13 Componentes de red 802.11
Estación o cliente Adaptadores de red inalámbricos Tarjetas PCI Ventajas Fiables, ya que una vez instalados no suelen presentar ningún problema. Inconvenientes Precisan instalación de hardware No permite su uso nada más que en un ordenador
14 Componentes de red 802.11 Estación o cliente Adaptadores de red inalámbricos Adaptadores USB Con antena interna Más habituales, con menor alcance y más económicos Con antena externa Más ganancia y, por lo tanto, más calidad de señal También hay adaptadores compatibles con IEEE 802.11n con tres antenas.
15 Componentes de red 802.11 Estación o cliente Adaptadores de red inalámbricos Adaptadores USB Ventajas Gran movilidad, lo que nos permite colocarlos en el sitio donde tengamos una mejor señal. Se pueden utilizar en cualquier ordenador, pues solo es necesario que tengamos un puerto USB disponible. En caso de necesidad es muy sencillo pasarlos de un equipo a otro (sólo hay que instalar los drivers correspondientes). Inconvenientes Bastante más inestables que las tarjetas PCI – Wifi Los modelos con antena interior no suelen tener mucha ganancia, por lo que en sitios con mala calidad de señal no suelen funcionar muy bien.
16 Componentes de red 802.11
Estación o cliente Adaptadores de red inalámbricos Adaptadores PCMCIA Con antena interna Más prácticos para un portátil, pero tienen algo menos de alcance (ganancia menor) que los modelos con antena externa. Con antena externa Tienen mayor alcance que los de antena interna. La antena no suele ser demasiado grande, y normalmente se puede plegar para el transporte, por lo que no suele ser muy molesta. También hay adaptadores IEEE 802.11n con tres antenas, pero en este caso suelen ser internas, más que nada por razones prácticas.
17 Componentes de red 802.11
Estación o cliente Adaptadores de red inalámbricos Adaptadores PCMCIA Ventajas Suelen tener una mejor calidad de recepción que los adaptadores USB, prácticamente la misma que una tarjeta PCI – Wi-Fi. Inconvenientes Solo se puede utilizar en ordenadores que dispongan de puerto PCMCIA. Todos ellos precisan la instalación de drivers.
18 Componentes de red 802.11
Punto de acceso (AP): Dispositivo que realiza el “control del acceso al medio” a los clientes de WLAN y permiten la conexión a la red cableada (puente) Un punto de acceso es un concentrador inalámbrico. Debe distinguirse de un router inalámbrico, que es muy común en el mercado actual. Un router inalámbrico es una combinación entre un punto de acceso y un router, y puede ejecutar tareas más complejas que las de un punto de acceso.
19 Componentes de red 802.11
Punto de acceso (AP): Puente: dispositivo que permite interconectar diferentes redes, independientemente del protocolo que cada una utilice. Trabaja en los niveles 1 y 2 del modelo OSI Un router permite también interconectar varias redes, pero a diferencia de un puente, estas deben utilizar el mismo protocolo. (Nivel 3, p.e, IP) Si se desea interconectar dos redes que utilizan el mismo protocolo (p.e. IP) es recomendable utilizar un router.
20 Componentes de red 802.11
Estación y AP Antenas Antenas direccionales o directivas Orientan la señal en una dirección muy determinada con un haz estrecho pero de largo alcance. El alcance de una antena direccional viene determinado por una combinación de la ganancia de la antena, la potencia de emisión del punto de acceso emisor y la sensibilidad de recepción del punto de acceso receptor. Fuera de la zona de cobertura no se escucha nada. Se suelen utilizar para unir dos puntos a largas distancias
21 Componentes de red 802.11 Estación y AP Antenas Antenas omnidireccionales Orientan la señal en todas direcciones con un haz amplio pero de corto alcance Se suelen utilizar para dar una señal extensa en los alrededores Antenas sectoriales Son la mezcla de las antenas direccionales y las omnidireccionales. Son más costosas Se suelen utilizar cuando se necesita llegar a largas distancias y a la vez, a un área extensa.
