Conexiones inalámbricas en redes de datos corporativas

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(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA Conexiones inalámbricas en redes de datos corporativas. Autor: Tony Guardado ToppesA Tutor: Ing. Aramys Bermúdez Rodríguez.. Santa Clara 2006 "Año de la revolución energética en Cuba".

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA Conexiones inalámbricas en redes de datos corporativas. Autor: Tony Guardado Toppes e-mail: [email protected] [email protected]. Tutor: Ing. Aramys Bermúdez Rodríguez. División Tecnológica CIMEX. Santa Clara. e-mail: [email protected]. Cotutores: Msc. Ing. Hiram del Castillo Sabido. Prof. Dpto. de Telecomunicaciones y Electrónica. Facultad de Ing. Eléctrica. UCLV. e-mail: [email protected]. Msc. Ing. Alain Martínez Laguardia Prof. Dpto. de Automática y Sistemas Computacionales. Facultad de Ing. Eléctrica. UCLV. e-mail: [email protected]. Consultante: Msc. Ing. David Beltran Casanova. Prof. Dpto. de Telecomunicaciones y Electrónica. Facultad de Ing. Eléctrica. UCLV. e-mail: [email protected] Santa Clara 2006 "Año de la revolución energética en Cuba".

(3) Hago constar que el presente trabajo fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas como parte de la culminación de los estudios de la especialidad de Telecomunicaciones y Electrónica autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. ________________ Firma del Autor. Los abajo firmantes, certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. ________________ Firma del Tutor. _______________________ Firma del Jefe de Dpto. Donde se defiende el trabajo. ____________________ Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) Pensamiento. Ver después no vale, lo que vale es ver antes y estar preparado.. José Martí Pérez.

(5) Agradecimientos. A mis padres, por su amor y comprensión, por guiarme siempre, por confiar en mí y por ser las personas que más quiero en el mundo. A mi querida hermana, por lo mucho que la quiero. A mis abuelos, por quererme tanto y por mi devoción hacia ellos. A mi familia toda. A mi cotutor Hiram, por haberme iniciado en este mundo y por su apoyo y dedicación. A Aramys y Abel, por haberme dado la oportunidad de trabajar a su lado y por confiar en mí. A mis compañeros de aula, por estar siempre unidos y por todo lo que pasamos juntos. A mis profesores, por sus enseñanzas. A todos mis profesores, por contribuir con mi formación. A todas aquellas personas que de una forma u otra tuvieron que ver con mi vida durante estos cinco años. A todos, Gracias..

(6) Dedicatoria. A mis padres y a mi hermana, con todo el cariño del mundo..

(7) Tarea Técnica. TAREA TÉCNICA. La tarea se realiza con los métodos y técnicas siguientes: ¾ La realización de un estudio de las redes inalámbricas. ¾ Revisión bibliográfica teniendo presente el arte en las investigaciones. ¾ Entrevistas a especialistas de CIMEX que posean conocimientos del tema. ¾ Recolección de información sobre las redes inalámbricas existentes en CIMEX y problemas más comunes asociadas a la misma. ¾ Confección del informe.. __________________ Firma del Autor. _______________________ Firma del Tutor.

(8) Resumen. RESUMEN El presente trabajo trata sobre las conexiones inalámbricas en redes de datos corporativas, el cual se enfoca en las redes inalámbricas que se utilizan en CIMEX. Se da una visión general de los estándares más utilizados a nivel mundial. Muestra los inicios de estas tecnologías así como su posterior desarrollo y aplicaciones más comunes.. Estudia la nueva tecnología de comunicación utilizada en CIMEX,. explica sus. características. Se describen sus ventajas, desventajas y niveles de seguridad ofrecidos. Se especifica los principales entornos donde son aplicables.. Como caso concreto se centra en el equipamiento de esta tecnología en la corporación CIMEX de Villa Clara, donde se muestran las principales configuraciones permitidas por estos dispositivos así como sus variantes. Se describen los pasos a seguir para la implementación, además se muestran las propuestas realizadas en la Sucursal de CIMEX Villa Clara en base a mejorar el desempeño de la red y al ahorro económico por concepto de transmisión de datos. Este trabajo brinda bastante información sobre redes inalámbricas, por lo que puede servir como material suplementario para los que trabajan con estos medios en entornos corporativos y de referencia para aquellos que se adentran en el mundo de las conexiones wireless..

(9) Índice. ÍNDICE INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 Capítulo 1 REDES INALÁMBRICAS...................................................................................5 1.1 Visión general de redes LAN inalámbricas ............................................................5 1.1.1 ¿Qué es una LAN inalámbrica? ......................................................................5 1.1.2 Orígenes. .........................................................................................................6 1.1.3 Ventajas de las LANs inalámbricas ................................................................7 1.1.4 Desventajas de las LANs inalámbricas...........................................................8 1.1.5 Aplicaciones de las redes LAN inalámbricas .................................................9 1.2 Estandarización de LANs inalámbricas...............................................................10 1.2.1 Estándares más usados para WLANs a 2.4 GHz y 5 GHz ...........................10 1.2.1.1 802.11 legacy......................................................................................12 1.2.1.2 802.11b ................................................................................................12 1.2.1.3 802.11a ................................................................................................13 1.2.1.4 802.11g ................................................................................................14 1.2.1.5 802.11n ................................................................................................14 1.2.1.6 802.11e ................................................................................................15 1.2.2 Tecnología de radio ......................................................................................15 1.2.2.1 Frequency hopping spread spectrum (FHSS)...............................16 1.2.2.2 Direct sequence spread spectrum (DSSS) ....................................17 1.2.2.3 Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)....................18 1.3 Seguridad de las LANs inalámbricas..................................................................18 1.3.1 Características estándar de seguridad definidas por la IEEE.......................19 1.4 Tecnologías inalámbricas alternas ........................................................................20 1.4.1 Bluetooth.......................................................................................................20 1.4.2 WiMax ..........................................................................................................21 1.5 Topologías y Configuraciones ..............................................................................22 1.6 Hardware...............................................................................................................22 Capítulo 2 REDES EN CIMEX............................................................................................23 2.1 Conexiones inalámbricas en CIMEX ..................................................................25 2.1.1 Componentes de estas redes inalámbricas (Roam About)............................25 2.1.1.1 RoamAbout AP...................................................................................25 2.1.1.2 RoamAbout PC Card.........................................................................27 2.1.1.3 Estándares Soportados.....................................................................28 2.1.1.4 Uso de Antenas ..................................................................................28 2.1.1.5 Características del producto.............................................................29 2.1.1.6 Alcance Radiofónico ..........................................................................30 2.1.1.7 Antenas Opcionales...........................................................................31 2.1.1.8 Equipamiento de Antenas Externas................................................32 2.2 Configuraciones de redes inalámbricas con RoamAbout .....................................32 2.2.1 Red de infraestructura inalámbrica ...............................................................33 2.2.1.1 Single AP.............................................................................................33 2.2.1.2 Multiple APs ........................................................................................34 2.2.2 Configuración LAN a LAN ..........................................................................35 2.2.2.1 Point-to-Point ......................................................................................35 2.2.2.2 Point-to-Multipoint ..............................................................................36.

(10) Índice. 2.2.2.3 Stand-Alone Configuration (configuración autónoma) .................38 2.2.3 Wireless Infrastructure and LAN-to-LAN....................................................38 2.2.4 Red Ad-Hoc ..................................................................................................39 2.3 Comprendiendo las características de estas redes inalámbricas ...........................40 2.4 Terminaciones.......................................................................................................41 Capítulo 3 PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN ..........................................................42 3.1 Planificación para diseño y montaje de una conexión inalámbrica con equipamiento RoamAbout en exteriores...........................................................................44 3.1.1 Red en modo infraestructura.........................................................................45 3.1.2 Configuración de red LAN a LAN ...............................................................45 3.2 Levantamiento en el lugar para montajes de sistemas wireless (Survey).............46 3.2.1 Determinando la ubicación de la antena .......................................................47 3.2.2 Máxima distancia entre las antenas ..............................................................48 3.3 Línea de vista ........................................................................................................48 3.3.1 Cálculos: .......................................................................................................50 3.4 Montaje, instalación, configuración y puesta en marcha de los sistemas.............52 3.5 Propuestas .............................................................................................................54 3.6 Valoración económica y aporte social ..................................................................56 3.7 Actualidad y futro de redes inalámbricas .............................................................57 CONCLUSIONES ................................................................................................................60 RECOMENDACIONES.......................................................................................................64 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................65 GLOSARIO ..........................................................................................................................68 ANEXOS ..............................................................................................................................69 Anexo I Primera propuesta de implementación.......................................................69 Anexo II Segunda propuesta de implementación .....................................................69 Anexo III Tercera propuesta de implementación ......................................................70 Anexo IV Cuarta propuesta de implementación.......................................................70 Anexo V Tipos de antenas RoamAbout ..................................................................71 Anexo VI Kit Wireless Exterior ...............................................................................71 Anexo VII Obstáculos potenciales a la línea de vista................................................72.

