Redes inalambricas [Conceptos Basicos]

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Published on March 11, 2014

Author: dubbay

Source: slideshare.net

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de diferentes sistemas inalámbricos los que están cambiando radicalmente nuestra manera de comunicaciones tanto a nivel profesional como personal. La creciente necesidad de acceso instantáneo a la información desde lugares remotos, de forma móvil, ha propiciado rápidamente el desarrollo de estas tecnologías de modo que se unifiquen el mundo de las comunicaciones móviles y el de Internet. Esto ha desencadenado una revolución en la forma de comunicaciones, los sistemas son cada vez más sofisticados y no se vislumbra un límite a esta revolución y la mentalidad de la industria está orientada a mejorar las características técnicas para tener mayores velocidades para transmitir datos, mayor interactividad, incremento de la calidad de voz e imágenes transmitidas, soporte de servicios vía satélite en zonas de difícil cobertura o para servicios de localización, etc. Por otra parte, una muestra de la gran aceptación que están teniendo las tecnologías sin cables es el estándar 802.11 WIFI, que permite no solo que estemos conectados a un sistema de red inalámbrico donde se necesite, sino también construir redes locales a un menor coste y con prestaciones similares. Así también podemos mencionar las redes WPAN (Wíreless PAN), que permiten comunicar dispositivos el teléfono móvil con la PDA que el usuario lleva en el bolsillo sin necesidad de cables (Ejm Bluetooth). La introducción de sistemas inalámbricos para entornos industriales para aplicaciones del tipo de telecontrol y la monitorización han permitido el desarrollado de otros estándares como Zigbee o UWB y tecnologías RFID o las redes de sensores. En ese sentido el presente curso permitirá brindar al público asistente los conocimientos de los conceptos en que se fundamenta la tecnología WIFI, con lo cual se pretende contribuir al despliegue de estas soluciones como herramienta importante para el desarrollo de nuestros estudiantes y profesionales.

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm ¿QUÉ ES UNA RED INALAMBRICA? También conocida como WLAN (Red de Área Local Inalámbrica) es un sistema de comunicación de datos flexible muy utilizado como alternativa a la LAN cableada o como una extensión de esta que utiliza tecnología de radiofrecuencia (RF), la que permite movilizar a los usuarios, interconectar equipos así como acceder a Internet sin la presencia del cableado tradicional. ¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES BENEFICIOS DE UNA RED INALAMBRICA? Respecto a la red tradicional la red sin cable ofrece las siguientes ventajas: Movilidad: Información en tiempo real en cualquier lugar de la organización o empresa para todo usuario de la red. El que se obtenga en tiempo real supone mayor productividad y posibilidades de servicio. Facilidad de Instalación: Evita obras para tirar cable por muros y techos. Flexibilidad: Permite llegar donde el cable no puede. Reducción de Costos: Cuando se dan cambios frecuentes o el entorno es muy dinámico el costo inicialmente más alto de la red sin cable es significativamente mas bajo, además de tener mayor tiempo de vida y menor gasto de instalación. Escalabilidad: El cambio de topología de red es sencillo y trata igual pequeña y grande redes. TECNOLOGIAS INALAMBRICAS La Convergencia Digital de las tecnologías inalámbricas de Banda Ancha esta cambiando la vida de los usuarios permitiendo conectarse directamente entre ellas y teniendo acceso a información mediante una conexión a Internet desde cualquier parte El gigantesco auge de las tecnologías inalámbricas de Banda Ancha y la coexistencia de las tecnologías como Bluetooth, UWB, WIFI, WIMAX, 3G están permitiendo el desarrollo de estas así como también están cubriendo las necesidades de los usuarios.

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm WPAN El termino WPAN (Wíreless PAN) engloba a las redes cuyo rango de acción se limita a unos pocos metros y en las que el soporte físico de la información lo constituyen las ondas de radio. Por su radio de acción, estas tecnologías no resultan adecuadas para su aplicación en redes de área local (salvo en casos muy concretos) y se suelen utilizar, como veremos, en entornos mas reducidos y acotados. BLUETOOTH De todas las rede WPAN, la mas extendida es Bluetooth (IEEE 802.15.1). Bluetooth es un estándar de conectividad inalámbrica basada en terminales de bajo coste y pequeño alcance (unos 10 mt). WIMEDIA / UWB Algunas aplicaciones, como las comunicaciones multimedia o la transmisión de imágenes digitales de alta resolución requieren anchos de banda y calidad de servicio con mayor grado de garantía del que Bluetooth es capaz de ofrecer. En estos casos, la solución es WiMedia, estandarización por el IEEE como 802.15.3. Wi-Fi Las redes locales inalámbricas (por sus siglas en inglés WLAN) disponen de un alcance más amplio que las WPAN, normalmente se ubican en edificios de oficinas, restaurantes, tiendas, casas, etc. Los sistemas de red de área local inalámbricos están sujetos al estándar 802.11 el que define los protocolos por aire necesarios para soportar un networking inalámbrico en un área local. WiMAX Las redes metropolitanas inalámbricas (por sus siglas en inglés WMAN) cubren una distancia mucho mayor que las WLAN, conectando edificios entre sí dentro de una amplia área

