2.1 DISEÑO ELECTRÓNICO
2.1.3 COMUNICACIÓN
2.1.3.1 Comunicación Inalámbrica WiFi
Se emplea el estándar de comunicación IEEE 802.11b debido a la conectividad que presenta el escudo inalámbrico Wishield, así como la compatibilidad del Smartphone Samsung S5570 y la cámara IP con éste.
2.1.3.1.1 IEEE 802.11
La especificación IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) es un estándar internacional que define las características de una red de área local inalámbrica WLAN.
El estándar 802.11 establece la capa física compuesta por tres tipos de codificación de información, la capa de enlace de datos compuesta por dos subcapas: una de control de enlace lógico (LLC) y otra de control de acceso al medio (MAC)36.
La capa física define la modulación de las ondas de radio y las características de señalización para la transmisión de datos, mientras que la capa de enlace de datos define la interfaz entre el bus del equipo y la capa física.
Tabla 2.4: Capas del Estándar de Comunicación36
Cualquier protocolo de nivel superior puede utilizarse en una red inalámbrica WiFi de la misma manera que puede utilizarse en una red Ethernet.
2.1.3.1.2 Protocolo IEEE 802.11b
Es el estándar más utilizado en la actualidad se aplica a redes WLAN, provee una transmisión de 11, 5,5, 2 o 1 Mbps, funciona en el rango de 2,4 GHz utilizando radiofrecuencia con tecnología Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) y tiene un alcance de hasta 300 metros en espacios abiertos o 100 metros en ambientes cerrados.
Tabla 2.5: Rangos de Alcance36
Velocidad hipotética (en ambientes cerrados) Rango (al aire libre) Rango
11 Mbit/s 50 m 200 m
5,5 Mbit/s 75 m 300 m
2 Mbit/s 100 m 400 m
Capa de enlace de datos (MAC)
802.2 802.11 Capa física
1 Mbit/s 150 m 500 m
El estándar soporta dos tipos de topologías: redes con infraestructura y redes ad-hoc.
- Modo Ad-Hoc: Se caracteriza porque no hay Punto de Acceso (AP), las estaciones se comunican directamente entre sí (punto a punto), de esta manera el área de cobertura está limitada por el alcance de cada estación individual37.
Figura 2.9: Topología Ad-Hoc37
- Modo Infraestructura: Como mínimo se dispone de un Punto de Acceso (AP), las estaciones wireless no se pueden comunicar directamente, todos los datos deben pasar a través del AP. La mayoría de las redes wireless que se puede encontrar en las empresas utilizan el modo infraestructura con uno o más Puntos de Acceso. El AP redistribuye los datos hacia todas las estaciones37.
Figura 2.10: Modo Infraestructura37
El escudo de comunicación inalámbrico Wishield permite la conexión a redes inalámbricas WiFi que soporten el modo Infraestructura y el modo Ad-Hoc, con capacidad de crear redes con y sin seguridad WEP, WPA y WPA2.
2.1.3.1.3 Seguridad en Redes Inalámbricas
Las redes wireless (WLANs) son más inseguras que las redes con cables, ya que el medio físico utilizado para la transmisión de datos son las ondas electromagnéticas. Para proteger los datos que se envían a través de las WLANs, el estándar 802.11b define el uso del protocolo Wired Equivalent Privacy (WEP) para proveer seguridad encriptando los datos que viajan sobre las ondas radioeléctricas en las dos capas más bajas del modelo OSI (capa física y capa de enlace)38.
Sin embargo, por los problemas y debilidades del sistema de seguridad WEP fueron creados WPA y WP2, las cuales fueron diseñadas para usarse en servidores de autenticación IEEE 802.11X, el cual distribuye diferentes claves para cada usuario.
Para intercambiar un flujo de datos de manera fiable y ordenada se emplea un socket de comunicación entre el escudo inalámbrico Wishield y el smartphone Samsung mini S5570, permitiendo implementar una arquitectura cliente-servidor.
2.1.3.1.4 Socket de Internet
Es un concepto abstracto por el cual dos programas situados en diferentes dispositivos pueden intercambiar información, constituyen el mecanismo para la entrega de paquetes de datos provenientes de la tarjeta de red a los procesos o hilos apropiados39.
SERVIDOR CLIENTE
Conexión TCP
Inicialización
SERVIDOR SOCKET InicializaciónSOCKET
Enviando respuesta Esperando un cliente Procesando respuesta Respondiendo Cerrar conexión Respondiendo Cerrar conexión
El escudo inalámbrico Wishield implementa un programa que inicia un servidor mediante el puerto 1000 permitiendo la conexión de otros clientes que interactúen con éste. Su propósito principal es crear un servidor sencillo que pueda ser usado para la comunicación entre dos dispositivos red sin utilizar una página web y tampoco un navegador web para su comunicación. Este programa se denomina SocketApp y se incorpora en la librería del escudo inalámbrico que expone todos los parámetros que necesitan ser configurados para utilizar el escudo Wishield. Para el diseño del presente prototipo se realiza la comunicación entre el smartphone creando un programa para este dispositivo y mediante el uso de la librería AsynclabsWishield para el escudo inalámbrico Wishield. Cuando un socket se implementa bajo el protocolo TCP debe tener las siguientes propiedades39:
- Está orientado a la conexión y control de la transmisión de datos cuando la comunicación se ha establecida.
- Garantizar la transmisión de todos los octetos sin errores.
- Asegurar que todo el octeto llegará a su destino en el mismo orden en el que fue transmitido.
Para que se establezca la comunicación mediante un socket de internet es necesario que los dos programas creados sean capaces de localizarse entre sí y a la vez permitir el intercambio de cualquier secuencia de octetos. Para esto es necesario los siguientes dos recursos39:
· Un par de direcciones del protocolo de red TCP/IP que identifican al dispositivo de origen y al remoto.
· Un puerto que identifica a cada aplicación.
Esta comunicación debe ser iniciada por uno de los dos programas, al cual se la denomina programa cliente mientras que el segundo espera a que el otro inicie la comunicación, a éste se lo denomina programa servidor