(11) Introducción. INTRODUCCIÓN Una de las tecnologías más innovadoras y discutidas en el campo de la informática es la de poder comunicar computadoras mediante tecnología inalámbrica, cosa muy necesaria en los tiempo que corren debido a la comodidad que proporciona poder comunicarnos sin la necesidad de tener que estar conectados mediante un cable. Las conexiones móviles mediante ondas electromagnéticas (Ondas de Radio, Luz Infrarroja o Láser), actualmente está siendo muy investigado. Las redes inalámbricas permiten a los usuarios acceder a información y recursos, en tiempo real, sin necesidad de estar físicamente en un sólo lugar, esto es lo relevante de esta tecnología, la extremada efectividad que se logra al poder mantener una conexión de datos con una red desde cualquier remoto sitio del globo mundial.. Con WLANs, la red por sí misma es móvil, y establece nuevas aplicaciones añadiendo flexibilidad a la red, y lo más importante, incrementa la productividad y eficiencia en las actividades diarias de las empresas ya que le permite a las mismas realizar las conexiones necesarias sin necesidad de desconectar o reinstalar cables de red.. Las redes inalámbricas se utilizan como una alternativa a las redes cableadas convencionales o como una extensión de las mismas, ya que permite el intercambio de información entre los distintos medios en una forma transparente al usuario. En este sentido el objetivo fundamental de las redes WLAN es el de proporcionar las facilidades no disponibles en los sistemas cableados y formar una red total donde coexistan los dos tipos de sistemas. Enlazando los diferentes equipos o terminales móviles asociados a la red.. Una vez que se ha tenido la oportunidad de haber hecho uso de algún dispositivo inalámbrico que proporcionase datos o información requerida con independencia del lugar, es prácticamente imposible olvidar las características que los hacen tan especiales. Los equipos inalámbricos otorgan la libertad necesaria para trabajar prácticamente desde cualquier punto del planeta e, incluso, permiten el acceso a todo tipo de información cuando se está de viaje.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 1.

(12) Introducción Muchos de los fabricantes de ordenadores y equipos de comunicaciones como PDAs (Personal Digital Assistants), módems, microprocesadores inalámbricos, lectores de punto de venta y otros dispositivos, están introduciendo aplicaciones en soporte a las comunicaciones inalámbricas. Las nuevas posibilidades que ofrecen las WLANs, son permitir una fácil incorporación de nuevos usuarios a la red, ofrecen una alternativa de bajo costo a los sistemas cableados, además de la posibilidad extendida para acceder a cualquier base de datos o cualquier aplicación localizada dentro de la red.. En sus inicios, las aplicaciones de las redes inalámbricas fueron confinadas a industrias y grandes almacenes. Hoy en día, las redes WLANs son instaladas en universidades, oficinas, hogares y hasta en espacios públicos. Un usuario dentro de una red inalámbrica, puede transmitir y recibir voz, datos y video dentro de edificios, entre edificios o campus universitarios, e inclusive sobre otras modalidades. Las implementaciones de las redes inalámbricas. abarcan todas las modalidades posibles desde las LANs (Local Area. Networks), PANs (Personal Area Networks), MANs (Metropolitan Area Network)... hasta las WANs (Wide Area Networks). Las LANs son redes inalámbricas que comprenden de varios metros hasta decenas o cientos de metros. Las PANs son redes inalámbricas de corto alcance, generalmente para uso en interiores a pocos metros, hasta 30 metros. Mientras que las redes inalámbricas tipo WAN y MAN consisten de torres y antenas que transmiten ondas de radio o usan tecnología de microondas para conectar redes de área local, utilizando enlaces punto-punto y punto-multipunto que comprenden hasta varios kilómetros.. Expertos en el campo siguen haciendo énfasis en los problemas inherentes de las tecnologías inalámbricas, tales como las limitaciones de ancho de banda disponible, problemas con interferencia y seguridad de la información transmitida. Sin embargo, muchas de esas barreras que han inhibido el crecimiento de la tecnología inalámbrica están siendo resueltas. Se están superando las cuestiones que giraron alrededor de la estandarización y un número creciente de compañías están ofreciendo una variedad de soluciones de hardware y software. .. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 2.

(13) Introducción Otra atracción importante de los productos WLAN es la interoperabilidad. Gracias al desarrollo de estándares, pueden mezclarse dispositivos inalámbricos de diversos fabricantes haciendo un acceso más directo y transparente con la tecnología.. En el mundo de hoy es de vital importancia el ahorro y por sobre todas las cosas la necesidad siempre creciente del aumento de la velocidad de transferencia de datos en las redes de telecomunicaciones. Es objetivo del CIMEX mantener su red de datos con un número de servicios necesarios para la realización de su trabajo, es necesario comprobar si se pueden lograr los mismos objetivos e incluso mejorar el desempeño de la red mediante la implementación de redes inalámbricas ya que dentro del enorme horizonte de las comunicaciones inalámbricas y la computación móvil, las redes inalámbricas van ganando adeptos como una tecnología madura y robusta que permite resolver varios de los inconvenientes del uso del cable como medio físico de enlace en las comunicaciones, muchas de ellas de gran importancia en el trabajo cotidiano.. Teniendo en cuenta que los sistemas de gestión de la corporación CIMEX están basados en una red corporativa que une todas las dependencias a nivel nacional ¿Cómo contribuir al mejoramiento del desempeño de la misma y a la reducción siempre necesaria de los costos mediante el uso de enlaces inalámbricos?. Para. ello el objetivo general es realizar un estudio de las redes inalámbricas en las. comunicaciones de datos que se usan hoy en día y de las existentes entre las entidades de CIMEX, así como realizar una propuesta de la implementación.. Para lograr esto, este trabajo se ha estructurado en: introducción, desarrollo compuesto de tres capítulos, conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas, glosario de términos y anexos. A continuación se describe brevemente el contenido de los diferentes capítulos. Capítulo1: Redes Inalámbricas. Este capítulo aborda todo el tema relacionado con las redes inalámbricas. Conceptos generales, orígenes, ventajas y desventajas. Estandarización de LANs inalámbricas, las. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 3.

(14) Introducción normas más usadas, frecuencia de trabajo. Tecnologías de radiofrecuencias utilizadas, las diferentes técnicas de modulación para estas normas. Seguridad de estas redes, riesgos y vulnerabilidades. Además de otras tecnologías inalámbricas alternativas y hardware.. Capitulo2: Redes en CIMEX El capitulo 2 trata sobre el estado actual de las redes en CIMEX y sus entidades. En especial estudia el equipamiento inalámbrico utilizado en esta institución, tipos de tarjetas, antenas y configuraciones más comunes. Se analiza este equipamiento en detalles ya que es el indicado para las propuestas de implementación.. Capitulo3: Propuesta de implementación. Este capítulo se dedicará a la propuesta de implementación de las redes inalámbricas en entidades de CIMEX, se mostrará una valoración económica y se dará una visión de la actualidad y futuro de esta tecnología. Se dejarán planteado los pasos a seguir para la implementación, en la realización de este proyecto supondremos que las antenas están sumamente altas para garantizar la visual entre ellas de manera que no exista suficiente interferencia para evitar la calidad en la transmisión o recepción de datos.. El trabajo en cuestión consiste en el estudio de las conexiones actuales de la red de CIMEX en la sucursal Villa Clara, en cuanto a rendimientos y costos de dicho servicio. En su etapa inicial se realizará una búsqueda de información del tema, que equipamiento usa CIMEX, que características posee, que perspectivas presenta en un futuro cercano el empleo de la intranet y su expansión a la red minorista y la totalidad de los afiliados de CIMEX.. En este informe de tesis se han utilizado un conjunto de términos en inglés, sin traducirlos debido al amplio uso que tienen en el ámbito donde se desarrolla este trabajo. Al final del cuerpo del trabajo se anexa un glosario de términos que contiene una descripción más detallada de los mismos.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 4.