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm WANWANWANWAN MANMANMANMAN LLLLAAAANNNN PANPANPANPAN 3G WCDMA GPRS WiMAX 802.16 Wi-Fi 802.11 UWB and ** ** WAN geográfica. La emergente tecnología WiMAX (802.16d hoy día y 802.16e en un futuro próximo) permitirán mayor movilidad y reducirán la dependencia de las conexiones con cable 3G Redes amplias inalámbricas (por sus siglas en inglés WWAN) son las redes inalámbricas de mayor alcance, así como las más utilizadas hoy día en la infraestructura de telefonía móvil, aunque también disponen de la capacidad de transmitir datos. Los servicios de próxima generación de telefonía móvil basados en las diversas tecnologías 3G mejorarán significativamente las comunicaciones WWAN. LLaass TTeeccnnoollooggííaass ddee WWiirreelleessss ccooeexxiissttiirráánn RREEDDEESS IINNAALLAAMMBBRRIICCAASS WWLLAANN -- WWIIFFII AARRQQUUIITTEECCTTUURRAA Una red basada en el estándar 802.11 esta dividida en celdas llamadas BSS (Basic Service Set) que son zonas de cobertura gobernadas por una estación base o punto de acceso (Access Point). Los dispositivos que conforman diferentes BSS pueden comunicarse entre si a través del sistema troncal de distribución (DS, Distribución System). Cuando estos segmentos de la estructura básica de una WLAN se unen reciben el nombre de ESS (Extended Service Set).

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm IITTIINNEERRAANNCCIIAA Los Access Point permiten que los usuarios inalámbricos puedan acceder a los recursos de la red. Cuando un usuario sale del área de cobertura de un punto de acceso y entra dentro del área de cobertura de otro a dicho proceso se le denomina HANDOVER o Asociación. Esta capacidad de la red recibe el nombre de ITINERANCIA O ROAMING. Las tramas ACK y las tramas BEACOM, se toman como base a la hora de evaluar la decisión de HANDOVER. Si el numero de ACK o BEACOM extraviados aumentan por encima de un valor establecido, el dispositivo asume que se encuentra demasiado lejos de su punto de acceso, y procede a buscar un nuevo AP con el que asociarse. TTOOPPOOLLOOGGIIAASS MMOODDOO AADD--HHOOCC El modo AD-HOC se utiliza para conectar clientes inalámbricos directamente entre sí, sin necesidad de un punto de acceso inalámbrico o una conexión a una red con cables existente. Una red ad hoc consta de un máximo de 9 clientes inalámbricos, que se envían los datos directamente entre sí. En la figura 2 se muestra una red inalámbrica en modo ad hoc.

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm MMOODDOO DDEE IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURREE El modo de infraestructura se utiliza para conectar equipos con adaptadores de red inalámbricos, también denominados clientes inalámbricos, a una red con cables existente. En el modo de infraestructura, los datos enviados entre un cliente inalámbrico y otros clientes inalámbricos y los nodos del segmento de la red con cables se envían primero al punto de acceso inalámbrico, que reenvía los datos al destino adecuado.

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm RROOAAMMIINNGG En este modo de operación, los APs cada 100mseg envían una señal que los clientes wireless evalúan para determinar la calidad de la conexión, basados en la calidad del enlace, los clientes deciden a qué AP asociarse. El nuevo AP al cuál se asoció el cliente, informará de esta situación al antiguo AP, a objeto de garantizar en forma correcta la conexión del cliente. Modo de operación que permite a una estación cliente transitar a través de Multiples Access Points manteniendo la conectividad de la red. EESSTTAANNDDAARR 880022..1111 Descripción General de la Normalización La normalización proporciona todos los siguientes beneficios: • Interoperabilidad entre los puntos de múltiples fabricantes. • Desarrollo mas rápido de productos. • Estabilidad • Capacidad para actualizar. • Reducción de costos Principales tipos de estándares: • Estándar público: también se denomina estándar de facto.

