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Rede de Computadores Aula 8 SI – Sistemas de Informação – FAPAN Juliano Veris 1

Rede de computadores aula 29 32 (prova 2)

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Rede de ComputadoresAula 8

SI – Sistemas de Informação – FAPANJuliano Veris

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Transmissão sem fio

• Transmissões por onda de rádio– As ondas de radio são fáceis de gerar, – podem percorrer longas distâncias;– penetrar facilmente nos prédios;– Ondas de rádio são omnidirecionais (todas as

direções);– Não é necessário o transmissor e receptor

estarem alinhados;

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Transmissão sem fio

• Características e utilização:– Instalações em prédios antigos onde é impossível

utilizar cabos;– Interligação entre prédios distantes;– Conexão preferencial para smartphones, tablets,

netbooks, entre outros..– Redes wireless estão disponíveis em muitos

lugares tais como lanchonetes, universidades, bancos, postos de combustíveis, areportos, etc..

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Transmissão sem fio

• Configurar uma rede wireless envolve mais passos que uma cabeada:– Tipo de antenas;– Sistema de encriptação de dados;– Grandes opções de otimizar a conexão na

interface de administração do ponto de acesso;

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Tipos de Rede Sem Fio

• WPAN– Wireless Personal Area Network ou rede pessoal sem fio.

Normalmente utilizada para interligar dispositivos eletrônicos fisicamente próximos, os quais não se quer que sejam detectados a distância.

• WLAN– Wireless LAN ou WLAN (Wireless Local Area Network) é uma

rede local que usa ondas de rádio para fazer uma conexão Internet ou entre uma rede

• WMAN– Os WMAN baseiam-se na norma IEEE 802.16.A WLAN tem de 4

a 5 quilometros de alcance.

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Tipos de Rede Sem Fio

• WWAN– (Wireless Wide Area Network - Rede de longa

distância sem-fio) é uma tecnologia que as operadoras de celulares utilizam para criar a sua rede de transmissão (CDMA, GSM, etc)

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Tipos de Rede Sem Fio

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• Bluetooth é uma especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks – PANs).

• O Bluetooth provê uma maneira de conectar e trocar informações entre dispositivos como telefones celulares, notebooks, computadores, impressoras, câmeras digitais e consoles de videogames digitais através de uma frequência de rádio de curto alcance globalmente licenciada e segura.

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• Bluetooth é um protocolo padrão de comunicação primariamente projetado para baixo consumo de energia com baixo alcance

• Dependendo da potência: 1 metro, 10 metros, 100 metros) baseado em microchips transmissores de baixo custo em cada dispositivo.

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Potência e Taxa de Transmissão

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Alcance e Interferência

• Placas Wi-Fi também são placas Ethernet.• A diferença entre as placas cabeadas se

restringe às camadas 1 e 2 do modelo OSI, ou seja na camada física e de enlace:– Camada física: Transmissores e antenas;– Camada de enlace: modulação do sinal,

encriptação via WPA ou WEP, correção de erros e outras funções executadas pelo chipset da placa;

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Transmissão sem fio

• Com relação a transmissão dos dados, a principal diferênça é que o meio de transmissão (o ar) é compartilhado por todos os clientes conectados ao ponto de acesso..

• E como se todos estivessem ligados ao mesmo cabo..• Apenas uma estação pode transmitir de cada vez, e

todas as estações dentro da área de cobertura recebem todos os pacotes transmitidos da rede, independente do destinatário..

• Daí a importância de da segurança de uma rede wireless

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Transmissão sem fio

• Número máximo de clientes conectados por ponto de acesso varia de acordo com o fabricante e o firmware usado.

• Pontos de acesso antigo eram limitados a 30 clientes;• O problema é que a banda disponível é compartilhada

entre todos os clientes;• Quando um cliente novo conecta a velocidade da rede cai;• Fazendo com que na prática você não consiga atender

muito mais do que 20 ou 30 clientes com um mesmo ponto de acesso;

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Transmissão sem fio

• Quando se é necessário conectar diversos clientes uma solução é utilizar o mesmo SSID (nome da rede);

• Os clientes passam automaticamente a se conectar ao ponto de acesso que oferecer o melhor sinal.