(15) Capítulo 1 Redes Inalámbricas. Capítulo 1 REDES INALÁMBRICAS 1.1 Visión general de redes LAN inalámbricas 1.1.1 ¿Qué es una LAN inalámbrica? Una LAN inalámbrica (WLAN) es una red de área local inalámbrica. Es decir, es una red de comunicación de datos bidireccional con un ancho de banda considerable, que usa transmisión de radio o infrarrojo, en lugar de fibra óptica o cable de cobre y puede operar en un área geográfica limitada [Umino, 2003]. Los componentes de WLANs normalmente incluyen dos tipos de equipo: una estación inalámbrica y un punto de acceso, aunque el sistema de redes peer to peer (igual a igual o par-a-par) a veces es empleado. La estación inalámbrica es típicamente una computadora portátil o una computadora personal (PC) provisto con una tarjeta de interfaz de red inalámbrica (NIC). Este tipo de tarjeta también puede instalarse en diferentes computadoras de escritorio u otros dispositivos portátiles, como un asistente digital personal (PDA). Las NICs (PC Cards) usan frecuencias de radio o rayos infrarrojos para permitir las conexiones con la WLAN.. Como todos los estándares 802 para redes locales del IEEE, en el caso de las WLAN, también se centran en los dos niveles inferiores del modelo OSI, el físico y el de enlace, por lo que es posible correr por encima cualquier protocolo (TCP/IP o cualquier otro) o aplicación, soportando los sistemas operativos de red habituales, lo que supone una gran ventaja para los usuarios que pueden seguir utilizando sus aplicaciones habituales, con independencia del medio empleado, sea por red de cable o por radio [Gast, 2002].. A pesar de que se diseñaron las tecnologías de WLAN originalmente para complementar las LANs existentes de conexión fija, ellas pueden usarse para reemplazar el acceso cableado o extender la infraestructura alambrada existente. Las WLANs están desplegándose no solo en las oficinas sino también en los hogares como una medida económica o por conveniencia. En lugar de instalar la infraestructura cableada que es cara,. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 5.

(16) Capítulo 1 Redes Inalámbricas el usuario de WLAN tiene acceso a las comunicaciones por el uso de un transmisor pequeño de radio. El predominio creciente de las WLANs depende, en este contexto, del desarrollo de redes de banda ancha existentes.. 1.1.2 Orígenes. El origen de las LAN inalámbricas (WLAN) se remonta a la publicación en 1979 de los resultados de un experimento realizado por ingenieros de IBM en Suiza, consistía en utilizar enlaces infrarrojos para crear una red local en una fábrica. Estos resultados, puede considerarse como el punto de partida en la línea evolutiva de esta tecnología [Varela y Domínguez, (2002)].. Las investigaciones siguieron adelante tanto con infrarrojos como con microondas, donde se utilizaba el esquema del "spread-spectrum", siempre a nivel de laboratorio. En mayo de 1985, el FCC (Federal Communications Comission), la agencia federal del Gobierno de Estados Unidos encargada de regular y administrar en materia de telecomunicaciones, asignó las bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) 902-928 MHz, 2,400-2,4835 GHz, 5,725-5,850 GHz a las redes inalámbricas basadas en "spread-spectrum". IMS es una banda para uso comercial sin licencia: es decir, el FCC simplemente asigna la banda y establece las directrices de utilización, pero no se involucra ni decide sobre quién debe transmitir en esa banda.. La asignación de una banda de frecuencias propició una mayor actividad en el seno de la industria: ese respaldo hizo que las WLAN empezara a dejar ya el laboratorio para iniciar el camino hacia el mercado. Desde 1985 hasta 1990 se siguió trabajando ya más en la fase de desarrollo, hasta que en mayo de 1991 se publicaron varios trabajos referentes a WLAN operativas que superaban la velocidad de 1 Mbps, el mínimo establecido por el IEEE 802 para que la red sea considerada realmente una LAN.. En esa época, sin embargo, las limitaciones de velocidad, falta de compatibilidad de hardware, el conocimiento insuficiente entre los consumidores, etc., retardaron la difusión.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 6.

(17) Capítulo 1 Redes Inalámbricas Hasta ese momento las WLAN habían tenido una aceptación marginal en el mercado por dos razones fundamentales: falta de un estándar y los precios elevados de una solución inalámbrica. Como resultado, la mayoría de las empresas permanecieron con sus redes cableadas existentes en lugar de cambiar a WLANs. Sin embargo, muchos de estos problemas iniciales se han superado, y ahora hay un crecimiento significativo en el mercado de las WLAN.. 1.1.3 Ventajas de las LANs inalámbricas Las principales ventajas que presentan las redes de este tipo son su libertad de movimientos, sencillez en la reubicación de terminales y la rapidez consecuente de instalación. La solución inalámbrica resuelve la instalación de una red en aquellos lugares donde el cableado resulta inviable,. así como en situaciones que impliquen una gran. movilidad de los terminales del usuario o la necesidad de disponer de vías alternativas por motivos de seguridad [Varshney, 2003]. Para resumir, a continuación se muestran estas ventajas en diferentes modalidades:. Movilidad: permite transmitir información en tiempo real en cualquier lugar de la organización o empresa a cualquier usuario. Esto supone mayor productividad y posibilidades de servicio que no es posible con una red cableada. Facilidad de instalación: al no usar cables, se evitan obras para tirar cable por muros y techos, mejorando así el aspecto y la habitabilidad de los locales, y reduciendo el tiempo de instalación. También permite el acceso instantáneo a usuarios temporales de la red. Flexibilidad: puede llegar donde el cable no puede, superando mayor número de obstáculos, llegando a atravesar paredes. Así, es útil en zonas donde el cableado no es posible o es muy costoso. Escalabilidad: los sistemas de WLAN pueden ser configurados en una variedad de topologías para satisfacer las necesidades de las instalaciones y aplicaciones específicas. Las configuraciones son muy fáciles de cambiar y además resulta muy fácil la incorporación de nuevos usuarios a la red.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 7.

(18) Capítulo 1 Redes Inalámbricas Costo de propiedad reducido: mientras que la inversión inicial requerida para una red inalámbrica puede ser más alta que el costo en hardware de una LAN, la inversión de toda la instalación y el costo durante el ciclo de vida puede ser significativamente inferior. Los beneficios a largo plazo son superiores en ambientes dinámicos que requieren acciones y movimientos frecuentes. Poca planificación: Con respecto a las redes cableadas. Antes de cablear un edificio o unas oficinas se debe pensar mucho sobre la distribución física de las máquinas, mientras que con una red inalámbrica sólo nos tenemos que preocupar de que el edificio o las oficinas queden dentro del ámbito de cobertura de la red. Robustez: Ante eventos inesperados que pueden ir desde un usuario que se tropieza con un cable o lo desenchufa, hasta un pequeño terremoto o algo similar. Una red cableada podría llegar a quedar completamente inutilizada, mientras que una red inalámbrica puede aguantar bastante mejor este tipo de percances inesperados.. 1.1.4 Desventajas de las LANs inalámbricas Un problema significativo que se desprende del uso de las WLANs es la seguridad. Comparado con la tecnología alambrada, la naturaleza de transmisión de radio incluye la posibilidad de intercepción de la señal, ya que la señal puede ser recogida por cualquier receptor. Normalmente se utilizan sistemas de encriptación para reforzar la seguridad en las redes wireless. El más utilizado es el WEP (Wired Equivalent Privacy) que utiliza encriptación de hasta 512 bits [Tourrilhes, 2000].. A medida que crecen los números de sistemas en funcionamiento, los equipos que operan unos cerca de otros, traen consigo la degradación de servicios. Hay que destacar también como otra desventaja, la no compatibilidad entre diferentes normas de esta tecnología.. Para resumir, a continuación se muestran algunas desventajas en diferentes modalidades:. Calidad de Servicio: Las redes inalámbricas ofrecen una peor calidad de servicio que las redes cableadas. Por otra parte hay que tener en cuenta también la tasa de error debida a las. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 8.