22 Componentes de red 802.11 Medio inalámbrico: Uso de a RF para transportar las MAC_PDUs.
23 Componentes de red 802.11
Sistema de Distribución: Tecnología LAN o WLAN utilizada para ampliar el área de cobertura de una WLAN. En el caso inalámbrico: Existen varios AP. Un AP actúa como maestro, llamado WDS AP. Los demás son AP esclavos y actúan como repetidores, llamados WDS Station. Todos en el mismo canal. SSID común o diferente. No es estándar. No es soportado por todos los equipos incluso pueden haber incompatibilidades. Incompatible con algunos mecanismos de seguridad.
24 Norma IEEE 802.11 Norma IEEE 802.11 PHY MAC LLC (802.2)
25 Norma IEEE 802.11. Nivel físico
Nivel Físico (PHY) Topología celular. Half-duplex Se utilizan las bandas de frecuencia de 2,4 y 5 GHz No requieren el uso de licencia En cada banda existen un conjunto de canales
26 Norma IEEE 802.11. Nivel físico
Nivel Físico (PHY) Topología celular. Alternativas de nivel físico
27 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC Técnica de acceso al medio CSMA/CA Antes de transmitir una información, una estación debe determinar el estado del medio (libre o ocupado) Si el canal no está ocupado, se realiza una espera adicional llamada espaciado entre tramas (IFS) Si el canal se encuentra ocupado o se ocupa durante la espera, se ha de esperar hasta el final de la transacción actual
28 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC Técnica de acceso al medio CSMA/CA Tras finalizar la transacción actual se ejecuta el algoritmo de Backoff Determina una espera adicional y aleatoria escogida uniformemente en un intervalo llamado ventana de contienda (CW) Se mide en ranuras temporales (slots) Si durante esta espera el medio no permanece libre durante un tiempo igual o superior a IFS, dicha espera queda suspendida hasta que se cumpla dicha condición.
29 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos Subnivel MAC Técnica de acceso al medio CSMA/CA Estación A B C D E IFS IFS IFS IFS CW CW CW CW Datos Datos Datos Datos Datos Backoff Backoff Backoff Llegada dato a transmitir Espera
30 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos Norma IEEE 802.11 Subnivel MAC Técnica de acceso al medio CSMA/CA Problemas en WLAN: Nodos ocultos. Canal ocupado por estación que otro nodo no oye. Nodos expuestos. Estación cree que el canal está ocupado aunque está libre ya que el nodo que oye no interfiere en su comunicación.
31 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC Técnica de acceso al medio MACA Contienda con posibilidad de reserva para evitar colisiones (CSMA/CA, CA = Collision Avoidance) RTS (Request to Send) / CTS (Clear to Send) No se emplea debido a la sobrecarga si: Pocas estaciones en la red. Red muy densa. Todas las estaciones en el alcance de todos. Tramas pequeñas.
32 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC Técnica de acceso al medio MACA
33 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC Cada MAC_PDU con datos es asentida por el receptor. Implementa algoritmos de encriptación y autenticación. Una MAC_PDU puede contener hasta 4 direcciones MAC (origen, destino, transmisor y receptor).