• Em situações onde a prioridade é aumentar o alcance da rede, é possível também utilizar repetidores wireless, que permite estender o sinal do ponto de acesso principal.

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Alcance e Interferência

• O alcance da rede wireless depende:– Dos obstáculos pelo caminho;– Tipos de antenas;– Outros fatores de interferência;

• Redes padrão 802.11b ou 802.11g– Ambientes fechados: 30 metros;– Ambientes abertos: 150 metros;

• Redes padrão 802.11n utiliza mais antenas e transmissores– Ambientes fechados: 70 metros;– Ambientes abertos: 250 metros

Obs: médias estimadas, tiradas em testes padronizados.

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Alcance e Interferência

• Em situações reais podemos chegar a extremos, como links de longa distância de 30km e clientes que não conseguem manter uma transmissão estável com um ponto de acesso a apenas 6 ou 8 metros de distância

• Três fatores que explicam estas diferenças brutais:– O ganho das antenas instaladas no ponto de acesso e no

cliente.– Potência dos transmissores.– Obstáculos e fontes de interferência presentes no

ambiente.

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Alcance e Interferência

• O “ganho” da antena diz respeito ao quanto ela consegue concentrar o sinal transmitido. Quanto maior o ganho, mais concentrado é o sinal e maior a distância que ele consegue percorrer..– Exemplo:• Uma antena de 22 dBi trasnmite um sinal 100 vezes

mais concentrado do que uma antena de 2 dBi

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Alcance e Interferência

• Potência dos transmissores– Utilizados nas placas e nos pontos de acesso;– É medida em milliwatts;– Varia de acordo com o modelo e o fabricante;– Sinal pode ser amplificado para até 1 watt usando

amplificador externo;• Exemplo:– Ponto de acesso típico utiliza um trasnmissor de 56

milliwatts (17.5 dBm) ou de 63 milliwatts (18 dBm)– Alguns modelos chegam a oferecer 400 milliwatts.

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Alcance e Interferência

• A combinação de utilizar uma antena de maior ganho com amplificadores dos dois lados da conexão que permite a criação de links de longa distância;

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Interferência

• Inimigos do sinal wireless:– Superfícies metálicas, como grades, janelas, portas

metálicas, lajes, vigas e até mesmo tintas com pigmentos metálicos e espelhos. O metal reflete a maior parte do sinal;

– Materiais densos, como concreto e pedra, paredes, leves, feitas de tijolo furado absovem muito menos sinal do que paredes antigas feitas com tijolo maciço, enquanto lajes ou vigas de concreto com armação metálica absorvem mais do que as duas.

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Interferência

• Grande concentração de líquido, como aquários, piscinas, caixas d’agua e até mesmo pessoas passando pelo local (corpo 70% de água);

• Focos de interferência, que competem com o sinal do ponto de acesso, prejudicando a recepção por parte dos clientes, assim como duas pessoas tentando falar ao mesmo tempo.

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Interferência

• Exemplo de focos de interferência:– Fornos microondas operam a 2.4 GHz na mesma

frequência,• Curiosidade: se você pudesse aumentar a potência de

transmissão de uma placa wireless 10.000 vezes você teria um microondas portátil

– Telefone sem fio;• Caso haja um grande número de telefones recomenda-

se usar aparelhos que trabalhar na faixa dos 900MHz

– Aparelhos Bluetooth;

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Interferência

• Redes diferentes instaladas na mesma área– Imagine um prédio comercial, com muitos escritórios de

empresas diferentes cada um com sua própria rede wireless.– Os pontos de acesso podem ser configurados para utilizarem

frequências diferentes, divididas em 14 canais.– Várias redes próximas umas das outras, os canais disponíveis são

rapidamente saturados, fazendo com que o tráfego de uma reduza o desempenho da outra.

• Problemas com temperatura– Em dias muito quentes o ponto de acesso superaquece e o calor

prejudica a recepção do sinal, reduzindo o alcance da rede e até mesmo tirando-a do ar

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Padrões de Redes Wireless (WLAN)

• A aquisição de um aparelho ponto de acesso sem fio ou placas de rede Wireless quando adquiridos vem em um dos padrões de redes Wireless 802.11b, 802.11g e o 802.11n

• Mas você sabe o que estes números e letras significam e qual a real diferença na hora de escolher o seu novo dispositivo para redes sem fio?