(19) Capítulo 1 Redes Inalámbricas interferencias. Esta se puede situar alrededor de 10-4 frente a la 10-10 de las redes cableadas. Esto significa que hay 6 órdenes de magnitud de diferencia y eso es mucho. Estamos hablando de 1 bit erróneo cada 10.000 bits o lo que es lo mismo, aproximadamente de cada Megabit transmitido, 1 Kbit será erróneo. Esto puede llegar a ser imposible de implantar en algunos entornos industriales con fuertes campos electromagnéticos y ciertos requisitos de calidad. Restricciones: Estas redes operan en una parte del espectro radioeléctrico. Éste está muy saturado hoy día y las redes deben amoldarse a las reglas que existan dentro de cada país. Concretamente en países de la OECD, existen limitaciones en el ancho de banda a utilizar por parte de ciertos estándares. Seguridad: En dos vertientes: •. Por una parte seguridad e integridad de la información que se transmite. Este campo está bastante criticado en casi todos los estándares actuales, que, según dicen no se deben utilizar en entornos críticos en los cuales un “robo” de datos pueda ser peligroso.. •. Por otra parte este tipo de comunicación podría interferir con otras redes de comunicación (policía, bomberos, hospitales, etc.).. 1.1.5 Aplicaciones de las redes LAN inalámbricas Hay varias aplicaciones de WLAN tanto para oficinas como para los usuarios residenciales. Hoy en día, hay un gran interés en las tecnologías de WLAN en los mercados de acceso públicos. Los usuarios de WLAN tienen acceso a Internet en los puntos de acceso locales llamados “hot spots” como las cafeterías, hoteles, estaciones de trenes y aeropuertos. Los hot spots permiten que dispositivos computacionales portátiles equipados con tarjetas inalámbricas se conecten a la Internet [Flickenger, 2002].. Las WLANs también podrían proporcionar a una aplicación innovadora en combinación con la tecnología de voz sobre IP, particularmente en la arena de telefonía corporativa. Como resultado, la telefonía IP que usa tecnología inalámbrica, que se conoce como telefonía Wi-Fi, ha empezado a desarrollarse.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 9.

(20) Capítulo 1 Redes Inalámbricas A continuación se muestra un resumen de las aplicaciones WLAN por modalidades: Entornos corporativos: Los empleados pueden beneficiarse de una conexión móvil en la red para consultar el correo o compartir ficheros sin que importe su ubicación. Educación: Los estudiantes y los profesores pueden sacar provecho a un nivel parecido a los entornos corporativos, pero en el ámbito del campus y a la hora de impartir la docencia, o en la biblioteca. Permite tener una red dentro de escuelas, en edificios posiblemente antiguos, sin necesidad de recablear o fijar los ordenadores a ubicaciones concretas. Finanzas: Información económica en tiempo real en la bolsa simplemente conectando el portátil. Los equipos de auditoria pueden compartir información con un tiempo mínimo de costo operativo administrativo. Salud: Es parecido al anterior, pero con información sobre pacientes. Hay una necesidad menor de reproducir información sobre papel, al poder acceder a todo su conjunto en línea desde cualquier lugar. Almacenes y manufacturas: Significa mayor facilidad para mantener inventarios directamente en línea, sin tener que fijar el punto de entrada de la información en un lugar fijo o tener que pasar cables por superficies grandes y no siempre suficientemente bien adaptadas.. 1.2 Estandarización de LANs inalámbricas La industria de las WLAN ha surgido como uno de los sectores de rápido crecimiento en la arena de las telecomunicaciones. La estandarización le ha permitido a las WLANs interoperar entre los vendedores. Esto implica que una variedad de equipos de WLAN puedan usarse en la misma infraestructura inalámbrica. La estandarización ha beneficiado también el funcionamiento y los costos [See, 2004].. 1.2.1 Estándares más usados para WLANs a 2.4 GHz y 5 GHz Cada tecnología de WLAN tiene sus propias ventajas. De acuerdo a esto, es muy difícil de escoger la mejor tecnología. La siguiente tabla resume brevemente algunas de las principales normas o estándares de las WLAN.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 10.

(21) Capítulo 1 Redes Inalámbricas Tabla 1.1 Principales estándares WLAN Estándar 802.11. Velocidad máxima 2Mbps. Interfase de Frecuencia aire FHSS/DSSS 2.4 GHz. 802.11b. 11 Mbps. DSSS*. 802.11a. 54 Mbps. OFDM. 802.11g. 54 Mbps. OFDM/DSSS. 802.16. 40 Mbit/s. OFDM. HomeRF2. 10 Mbps. FHSS. HiperLAN2 54 Mbps. OFDM. Bluetooth. 1 Mbps. FHSS*. 5-UP*. 108 Mbps. OFDM*. Comentarios. Fue aprobada en Julio del 97, En la actualidad no se fabrican productos sobre este estándar, es incompatible con otros. 2.4 GHz Actualmente es el sistema más extendido. BW=25MHz. Compatible con 802.11 5.0 GHz Ancho de banda del canal BW=25MHz. No es compatible con ningún otro. 2.4 GHz Aparece en el 2002 y se ratifica en Junio del 2003, BW=25MHz. Compatible con 802.11 y 802.11b 2.5, 3.5 y 5 Esta tecnología es más GHz conveniente para comunicaciones de largo alcance. 2.4 GHz Para el Hogar, promovido por Apple, Compaq, HomeRF Working Group, BW=5MHz 5.0 GHz Ratificada en el 2003, Ancho de banda del canal=25MHz 2.4 GHz Se aprobó en Marzo del 2002. Promovido por 3Com, Ericson, IBM, Intel Microsoft, Motorola, Nokia y Toshiba. 2003, Ancho de banda del 5.0 GHz canal BW=50MHz. DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum. OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing. FHSS: Frequency Hopping Spread Spectrum. 5-UP: 5-GHz Unified Protocol (5-UP), Protocolo Unificado de 5 GHz propuesto por Atheros Communications.. La familia 802.11 actualmente incluye seis técnicas de transmisión por modulación que utilizan los mismos protocolos. El término IEEE 802.11 se utiliza también para referirse a este protocolo al que ahora se conoce como "802.11 legacy." [Martínez, 2002].. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 11.

(22) Capítulo 1 Redes Inalámbricas 1.2.1.1 802.11 legacy. En la actualidad no se fabrican productos sobre este estándar. La versión original del estándar IEEE 802.11 publicada en 1997 especificaba dos velocidades de transmisión teóricas de 1 y 2 mega bit por segundo (Mbit/s) que se transmiten por señales infrarrojas (IR) en la banda ISM a 2,4 GHz. IR sigue siendo parte del estándar, pero no hay implementaciones disponibles.. Usa salto de frecuencias (FHSS) o secuencia directa (DSSS).El estándar original también define el protocolo CSMA/CA (Múltiple acceso por detección de portadora evitando colisiones) como método de acceso. Una parte importante de la velocidad de transmisión teórica se utiliza en las necesidades de esta codificación para mejorar la calidad de la transmisión bajo condiciones ambientales diversas.. Aunque la 802.11a también era una extensión de 802.11, se le ha prestado más atención a la 802.11b por la industria como el estándar para las WLANs.. 1.2.1.2 802.11b. Como se mencionó anteriormente, la 802.11b se conoce también como "Wi-Fi" (wireless fidelity) y este sello proporciona a los usuarios la convicción que productos que llevan este logotipo trabajarán juntos [Arabaugh, 2001].. La norma 802.11b usa DSSS, puede proporcionar velocidades máximas de 11 Mbps dentro de los estándares IEEE y hasta 22 Mbps por desdoblamiento de la velocidad, utiliza el mismo método de acceso CSMA/CA definido en el estándar original. Opera a 2.4 GHz y admite 32 usuarios por punto de acceso. Las ventas de tarjetas de redes para computadoras portátiles y de escritorio así como puntos de acceso Wi-Fi están creciendo rápidamente. Una dificultad de esta norma que usa 2.4 GHz es que esta banda de frecuencia está sujeto a interferencia potencial que incluye otras tecnologías inalámbricas como Bluetooth, HomeRF, hornos de microonda, teléfonos inalámbricos, y la radio aficionada. Se ha. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 12.

