de rede sem fio, mas o 802.11b foi o primeiro larga- mente aceitado, seguido do 802.11g e 802.11n.
A segurança foi, no início, propositalmente fraca devido a requi- sitos de exportação de alguns governos, e mais tarde foi melhorada através da emenda 802.11i após mudanças governamentais e legislativas. O 802.11n é uma nova tecnologia multi-streaming de modulação que está ainda em desenvolvimento, mas produtos baseados em versões proprietárias do pré-rascunho já são vendi- das. Outros padrões na família (c-f, h, j) são emendas de serviço e extensões ou correções às especificações anteriores.
802.11b e 802.11g usam a banda 2.4GHz ISM, operando nos Estados Unidos sobre a Part 15 do US Federal Communications Commission Rules and Regulations. Por causa desta escolha de frequência de banda, equipamentos 802.11b e g podem, ocasionalmente, sofrer interferências de fornos microondas e telefones sem fio. Dispositivos Bluetooth, enquanto operando na mesma banda, em teoria não interferem no 802.11b/g por que usam um método chamado frequency hopping spread spectrum signaling (FHSS) enquanto o 802.11b/g usa um método chamado direct sequence spread spectrum signaling (DSSS). O 802.11a usa a banda 5GHz U-NII, que oferece 8 canais não sobrepostos ao invés dos 3 oferecidos na frequência de banda 2.4GHz ISM.
O seguimento do espectro da frequência de rádio utilizado varia entre os países. Nos EUA, dispositivos 802.11a e 802.11g podem operar sem licença, como explicado na Parte 15 do FCC Rules and Regulations. Frequências usadas por canais um a seis (802.11b) caem na banda de rádio amador de 2.4GHz. Operadores licenciados de rádio amador podem operar dispositivos 802.11b/g sob a Parte 97 do FCC Rules and Regulations, permitindo uma saída maior de energia mas não conteúdo comercial ou encriptação.
Segurança em redes sem fio
A segurança é um dos temas mais importantes das Redes sem Fio. Desde seu nascimento os fabricantes vem tentando disponibilizar protocolos que garantam as comunicações, mas infelizmente nem sempre isto alcança o objetivo esperado.
A questão da segurança deve ser muito bem analisada quando se utiliza um sistema em rede, onde vários usuários tem acesso. Logicamente, como se tratam de tecnologias que possuem características próprias e/ou únicas, cada uma delas têm seus prós e contras. Mas como saber quais são e a que nível esses pontos podem afetar a transmissão dos dados?
Existem riscos potenciais de segurança com as comunicações sem fio, uma vez que um invasor não precisa de acesso físico à rede com fio tradicional para acessar os dados. Embora as comunicações sem fio com- patíveis com a especificação 802.11 não possam ser recebidas por simples scanners ou receptores de ondas curtas, as informações podem ser capturadas por equipamentos especiais ou outros dispositivos 802.11. A segurança da rede é obtida através de vários métodos de autenticação.
Os dois métodos mais comuns de segurança são Wired Equivalent Privacy (WEP) e Wi-Fi Protected Access (WPA). Esses métodos de criptografia de dados estão disponíveis no modo de infra-estrutura e Ad-hoc.
Wired equivalent privacy (WEP)
O Wired Equivalent Privacy (WEP) é um esquema de criptografia está- tica do padrão IEEE 802.11 que fornece controle básico de acesso e privacidade de dados na rede sem fio. Uma chave WEP (ou chave de rede) é uma senha compartilhada utilizada para criptografar e descriptografar comunicações de dados sem fio que só podem ser lidas por outros computadores que tenham a mesma chave. A chave WEP é armazenada em cada computador da rede, de modo que os dados possam ser criptografados e descriptografados à medida que são transmitidos por ondas de rádio na rede sem fio. Os modos de criptografia podem ser de 64 bits (5 caracteres alfabéticos ou 10 números hexadecimais) ou de 128 bits (13 caracteres alfabéticos ou 26 números hexadecimais).
Wi-Fi protected access (WPA)
O método WPA oferece um maior nível de proteção de dados e controle de acesso para uma rede local sem fio. Para melhorar a criptografia de dados, o método WPA utiliza uma chave mestra compartilhada. Em uma rede corporativa, essa chave pode ser uma chave dinâmica atribuída por um servidor de autenticação para oferecer controle de acesso e gerenciamento centralizados. Em um ambiente doméstico ou de em- presas pequenas, o WPA é executado em um modo doméstico especial chamado Pre-Shared Key (Chave pré-compartilhada) (PSK) que utiliza chaves ou senhas inseridas manualmente para fornecer a segurança. A criptografia WPA é normalmente configurada utilizando o software do embedded Web server (servidor da Web incorporado) (EWS).
