Aula 6 - Redes sem fios - Enlace
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O documento descreve os três tipos de enlaces IEEE 802.11 (IBSS, BSS e ESS), o funcionamento do controle de acesso ao meio CSMA/CA e o processo de autenticação e associação de uma estação à rede sem fio.
Aula 6 - Redes sem fios - Enlace
- 1. Tecnologia em Redes de Computadores Tópicos Avançados em Redes – RED008 – Parte 6: Enlace IEEE 802.11 Professor: André Peres andre.peres@poa.ifrs.edu.br Instituto Federal do Rio Grande do Sul - IFRS Porto Alegre
- 2. Enlace IEEE 802.11 ● Existem 3 tipos de enlace – IBSS (Independent Basic Service Set) = ad-hoc – BSS (Basic Service Set) – ESS (Extended Service Set)
- 3. Enlace IEEE 802.11 ● IBSS ou ad-hoc – Criada de maneira espontânea – Área de abrangência pequena – Sem controle centralizado
- 4. Enlace IEEE 802.11 ● BSS – Controle centralizado (AP – Access Point) ● Concentrador (hub) para rede sem fios ● Comutador (switch) entre enlaces com/sem fio ● Área de abrangência definida pelo AP
- 5. Enlace IEEE 802.11 ● ESS – Múltiplos BSSs – APs se comunicam via DS (distributed system) – Objetivo: roaming
- 6. Enlace IEEE 802.11 ● Ligação entre redes: – Pode utilizar BSS ou IBSS – Com BSS ● Um AP ● Dois APs (um é configurado como cliente)
- 7. Enlace IEEE 802.11 ● Redes MANET: – Mobile ad-hoc Networks ● Rede ad-hoc, porém os nodos tem capacidade para encaminhar pacotes aos vizinhos ● Existe mobilidade nos nodos A B
- 8. Enlace IEEE 802.11 ● Redes MANET: – Mobile ad-hoc Networks ● A descoberta de rotas é dinâmica → overhead alto ● Possibilidade de multiplas rotas até o destino
- 9. Enlace IEEE 802.11 ● Redes MANET + BSS: – Existe a possibilidade de implementações com diferentes arquiteturas de enlace – EX: manet + BSS
- 10. Enlace IEEE 802.11 ● Nível de enlace IEEE 802.11 – Controle de comunicação de nível físico – Baseado no padrão IEEE 802.3 (ethernet) – Utiliza endereços MAC compatíveis com ethernet – Controle de acesso ao meio: CSMA/CA – Controle de erros tipo stop-and-wait
- 11. Enlace IEEE 802.11 ● Controle de erros: – Utiliza reconhecimento por quadro (ACK) – Ação atômica (stop-and-wait) – Comunicação half-duplex ● Uma estação transmite por vez quadro Time-out ACK
- 12. Enlace IEEE 802.11 ● Nodos “escondidos” – Problema de raio de alcance – Impede o uso de CSMA/CD
- 13. Enlace IEEE 802.11 ● Solução → CSMA/CA – Quadros de RTS (Request To Send) – CTS (Clear To Send) RTS Time-out CTS quadro ACK
- 14. Enlace IEEE 802.11 ● Solução → CSMA/CA – Todas as estações escutam o CTS (transmitido pelo AP) e silenciam RTS CTS CTS quadro ACK
- 15. Enlace IEEE 802.11 ● Solução → CSMA/CA – Processo de transmissão com CSMA/CA
- 16. Enlace IEEE 802.11 ● Solução → CSMA/CA – Tempos entre quadros ● SIFS (short interframe space) – Alta prioridade → ações atômicas – RTS, CTS e ACK ● DIFS (distributed coordination function FS) – Tempo mínimo entre o final da transmissão e o início de outra ● PIFS (point coordination function FS) – Tempo mínimo entre o final da transmissão e o acesso do AP para envio de token – Utilizado apenas em casos de acesso ao meio ordenado ● EIFS (extended IFS) – Tempo entre duas transmissões – Valor varia de acordo com as transmissões
- 17. Enlace IEEE 802.11 ● Solução → CSMA/CA – Solução para uma situação específica ● Nodos escondidos – Acarreta no aumento de overhead – Seu uso pode ser controlado no AP ● Threshold para RTS → tamanho mínimo de quadros que irão utilizar CSMA/CA ● Quadros menores são transmitidos sem RTS (usando apenas CSMA)
- 18. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede – Deve respeitar uma máquina de estados:
- 19. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede – Configuração da placa cliente ● Tipo de rede (BSSType) – Ad-hoc – Infra estrutura (BSS) – Qualquer ● Nome da rede (SSID) – Uma rede específica – Qualquer rede
- 20. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede – Configuração da placa cliente ● Tipo de descoberta da rede (scan type) – Passivo → aguarda beacon frames – Ativo → utiliza probe request ● Canal a ser utilizado (channel) – Especifica um canal 1 → 11 – Qualquer canal (faz varredura de todos em busca da rede)
- 21. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede – A estação deve “encontrar” a rede ● O AP divulga sua existência através de beacon frames
- 22. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede ● Por segurança o AP pode não divulgar o nome da rede, obrigando a estação a utilizar probe request
- 23. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede ● O AP responde ao Probe Request com um Probe Response:
- 24. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede – Após a identificação do SSID e troca de mensagens iniciais ● Estado 1 → Não autenticado, Não associado – Passa-se para a fase de autenticação ● Padrão inicial: – Open System – Shared Key (WEP) ● Adicionados Posteriormente: – PSK - Pre-Shared Key (WPA, WPA2) – 802.1x (WEP, WPA, WPA2)
- 25. Enlace IEEE 802.11 ● Autenticação Open System – Autenticação nula – Qualquer estação é autenticada por padrão – Protocolo: 1 → Estação envia uma requisição de autenticação 2 → AP aceita a autenticação (sempre successfull)
- 26. Enlace IEEE 802.11 ● Autenticação Shared Key – Utiliza WEP com texto desafio ● O WEP utiliza criptografia simétrica (chave única)
- 27. Enlace IEEE 802.11 ● Autenticação Pre-Shared Key – Similar ao Shared Key – A chave é utilizada apenas na autenticação ● Autenticação 802.1x – Necessita de um servidor RADIUS – O AP serve como um NAS (Network Access Server) – A comunicação ocorre entre cliente e servidor RADIUS – O servidor RADIUS informa ao AP o resultado da autenticação
- 28. Enlace IEEE 802.11 ● Para conexão de uma estação com a rede – Após a autenticação ● Estado 2 → Autenticado, Não associado – Fase de associação ● Passagem automática do estado 2 → 3 ● Estado 3 → Autenticado, Associado ● Agora a estação pode receber/transmitir quadros de enlace na rede ● Acesso ao servidor DHCP, etc...