(23) Capítulo 1 Redes Inalámbricas sugerido que se reemplazará en el futuro por productos que tienen mayor velocidad así como mejor calidad de servicio y seguridad.. 1.2.1.3 802.11a. Los estándares 802.11a usan tecnologías de radio más moderna, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) con 52 subportadoras, para ofrecer velocidades máximas de 54 Mbps dentro de los estándares IEEE, y hasta 108 Mbps por desdoblamiento de la velocidad. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbit/s en caso necesario. Opera en la banda de 5 GHz y soporta hasta 64 usuarios por punto de acceso. Esta tecnología tiene varias ventajas en comparación con las normas actuales 802.11b. Primero, ofrece una razón de bits mayor. Puede transmitir los datos hasta 5 veces más rápido que 802.11b.. Además, la 802.11a tiene una gran capacidad. Hasta 12 (o 19 en Europa) canales no solapados están disponibles en la mayoría de las bandas de 5 GHz, 8 para red inalámbrica y 4 para conexiones punto a punto, en contraste con sólo tres canales en el caso de la banda de 2.4 GHz. El ancho de banda total disponible en la banda de 5 GHz, 200 MHz (455 MHz en Europa), es más alto que en la banda de 2.4 GHz, 83.5 MHz. Por consiguiente, 802.11a pueden soportar más usuarios de banda ancha simultáneamente sin ningún conflicto.. Una desventaja es la incompatibilidad de esta frecuencia (5GHz) en Europa, reservada para la HyperLAN2.. La desventaja esencial de 802.11a es que no incluye implementación de dos técnicas de mitigación de interferencia vitales conocidas como DFS (selección de frecuencia dinámica) y TPC (control de potencia transmitida). La falta de TPC y DFS es una falla fatal en las normas 802.11a y es muy probable que sea reemplazada por la versión 802.11h, que si los incluye.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 13.

(24) Capítulo 1 Redes Inalámbricas 1.2.1.4 802.11g. La norma 802.11g está definida como una tecnología para operar a. 2.4 GHz que. proporcionan velocidades más altas que 802.11b, hasta 54 Mbps (Los equipos de redes 802.11g hasta ahora en el mercado alcanzan los 24 megabits por segundo), usando OFDM. Esta tecnología es tan rápida como 802.11a con más seguridad además de ser compatible con 802.11b. Esta norma también soporta modulación CCK (complementary code keying) y permite la modulación PBCC (packet binary convolutional coding) como una opción para enlaces más rápidos. Es más, tiene costos más bajos, gracias a dispositivos de bajafrecuencia que son más fáciles de fabricar, y menos pérdida de rutas que 802.11a. Además tiene mayor alcance y menor consumo de potencia que 802.11a.. La desventaja de 802.11g es el funcionamiento en la ya ocupada banda de 2.4 GHz. Esto lleva a una menor capacidad (menos canales disponibles) cuando se compara con 802.11a. Mientras la modulación OFDM permite velocidades más altas, el ancho de banda total disponible en la frecuencia de 2.4 GHz permanece constante. Al contrario de los 12 canales que están disponible en la banda de 5 GHz, 802.11g está aun restringido a tres canales en la banda de 2.4 GHz. En este contexto, algunos defienden que 802.11g es meramente un camino de migración hacia la última meta de conectividad inalámbrica a 5 GHz.. 1.2.1.5 802.11n. En enero de 2004, la IEEE anunció la formación de un grupo de trabajo 802.11 (Tgn) para desarrollar una nueva revisión del estándar 802.11. la velocidad real de transmisión podría llegar a los 500 Mbps (lo que significa que las velocidades teóricas de transmisión serían aún mayores), y debería ser hasta 10 veces más rápida que una red bajo los estándares 802.11a y 802.11g, y cerca de 40 veces más rápida que una red bajo el estándar 802.11b. También se espera que aumente el alcance de operación de las redes con este nuevo estándar. Existen también otras propuestas alternativas que podrán ser consideradas y se espera que el estándar sea completado hacia finales del 2006.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 14.

(25) Capítulo 1 Redes Inalámbricas El consorcio, denominado Enhanced Wireless Consortium (EWC), pretende acelerar la ratificación de IEEE 802.11n mediante la introducción de su propia especificación. Hasta ahora dos grupos de compañías se han enfrentado abiertamente sobre la naturaleza y características de la especificación 802.11n, sin que ninguno de ellos haya conseguido la mayoría requerida por IEEE para sacar adelante sus proyectos.. La disponibilidad de una especificación del EWC garantizará la interoperatividad de la nueva generación de productos Wi-Fi de distintas marcas y de distinta naturaleza, desde PC y dispositivos de mano a sistemas de red. La especificación soportará velocidades teóricas de hasta 600 Mbps, muy por encima de lo que llega a alcanzar hoy él estándar 802.11a. Garantiza, además, la interoperatividad con las redes 802.11a y 802.11g actuales, trabaja en la banda de 2,4 GHz y/o 5GHz y soporta tecnología MIMO 4x4, que es la tecnología básica en la que se apoyaban las dos propuestas de desarrollo del estándar 802.11n.. 1.2.1.6 802.11e Con el estándar 802.11e, la tecnología IEEE 802.11 soporta tráfico en tiempo real en todo tipo de entornos y situaciones. Las aplicaciones en tiempo real son ahora una realidad por las garantías de Calidad de Servicio (QoS) proporcionado por el 802.11e. El objetivo del nuevo estándar 802.11e es introducir nuevos mecanismos a nivel de capa MAC para soportar los servicios que requieren garantías de Calidad de Servicio. Para cumplir con su objetivo IEEE 802.11e introduce un nuevo elemento llamado Hybrid Coordination Function (HCF) con dos tipos de acceso:(EDCA) Enhanced Distributed Channel Access y (HCCA) Controlled Channel Access.. 1.2.2 Tecnología de radio La Capa Física de cualquier red define la modulación y la señalización características de la transmisión de datos. La IEEE 802.11 define estas posibles opciones (tecnologías de radio) para la elección de la capa física [Geier, 2002].. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 15.

(26) Capítulo 1 Redes Inalámbricas Existen varias tecnologías utilizadas en redes inalámbricas. El empleo de cada una de ellas depende mucho de la aplicación. Cada tecnología tiene sus ventajas y desventajas. A continuación se menciona las más importantes en este género y se explica la más utilizada: •. Infrarrojo (Infrared). •. Banda Estrecha o Angosta (Narrowband). •. Espectro Extendido (Spread Spectrum). Espectro extendido: Las tecnologías de espectro extendido, que es una técnica de radiofrecuencia de banda ancha, ha sido un esquema de modulación bien adoptado y exitoso. La gran mayoría de los sistemas inalámbricos, emplean la tecnología de Espectro Extendido (Spread Spectrum). El sistema de modulación de espectro extendido está diseñado para cambiar la eficiencia del ancho de banda por fiabilidad y seguridad. A la vez que esta tecnología consume más ancho de banda que las tecnologías de banda estrecha, puede coexistir con otros sistemas de radio sin que se rompa la conexión. Es sin embargo muy vulnerable a la interferencia de otros sistemas de espectro extendido ya que pueden introducirse errores en los códigos transmitidos.. La norma 802.11 permite dos tipos de técnicas de modulación de espectro extendido: FHSS (Espectro extendido con salto en frecuencia) y DSSS (Espectro extendido en secuencia directa). Ambos sistemas están definidos para operar en la banda de frecuencia de 2.4 GHz, ocupando típicamente un ancho de banda de 83.5 MHz de 2.400 GHz a 2.483 GHz.. 1.2.2.1 Frequency hopping spread spectrum (FHSS). FHSS es una tecnología de transmisión donde la señal de datos es modulada con una señal portadora de banda estrecha que brinca de frecuencia a frecuencia, en una secuencia aleatoria pero predecible, es decir, esta técnica usa transmisión de datos de banda estrecha tradicional con un cambio regular de la frecuencia de transmisión. La capa física FHSS tiene una opción de 22 modelos de saltos. Las frecuencias de transmisión están. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 16.