34 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC Existen tres tipos de MAC_PDUs: Datos Control Gestión
35 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos
Subnivel MAC MAC_PDUs de datos: Transportan información de nivel superior (MAC_SDU) La MAC_PCI es de 34 bytes. La MTU es de 2312. En el caso de muchas interferencias se habilita la fragmentación/ensamblado de la MAC_SDU
36 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos Norma IEEE 802.11 Subnivel MAC MAC_PDUs de control: Se usan para la “reserva” del medio y reconocimiento. ACK lo envía el subnivel MAC para reconocer que ha recibido correctamente una MAC_PDU de datos. No indica que el destino de la MAC_PDU lo ha recibido RTS (Request to Send) / CTS (Clear to Send) para la reserva del medio RTS lo envía el subnivel MAC para solicitar el uso del medio y el tiempo total que lo va a necesitar (duración reserva) CTS lo envía el subnivel MAC como respuesta a un RTS, indica que el subnivel MAC que envió RTS puede enviar y la duración de la reserva (tiempo que queda de reserva)
37 Norma IEEE 802.11. Nivel de enlace de datos Subnivel MAC MAC_PDUs de gestión: Sirven para gestionar el enlace inalámbrico. Beacon. La envía subnivel MAC periódicamente para informar de la existencia de una red inalámbrica Intervalo es un parámetro configurable Probe request. Sirve para que el subnivel MAC rastree un área en busca de redes inalámbricas. Se informa de las velocidades soportadas Probe response. Enviado por el subnivel MAC en respuesta a un Probe request. Association request. Sirve para que el subnivel MAC solicite “conectarse” a una red inalámbrica. Association response. Confirmación de la “conexión” a una red inalámbrica. Otras.
38 Topologías de red IEEE 802.11
El bloque de comunicación básico de una red 802.11 es el BSS (Basic Service Set) o celda. Un BSS tiene un área de cobertura de tal forma que todas las estaciones que pertenezcan al BSS pueden comunicarse entre ellas. Se le asigna un nombre conocido como SSID (Service Set Identifier) Según el número de BSSs y dispositivos que aparezca existen tres tipos de redes 802.11: Redes Ad hoc o Independientes BSS (IBSS). Sólo existen clientes. Redes Infraestructura o Infraestructura BSS. Existen clientes y un punto de acceso. EBSS Existen múltiples BSS para permitir mayores áreas de cobertura
39 Topologías de red IEEE 802.11
Tipos de redes 802.11 Ad hoc
40 Topologías de red IEEE 802.11 Tipos de redes 802.11 Infraestructura BSS
41 Topologías de red IEEE 802.11 Tipos de redes 802.11 EBSS
BSS BSS EBSS
42 Topologías de red IEEE 802.11 Funcionamiento modo Infraestructura / EBSS Cada AP tiene un BSSID, que coincide con la MAC de su interfaz Wireless, y un SSID, configurado por el administrador de la red. En EBSS cada celda tendría el mismo SSID pero se distinguiría por el BSSID de su AP. En la norma no se limita el número de clientes a los que un AP puede dar servicio. Un cliente para “conectarse” a una red inalámbrica debe conocer el BSSID y el SSID de la celda. Los APs envían periódicamente Beacon con el BSSID y opcionalmente con el SSID El cliente envía un Probe request con el SSID esperando un Probe response del AP con su BSSID.
43 Topologías de red IEEE 802.11 Funcionamiento modo Infraestructura / EBSS Un cliente con el BSSID y SSID de una celda solicita la asociación (conexión) a un AP mediante Association Request El AP si acepta al cliente le envía una Association Response con un identificador de Asociación El AP registra en su tabla de direcciones la MAC del cliente Un AP controla la comunicación de todos los clientes que tiene asociado Los clientes nunca se comunican directamente entre ellos Sólo procesan MAC_PDUs que provengan del AP al que están asociado.
44 Topologías de red IEEE 802.11 Funcionamiento modo Infraestructura / EBSS Los APs mantienen tablas de direcciones como los puentes Aprenden del tráfico que pasa por él Reenvían basándose en la dirección MAC destino Un AP, conectado a un sistema de distribución, actúa como un puente, pero Inyecta tráfico en la interfaz wireless si el destino es uno de sus clientes o es broadcast/multicast Inyecta tráfico en el sistema de distribución como lo haría un puente El AP adaptaría el direccionamiento lógico si es necesario P.E: sistema de distribución basado en 802.3
45 Topologías de red IEEE 802.11 Asociación
46 Topologías de red IEEE 802.11 Envío de MAC-PDU de datos
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