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Wi-Fi

• Wi-Fi é uma marca registrada da Wi-Fi Alliance, que é utilizada por produtos certificados que pertencem à classe de dispositivos de rede local sem fios (WLAN) baseados no padrão IEEE 802.11;

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802.11 – O início

• Esta é a nomenclatura inicial para as redes sem fio, que foi desenvolvida em 1997 pelo, IEEE (Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos) encontrada em diversos artigos e componentes wireless.– Inovação na época;– Taxa máxima de transferência 2Mbps;

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802.11a – Deixado de Lado Pelo Alto Custo

• Padrão pouco conhecido devido seu alto custo;• Apenas algumas empresas aderiram a ele;• A quantidade de dados transferidos por segundo

tinha 54MB como limite;• Atua em freqüências reguladas próximas a 5GHz;• Não causa interferência com outros aparelhos;• Ponto negativo: alta frequência, menor

abrangência do sinal, dificultando assim conexão em casas ou escritórios maiores;

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802.11b – O Primeiro Grande Sucesso

• Surgiu por volta de 1999;• Taxas de transferência de até 11MB/s, algo

surpreendente para a época.• Erro dos desenvolvedores: o uso das mesmas

freqüências de operação de diversos aparelhos domésticos para ele, como microondas, telefones sem fio e quaisquer outros dispositivos que operam em valores próximos a 2.4GHz

• Vantagem: Sinal bom até mesmo para distâncias um pouco grandes;

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802.11g o mais comum

• Taxa de transferência de 54Mbps;• Frequência a 2.4 GHz para melhor abrangência

do sinal;• Compatível com os padrões anteriores, sendo

assim dispositivos lançados agora acessam as redes antigas, e vice-versa.

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802.11n – O padrão atual

• Com o 802.11g os fabricantes chegaram muito próximos do que é fisicamente possível transmitir usando um único trasnmissor e uma faixa de frequência de 22 MHz (equivalente a um único canal);

• Em 2004 o IEEE formou uma força tarefa para deselvover um padrão que transmitisse dados superiores as redes cabeadas de 100 Mbps;

• Solução: melhorias nos algoritmos de transmissão e utilização do MIMO (multiple-input multiple-output)– Transmissão de dados de forma paralela utilizando vários

conjuntos de transmissores, receptores e antenas.

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802.11n

• Existe a possibilidade de criar pontos de acesso e placas 802.11n com:– (2x2) dois emissores e dois receptores;– (2x3) dois emissores e três receptores;– (3x3) tres emissores e tres receptores;– (4x4) quatro emissores e quatro receptores;

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802.11n

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802.11n

• Com todas as melhorias implantadas no padrão foi possível aumentar tanto a velocidade de transmissão quanto o alcance;

• A velocidade de 54Mbps subiu para 300Mbps e até 600Mpbs nos Aps (4x4);

• Melhorias para chegar as tranmissões altas:– Redução do guard interval (intervalo entre as transmissões

de 800ns para 400ns);– “Força bruta” o MIMO faz uso de vários canais para

transmissão de fluxos simultâneos, dobrando ou quadruplicando a transmissão;

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Tabela utilizadas por WLAN

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Segurança

• Em redes cabeadas um intruso só pode acessar a rede se tiver acesso físico aos cabos, ou seja, já há uma certa segurança;

• Já nas redes sem fio o sinal é simplesmente irradiado em todas as direções, sendo assim qualquer um usando uma PC com uma antena suficientemente sensível pode captar o sinal da rede e se nenhuma precaução for tomada ganhar o acesso a ela;

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Segurança

• É impossível controlar o alcance do sinal da rede;• Qualquer vizinho próximo com uma antena de alto ganho

(ou um tubo de batata) pode conseguir captar o sinal da sua rede e se conectar a ela;

• Tendo acesso a sua conexão com a web, além de arquivos e outros recursos compartilhados entre os micros da rede;

• Foi daí então que surgiram os sistemas de encriptação, que visam garantir a confiabilidade dos dados, os intrusos continuam a captar o sinal da rede, porém embaralham os dados de forma que eles não façam sentido sem a chave de desencriptação apropriada;

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WEP

• Foi o primeiro passo para se criar segurança em redes wireless, abreviação de “Wired-Equivalent Privacy”, o nome sugere uma segurança equivalente ao das redes cabeadas, que logo se revelou falso;

• Existem dois padrões WEP: de 64 e 128 bits;• Os primeiros pontos de acesso e placas 802.11b

suportavam apenas o padrão de 64 bits, porém logo o 128 bits se tornou norma.