(27) Capítulo 1 Redes Inalámbricas determinadas por un código extendiendo o de salto. El FHSS trabaja transmitiendo la señal portadora por un período corto de tiempo de una banda a otra.. Con FHSS, la señal salta de una frecuencia a otra a una razón predeterminada sólo conocida por el transmisor y el receptor. Tanto el transmisor como receptor están debidamente sincronizados. Los saltos de frecuencia aparecen aleatoriamente a cualquiera que no sepa del modelo de salto pre-organizado. Algunos países especifican el número de frecuencias. En los Estados Unidos, por ejemplo, las regulaciones de FCC exigen a los fabricantes usar 75 o más frecuencias por canales de transmisión con un máximo tiempo de “vida” (tiempo que pasa en una frecuencia particular durante un salto) de 400 ms. Comparado con DSSS, FHSS es más seguro y se usa más extensivamente en fuerzas militares. Esto es porque la frecuencia usada en DSSS es fija y la seguridad proporcionada por el código de corte DSSS es limitada.. FHSS es utilizado para distancias cortas, en aplicaciones por lo general punto a multipunto, donde se tienen una cantidad de receptores diseminados en un área relativamente cercana al punto de acceso.. 1.2.2.2 Direct sequence spread spectrum (DSSS). Esta técnica aumenta el ancho de banda necesario para transmitir una señal modulando el flujo de datos con un código extendiendo. Con DSSS, un código redundante (patrón de bit) se transmite con cada ráfaga de impulso de la señal, y la secuencia cortante sólo se le informa al transmisor y receptor. Este patrón de bit es llamado código chip. Entre más grande sea este chip, es más grande la probabilidad de que los datos originales puedan ser recuperados (pero, por supuesto se requerirá más ancho de banda). Si se dañan uno o más bits en el patrón durante la transmisión de datos, los datos originales pueden recuperarse a causa de la redundancia de la transmisión, sin necesidad de retransmisión. Básicamente, a mayor corte, mayor probabilidad de que pueden recuperarse los datos originales.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 17.

(28) Capítulo 1 Redes Inalámbricas DSSS tiene mayor alcance y mejor ancho de banda comparado con FHSS, que es actualmente de 2 Mbps a 11 Mbps. Además, DSSS es más elástico a la interferencia que FHSS. Como consecuencia, DSSS se implementa más en los productos WLAN comerciales. Actualmente, no es compatible con la tecnología de Bluetooth. Esto es porque es sumamente vulnerable a la interferencia de los sistemas similares. DSSS se utilizará comúnmente en aplicaciones punto a punto.. Hay también técnicas para transmitir grandes cantidades de datos digitales en una onda radiofónica. Una de las más importante desde el punto de vista de las WLAN es la OFDM (orthogonal frequency division multiplexing).. 1.2.2.3 Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). OFDM está diseñada para minimizar la interferencia, o diafonía, entre los canales y símbolos que comprenden flujos de datos. Es significativamente menos sensible a la interferencia inter-símbolo porque un grupo especial de señales se usan para construir la señal transmitida compuesta. Con OFDM, una señal se divide en varios canales de banda estrecha a frecuencias diferentes. Rompe el techado de la razón de bits de datos enviando los datos en estilo masivamente parecido. También retarda la razón de símbolo mientras empaca varios bits en cada símbolo de transmisión, haciendo la razón de símbolo substancialmente más lento que la razón de bits de datos. A pesar de que OFDM ha sido escogido como el método de transmisión para la radio europea (DAB) y el estándar para TV (DVB-T), el 802.11a, 802.11g e HiperLAN/2 también usan OFDM en sus capas físicas.. 1.3 Seguridad de las LANs inalámbricas Originalmente, las WLANs no se diseñaron para el uso público y por eso no son muy seguras. Como consecuencia, el gran desafío para WLANs es reforzar la seguridad. De hecho, se ha informado que más de la mitad de todos aquéllos que tenían el servicio han experimentado al menos un tipo de incidente de seguridad WLAN al pasar de los años. En. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 18.

(29) Capítulo 1 Redes Inalámbricas un hot spot, por ejemplo, las personas pueden ver el contenido de otras PCs conectadas a la misma red. Por estas razones se dispone de medidas de seguridad. Dichas medidas van encaminadas en dos sentidos: por una parte está el cifrado o encriptación de los datos que se transmiten y en otro plano, pero igualmente importante, se considera la autenticación entre los diversos usuarios de la red. En el caso del cifrado se están realizando diversas investigaciones ya que los sistemas considerados inicialmente se han conseguido desencriptar. Para la autenticación se ha tomado como base el protocolo de verificación EAP (Extesible Authentication Protocol), que es bastante flexible y permite el uso de diferentes algoritmos.. 1.3.1 Características estándar de seguridad definidas por la IEEE La IEEE ha desarrollado sistemas de seguridad WLAN además de establecer una serie de normas para las WLAN. Estableció un protocolo de privacidad equivalente a la cableada WEP (Wired Equivalent Privacy) para proteger datos en el curso de las transmisión inalámbrica usando códigos de 40 sectores o 64 bits (hay también contraseñas de 128 bits, para el de 64 se necesitan 10 dígitos hexadecimales, mientras que en el de 128 son necesarios 26, y lógicamente debe coincidir con la clave de los puntos de acceso)entre usuarios y puntos de acceso, además de usar el algoritmo de encriptación RC4 (desarrollado por RSA Security Inc.). La clave se configura en el punto de acceso y en sus estaciones (clientes wireless), de forma que sólo aquellos dispositivos con una clave válida puedan estar asociados a un determinado punto de acceso [Keeratiwintakorn, 2005].. WEP, cuando se habilita, sólo protege la información del paquete de datos y no protege el encabezamiento de la capa física para que otras estaciones en la red puedan escuchar el control de datos necesario para manejar la red. Sin embargo, las otras estaciones no pueden distinguir las partes de datos del paquete. Se utiliza la misma clave de autentificación para encriptar y desencriptar los datos, de forma que solo las estaciones autorizadas puedan traducir correctamente los datos.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 19.

(30) Capítulo 1 Redes Inalámbricas La protección de la privacidad fue la segunda meta del WEP (wired equivalent privacy). La intención era prevenir que se espiara el sistema. La norma soporta el uso de técnicas criptográficas para la interfaz inalámbrica. Generalmente, el grado de seguridad aumenta a medida que se incrementa el tamaño del código criptográfico. Sin embargo, se ha mostrado que este acercamiento para la privacidad es más o menos vulnerable a ciertos ataques sin tener en cuenta el tamaño del código.. Algunos productos más nuevos que 802.11b incorporan un sistema informalmente conocido como WEP2 que se ha renombrado por el IEEE como TKIP (temporal key integrity protocol). Este protocolo usa claves de 128-bits, pero es compatible con WEP, y por consiguiente vulnerable a los mismos ataques.. En Octubre del 2002, la Alianza de Wi-Fi anunció una nueva especificación de seguridad en base a una norma IEEE llamada WPA (Wi-Fi Protected Access) para reemplazar el WEP. El WPA incluye los mecanismos de la naciente norma 802.11i para encriptación de datos y control de acceso de la red con los cuales los usuarios tendrán su propia clave de encriptación que puede ponerse para cambiarse periódicamente. La Alianza de Wi-Fi planeó adoptar toda la norma 802.11i como versión 2 de WPA y certificarla en el 2004.. 1.4 Tecnologías inalámbricas alternas 1.4.1 Bluetooth. La tecnología inalámbrica Bluetooth ha sido identificada como un mercado de masas potencial para los usuarios de la banda 2.4 GHz. Originalmente desarrollada por Comunicaciones Móviles Ericsson en 1994, fue diseñada para reemplazar los cables en la interconexión de dispositivos como celulares, laptops, y PDAs con teléfonos de oficina y caseros así como computadoras, optimizada para comunicaciones de voz y datos usando conexiones de corto alcance. Por estas razones, es especialmente recomendada como una tecnología de bajo costo, baja potencia y bajo perfil. El Grupo de Interés Especial (SIG) Bluetooth, el cual está compuesto por compañías como Ericsson, IBM, Toshiba, creó la. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 20.