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm • Estándar oficial: Los estándares oficialmente aprobados se denominan estándares de Jure. IEEE 802.11 Descripción de IEEE y del Comité 802 • El IEEE fundado en 1884 desempeña un papel critico en el desarrollo de estándares, en el área de tecnología eléctrica y electrónica. • En el área de networking la IEEE ha producido el grupo 802.x • El Estándar 802.11 define los protocolos en una red WLAN. • El comité de normalización LAN-MAN (LMSC) de IEE 802 desarrolla estándares principalmente para las dos capas inferiores del modelo OSI. • El servicio principal del estándar 802.11 es entregar unidades MAC de servicio de datos (MSDUs) entre dispositivos PEER LLC en la capa de enlace de datos. REPASO DEL LLC IEEE 802.2 • El LLC proporciona una identificación del protocolo de capa superior (ULP), funciones de control de enlaces de datos y servicios de conexión. • Las capas superiores como la capa de red pasan los datos del usuario al LLC, esperando transmisiones libre de errores a través de la red. • El LLC proporciona los siguientes tres servicios de conexión para UPL. Servicios sin conexión no confirmados. Servicios orientados a la conexión confirmados. Servicios sin conexión confirmados

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm ARQUITECTURA LOGICA La arquitectura IEEE 802.11 consiste en varios componentes que interactuar para proporcionar conectividad inalámbrica. Estos componentes pueden soportar movilidad entres estaciones transparentes para las capas superiores. Conjunto de Servicios Básicos BSS independiente (IBSS) Sistema de Distribución (DS) Conjunto de Servicio Extendido (ESS) Roaming CAPA MAC 802.11 SERVICIOS MAC Tres servicios son proporcionados por la sub capa MAC en IEEE 802.11, estos servicios son los siguientes: 1) Servicio de datos asíncronos 2)Servicios de seguridad 3) Ordenamiento de MSDUs ESTRUCTURA, ARQUITECTURA Y OPERACIÓN DE FRAMES MAC Todas las estaciones deben construir frames para la transmisión y decodificación de los frames al recibirlos. Cada frame consiste en los siguientes componentes básicos: - Un encabezado MAC, que consiste en información acerca del control de frames, la duración, la dirección y el control de las secuencias.

TTeellff.. 333333--00337733 –– 779933--66994499 // CCeell:: 9999002211--00001133 // RRPPMM:: ##003322226644 EE--mmaaiill:: iinnffoorrmmeess@@ssggddssppeerruu..ccoomm // WWeebb:: wwwwww..ssggddssppeerruu..ccoomm // MMssnn:: ssggddssppeerruu@@hhoottmmaaiill..ccoomm - Un cuerpo de frames de longitud variable, que contiene información especifica del tipo de frame. - Una secuencia de verificación de frames (FCS) que contiene una verificación de redundancia cíclica (CRC) IEEE de 32 bits. TIPOS DE FRAMES Los tres tipos principales de frames utilizados en la capa MAC son los siguientes: 1.- Frames de datos 2.- Frames de Control 3.- Frames de administración. Los frames de datos se utilizan para la transmisión de datos. Los frames de control como la Solicitud para Enviar (RTS), Despejado para Enviar (CTS) y Confirmación (ACK), controlan el acceso al medio utilizando frames RTS, CTS, ACK. Los frames de administración como los frames baliza, se transmiten de la misma manera en los frames de datos; intercambian la información de administración, pero no se envían a las capas superiores. ARQUITECTURA MAC Antes de transmitir un frames , una STA debe obtener acceso al medio utilizando uno de dos métodos que se muestran: 1.- El método de acceso fundamental del MAC IEEE 802.11 acceso múltiple con detección de portadora y colisión evitable (CSMA/CA), se denomina FUNCION DE COORDIANCION DISTRIBUIDA (DCF). La DCF se implementa en todas las STAs para su uso tanto en configuración de red ad-hoc como de infraestructura. 2.- El MAC IEEE 802.11 MAC también puede incorporar un método de acceso opcional, denominado FUNCION DE COORDINACION DE PUNTO (PCF) , que crea un acceso libre de contención (CF). La PCF solo puede utilizarse en configuraciones de red de infraestructura.

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