• Alguns fabricantes permitiam utilizar chaves de 256 bits, porém apenas em produtos do mesmo fabricante

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WEP

• O grande problema do WEP é que ele é muito vulnerável, tornam as chaves muito fáceis de quebrar, usando ferramentas largamente disponíveis, como o aircrack.

• As chaves de 128 bits são tão fáceis de quebrar quanto as de 64 bits, os bits extras apenas tornam o processo um pouco mais demorado.

• Usar o WEP atualmente pode ser comparado a fechar a porta de uma casa com um arame, onde o invasor teria o trabalho apenas de desenrolá-la ao entrar;

• É altamente recomendável substituir equipamentos antigos que ainda utilizam essa encripatação;

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WPA e WPA2 (Wired Protected Access)

• Com as inúmeras vulnerabilidades do WEP, a Wi-Fi Alliance surgiu o padrão 802.11i, um padrão de segurança, destinado a ser implantado nos demais padrões;

• O WPA surgiu em 2003 para substituir o WEP sem demandar mudanças no hardware dos pontos de acesso e nas placas antigas;

• Diferente do WEP o WPA não usa chaves fixas, utiliza um sistema chamado TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) onde a chave de encriptação é trocada periodicamente e a chave definida na configuração da rede (a passphrase) é usada apenas para fazer a conexão inicial;

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WPA (Wired Protected Access)

• Combinando o TKIP e outras melhorias, o WPA é relativamente seguro, e não possui brechas óbvias de segurança.

• É possivel ser quebrado caso utilize chaves fáceis ou com poucos caracteres;

• Chaves acima de 20 caracteres ou mais são inviáveis de se quebrar devido ao enorme tempo para testar todas as combinações

• O WPA é o absoluto mínimo em termos de segurança que você deve utiliza.

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WPA2

• O WPA2 foi uma substituição da 'Wi-fi Alliance' em 2004 à tecnologia WPA, pois embora fosse bem segura em relação ao padrão anterior WEP;

• A 'Wi-fi Alliance' teve a intenção de fazer um novo certificado para redes sem fio mais confiável e também necessitava continuar o investimento inicial realizado sobre o WPA.

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WPA2

• Utilizava um protocolo denominado AES (Advanced Encryption Standard );

• Mais seguro e eficiente;• Possui a desvantagem de exigir bastante processamento;• O seu uso é recomendável para quem deseja alto grau de

segurança, mas pode prejudicar o desempenho de equipamentos de redes não tão sofisticados (ambientes domésticos);

• É necessário considerar também que equipamentos mais antigos podem não ser compatíveis com o WPA2, portanto, a sua utilização deve ser testada antes da implementação definitiva.

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Alguns Equipamentos para Redes Wireless

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Vídeo BackTrack

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Exercícios1. Explique o funcionamento do DNS.2. Como os dados são enviados através da camada física?3. O que é UTP? Em quantas categorias é dividido? Explique cada

categoria.4. Quais são as técnicas utilizadas em uma cabo par trançado para

eliminar a interferência?5. Explique cabo STP e onde é preferível sua utilização.6. Quais são os componentes de um cabo de fibra óptica?7. Como funciona a transmissão através de um cabo de fibra óptica?8. Qual a função de um transceiver?9. Explique a diferença entre um cabo Straight e Cross.10. Cite e explique cada componente necessário de um sistema de

cabeamento estruturado.

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Bibliografia• 1. SOARES, L. F. G., LEMOS,G. e COLCHER, S.: “Redes de Computadores: das LANs, MANs e WANs às Redes

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• 5. http://www.oficinadanet.com.br/artigo/2204/historico_das_redes_de_computadores_1960_-_1972

• 6. http://www.hardware.com.br/tutoriais/historia-redes/

• 7. http://sebsauvage.net/comprendre/p2p/index.html

• 8. http://www.ztuts.com/2012/02/how-to-share-p2p-without-programs.html• 9. http://johnycarvalho.com/tele_red.htm