(31) Capítulo 1 Redes Inalámbricas primera especificación Bluetooth en Julio de 1999. La 802.11b y Bluetooth comparten el mismo espectro en la banda ISM de 2.45 GHz, pero Bluetooth usa transmisiones FHSS. En la banda ISM, la tecnología Bluetooth es capaz de transmitir datos a una velocidad máxima de 1Mbps y lograr una transmisión promedio de 720Kbps.. Bluetooth tiene varias ventajas para sus usuarios. Por ejemplo, Bluetooth puede reemplazar los cables por una variedad de interconexiones. También permite compartir archivos entre dispositivos disponibles. Bluetooth puede ser usada por varios dispositivos como laptops, equipos portátiles, etc. Bluetooth es para uso domestico y de oficina, por lo que se están creando una variedad de aplicaciones incluyendo habitaciones de conferencias inalámbricas o bancos de Internet inalámbrica.. Entretanto, algunos estudios muestran que hay sólo un solapamiento parcial entre Bluetooth y 802.11b, que estas tecnologías son principalmente complementarias desde una perspectiva de mercado.. 1.4.2 WiMax La banda ancha inalámbrica puede estar al borde de un cambio similar de aceptación con el surgimiento de WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) y sus tecnologías de apoyo. Las tecnologías Inalámbricas han estado disponibles durante años para establecer conexiones de Internet a largas distancias pero los precios de los equipos eran demasiado altos para llevarlas al mercado, dejando las tecnologías inutilizadas. La tendencia puede estar cambiando de nuevo hacia la banda ancha inalámbrica con la promesa de equipos WiMAX, más económicos y poderosos [Reynolds, 2006].. Las tecnologías y normas detrás de WiMAX son aquéllas desarrolladas por el grupo de trabajo IEEE 802.16 que atienden el acceso inalámbrico de banda ancha. El éxito de WiMAX dependerá parcialmente de la disponibilidad del espectro en los mercados de OCDE. Los equipos iniciales trabajarán en una de los tres rangos de frecuencia principales, 2.5, 3.5 y 5 GHz.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 21.

(32) Capítulo 1 Redes Inalámbricas. 1.5 Topologías y Configuraciones La versatilidad y flexibilidad de las redes inalámbricas es el motivo por el cual la complejidad de una LAN implementada con esta tecnología sea tremendamente variable. Esta gran variedad de configuraciones ayuda a que este tipo de redes se adapte a casi cualquier necesidad [Cisco System, 2001].. Estas configuraciones se pueden dividir en dos grandes grupos: Para estas topologías se utilizan distintos términos, como administradas y no administradas, alojadas y par a par, e infraestructura y "ad hoc". •. Modo ad-hoc(peer to peer): Un nodo se comunica directamente con otro. •. Modo infraestructura: Los nodos móviles se comunican con un punto de acceso (access point).. 1.6 Hardware Cliente: cada ordenador que acceda a la red como cliente debe estar equipado con una tarjeta WiFi. Las más comunes son de tipo PC Card (para portátiles, PCMCIA) aunque pueden conectarse a una ranura ISA o PCI estándar mediante una tarjeta adaptadora. Punto de Acceso: hace las funciones del HUB tradicional. Envía cada paquete de información directamente al ordenador indicado con lo que mejora sustancialmente la velocidad y eficiencia de la red. Es normalmente una solución hardware. Antena: se utilizan solamente para amplificar la señal, así que no siempre son necesarias. El tipo de antena está en función del tipo de cobertura que se pretenda brindar, que puede ir desde muy estrecha en el caso de antenas direccionales parabólicas. Las antenas direccionales emiten en una sola dirección y es preciso orientarlas "a mano". Dentro de este grupo están las de Rejilla, las Yagi, las parabólicas, las "Pringles" y las de Pane. Las antenas sectoriales emiten y reciben señal en 180º mientras que las omnidireccinales lo hacen en 360o. Pigtail: es simplemente el cable que conecta la antena con la tarjeta de red. Es el único cable necesario en una WLAN y hay que vigilar posibles pérdidas de señal.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 22.

(33) Capítulo 2 Redes en CIMEX. Capítulo 2 REDES EN CIMEX La. corporación. CIMEX. posee. una. intranet. corporativa,. que. esta. sustentada. fundamentalmente por enlaces de X.25 y Frame Relay para la interconexión de POS y numerosas LANs a lo largo de todo el país, servicios estos contratados a ETECSA.. Estas redes LANs cumplen con la norma IEEE 802.3 particularmente con los estándares Ethernet (10BaseT) y FastEthernet (100BaseT). Los elementos activos en su mayoría son Routers, Switchs a 10/100Mbps, con 8, 16 y 24 puertos en general, los fabricantes son variados tales como: Allied Telesyn, Planet, Cisco, entre otros. El cableado utilizado es con cable UTP-CAT 5(5E) con conectores RJ-45. Además se utiliza en la mayoría de los locales canaletas horizontales por la pared para llevar los cables de conexión a las NICs.. Más recientemente se ha empleando las conexiones inalámbricas para la interconexión de LANs a través del equipamiento RoamAbout con muy buenos resultados.. Figura 2.1 Conexiones en CIMEX. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 23.

(34) Capítulo 2 Redes en CIMEX Como se puede observar en la figura 2.1 aparecen todas las conexiones actuales de la Sucursal Villa Clara. En ella se ve que la mayoría de los enlaces son líneas de transmisión de datos (Frame Relay) a varias velocidades, ajustado a la necesidad de cada entidad. Este servicio es brindado por ETECSA y se factura a precios que oscilan entre $200.00 y $390.00 por enlaces, algunos más complejo alcanza la cifra de casi $ 600.00 mensual.. 6000 4000 2000 0. 2005. Di cie. m. br. br m. e. e. e vie. e. br tu No. Oc. br ti e m. Sp. Ag. os. to. li o Ju. n io Ju. o ay. ril. M. ar M. Ab. o er br. Fe. En. zo. 2006 ro. CUC. Gastos por Telecomunicaciones en CIMEX Villa Clara. Meses. Figura 2.2 Gastos por conceptos de telecomunicaciones en CIMEX Villa Cara El gasto promedio del 2005 por concepto de telecomunicaciones, es decir, servicios de X.25 y Frame Relay ofrecido por ETECSA, fue de $4711,08 CUC mensual.. Sin embargo, los gastos disminuyeron cuando se instaló el equipamiento inalámbrico en dos entidades, que debían pagar aproximadamente $ 1000.00 mensualmente. Aunque después hubo un incremento a finales del 2005, con la incorporación de varias unidades por enlaces Frame Relay. Tabla 2.1 Características de los componentes del Kit Wireless Exterior utilizado Componentes Antena direccional 14 dBi. Antena omnidireccional 7 dBi Conexión Pigtail Cable antena 15m Protector Pararrayos. Características Eléctricas Y Ambientales Rango de frecuencia(2.4GHz), VSWR(menor que 2:1), Impedancia(50 ohms), Ganancia(14dBi), -40oC a +60oC, Front-to-back ratio(mayor de 20dB), Half-Power Beamwidth(-3dB) Rango de frecuencia(2.4GHz), VSWR(menor que 2:1) Impedancia(50 ohms), Ganancia(7dBi), -40oC a +60oC Rango de frecuencia(800-2500MHz) Insertion loss(0.9 dB), -40oC a +85oC Insertion loss(0.22 dB/m), Total(3.5dB), -40oC a +85oC Rango de frecuencia(800-2500MHz), Insertion loss(0.2 dB), Surge Current(2000Amp), Impedancia(50ohm), -40oC a +85oC. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 24.

(35) Capítulo 2 Redes en CIMEX. 2.1. Conexiones inalámbricas en CIMEX. Algunos de los accesorios que se oferta en CIMEX, necesarios para el establecimiento de las conexiones inalámbricas se muestran a continuación con sus precios. Actualmente en Servicios Técnicos CIMEX se utiliza el equipamiento RoamAbout. Tabla 2.2 Accesorios ofertados por TECUN en CIMEX Accesorios disponibles Router Cisco 805 1LAN & 1WAN 512KB Router Cisco 1721 1ETHERNET 2SLOT WIC Kit Wireless Exterior RoamAbout 11Mbps c/antena 14 dBi Kit Wireless Exterior Cabletron 2R 11Mbps c/antena 24 dBi Kit Wireless Omnidireccional Cabletron 2R 11mbps c/ante15dbi ADAPTADOR PCI-PCMCIA CABLETRON (RBTBX-PC) ADAPTADOR ISA-PCMCIA CSIBD-IP PCMCIA Wireless Cabletron 128BIT 11MBPS (CSIBD-AA-128) ANTENA INDOOR 2.4GHZ RE05U-MC 5DBI Antena Direccional 2.4GHz 24dBi conector N macho(HG2412G-RNM). Precio (CUC) $960.00 $1,150.00 $990.00 $1,595.00 $1,450.00 $95.00 $70.00 $185.00 $29.00 $135.00. 2.1.1 Componentes de estas redes inalámbricas (Roam About) Una red inalámbrica RoamAbout puede contener una combinación de estos componentes: •. RoamAbout AP.. •. Tarjeta de PC RoamAbout en un AP o en un cliente.. •. Antenas.. 2.1.1.1 RoamAbout AP Hay varias plataformas RoamAbout AP: RoamAbout Access Point (se conoce como Clásico), RoamAbout Access Point 2000, y RoamAbout R2 Wireless Access Platform. A menos que se especifique, AP se refiere a todas las plataformas RoamAbout AP.. El RoamAbout Access Point Clásico ya no está disponible; sin embargo, un número de Access Point 2000 relacionan información y procedimientos a aplicar a la plataforma Clásica.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 25.

(36) Capítulo 2 Redes en CIMEX El RoamAbout Access Point 2000 es un cableado a un Puente inalámbrico. Un puerto conecta a una LAN Ethernet. El otro puerto conecta a una red inalámbrica. La conexión inalámbrica es proporcionada por una tarjeta PC adaptadora (PCMCIA) RoamAbout 802.11 DS (Direct Sequence).. El RoamAbout R2 es una plataforma de acceso inalámbrico expansible diseñada para soportar tecnologías de radio y sistemas de redes, existentes y futuros. El RoamAbout AP provee los siguientes servicios básicos de puenteo: •. Capacidad de mantenimiento y envió: El AP recibe, chequea, y transmite tramas a otras LANs, habilitando la configuración de LANs extendidas.. •. Filtrado de tramas basados en direccionamiento: Usando la base de datos de direccionamiento, el direccionamiento de la fuente y el destino de las tramas que llegan, el AP aísla el tráfico que no necesita ser enviado a, o no debería permitirse en otras LANs. Esta acción reduce el tráfico de datos total en una LAN extendida y de esta forma se incrementa la eficiencia del ancho de banda.. •. Relevo de la capa de enlace de datos: El AP opera al nivel de enlace de datos del modelo OSI. La operación en este nivel hace el AP transparente a los protocolos que usa el servicio de conectividad LAN. Esta transparencia de protocolo es un factor clave en el servicio de LAN extendida.. •. Aprendizaje dinámico de direcciones: Los módulos de procesos de envió y traducción, adicionan automáticamente nuevas fuentes direccionadas a la base de datos de direcciones mientras que el AP está operando. Este reconocimiento inverso de direcciones y asociación de puertos permite configuraciones automáticas en la red sin previa carga de los datos de configuración de AP. El aprendizaje de direcciones es una entidad de administración y protocolo independiente. Un temporizador determina cuanto tiempo una dirección permanece en la base de datos. El temporizador mide el tiempo desde que los datos fueron diseccionados por última vez hacia o desde un nodo particular. Si el temporizador transcurre sin que haya tráfico, la dirección del nodo se quita de la base de datos. El intervalo de tiempo del temporizador puede ser modificado por un sistema de administración de redes.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 26.

(37) Capítulo 2 Redes en CIMEX •. Modo de puenteo Workgroup (grupo de trabajo): En el modo Workgroup, el AP se comunica con clientes no cableados. Cuando se envía tráfico a la LAN inalámbrica, el AP solo envía paquetes a direcciones multicast (multidifusion), broadcast (emitidas por radio), y direcciones conocidas en la LAN inalámbrica. Adicionalmente, el RoamAbout R2 maneja paquetes unicast con una dirección MAC de destino como paquetes broadcast. En este modo, el RoamAbout Access Point 2000 reconoce direcciones solo de la parte inalámbrica de la red. El intervalo estándar del temporizador es de 32 minutos. El RoamAbout R2 reconoce direcciones de ambas partes cableadas y no cableadas de la red. El intervalo estándar del temporizador es aproximadamente 5 minutos.. •. Modo de puente de punto final LAN a LAN: En una configuración punto a punto, ambos AP son configurados como puntos finales. En este modo, el AP filtra paquees basados en su dirección de destino y envía todos los paquetes con direcciones desconocidas.. •. Modo de puente LAN a LAN multipunto: Este modo se usa donde múltiples AP se configuran como el enlace inalámbrico que se utiliza entre LANs en una configuración punto a multipunto. Un AP debe ser designado como el AP central. El AP central puede comunicarse con un máximo de 6 APs configurados como puntos finales. En este modo, el AP filtra paquees basados en su dirección de destino y envía todos los paquetes con direcciones desconocidas.. 2.1.1.2 RoamAbout PC Card PC Card = Tarjeta PC, tarjeta PCMCIA, tarjeta pequeña utilizada en la agregación de funciones para las computadoras, principalmente portátiles. El RoamAbout PC Card es una tarjeta de interfaz con redes inalámbricas. Esta tarjeta funciona como cualquier tarjeta estándar Ethernet cableada; sin embargo, el RoamAbout PC Card utiliza radiofrecuencias en vez de un cable para las conexiones LAN [Enterasys Networks, 2003].. El RoamAbout PC Card es la manera mediante la cual un RoamAbout AP se comunica con una red inalámbrica. Generalmente un AP y su tarjeta(s) PC instalada se consideran. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 27.

(38) Capítulo 2 Redes en CIMEX como una sola unidad. Cuando se instala en una computadora, la PC card y la computadora se conocen como cliente inalámbrico RoamAbout. 2.1.1.3 Estándares Soportados Hay 2 tipos básicos de RoamAbout PC Card, ambos soportan tecnología DSSS (Direct Sequence (DS) Spread Spectrum). •. RoamAbout 802.11a PC Card Esta PC Card soporta el estándar IEEE 802.11a. Es una PC Card del tipo 32-bit CardBus que soporta 54Mbit/s. La PC Card 802.11a transmite a frecuencias en la banda de 5Ghz, usando modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). A diferencia de las PC Cards 802.11b, los AP con PC Cards 802.11a no necesitan tener una separaciones de 5 canales cuando están cerca. Ellos solo necesitan ponerse a diferentes canales.. •. RoamAbout 802.11b PC Card Estas PC Cards soportan el estándar IEEE 802.11b. Es una PC Card del tipo PCMCIA de 16 bits que soportan 11Mbit/s. Esta tarjeta transmite a frecuencias en la banda de 2.4GHz, usando modulación CCK (Complementary Code Keying). Los AP con esta tarjeta necesitan tener separación de 5 canales cuando están cerca.. Estos tipos de PC Cards no se pueden comunicar uno con otro. Por ejemplo, si se usa una PC Card 802.11a en un AP, el cliente inalámbrico debe tener también PC Card 802.11a. Un cliente con una PC Card 802.11b no será capaz de conectarse al AP. Las PC Cards 802.11a y 802.11b son semi duplex; ellas no pueden transmitir y recibir simultáneamente. Estas tarjetas soportan la mayoría de las características inalámbricas.. 2.1.1.4 Uso de Antenas. Las primeras PC Cards RoamAbout 802.11a que se pusieron en circulación, no podían usarse con una antena.. Conexiones Inalámbricas en redes de datos corporativas.. 28.