Redes Inalámbricas: WPAN y WLAN
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1. Redes WPAN
1.1 Bandas ISM
R: Se han definido 7 bandas ISM por la ITU: 2 en HF, 1 en VHF, 2 en UHF y 2 en SHF. Actualmente, se utiliza 1 banda de UHF (2.4 GHz) para WPAN y WLAN, y una de SHF (5 GHz) para WLAN.
1.2 Tecnologías WPAN
R: Las cuatro tecnologías WPAN vistas son: Proyecto Oxygen (MIT), IrDA, Bluetooth y ZigBee. Actualmente, se utilizan IrDA, Bluetooth y ZigBee, mientras que Bluetooth y ZigBee continúan en desarrollo.
1.3 Grupo IEEE para WPAN
R: El grupo IEEE 802.15 estudia las redes WPAN. Sus subgrupos son: 802.15.1 (Bluetooth), 802.15.2 (Bluetooth), 802.15.3 (Bluetooth), 802.15.3a (Bluetooth), 802.15.3b (Bluetooth), 802.15.4 (ZigBee), 802.15.4a (ZigBee), 802.15.4b (ZigBee), 802.15.4c (ZigBee) y 802.15.4d (ZigBee).
1.4 Características de IrDA
R: IrDA tiene un alcance máximo de 1 metro, una velocidad de hasta 4 Mbps y un radio de operación de 30°.
1.5 Norma Técnica IrDA
R: La norma técnica es IrDA.
1.6 Capas del Modelo IrDA
R: Las capas definidas en el modelo IrDA son: Capa Física (Señal Infrarroja - Ir), Capa de Enlace (IrLAP - Link Access Protocol sobre Ir), Capa de Protocolo de Gestión de Enlace (IrLMP - Link Manager Protocol) e IAS (Information Access Service), que puede subdividirse en 1 o 2 capas. No cumple con el modelo OSI.
1.7 Organización Bluetooth
R: SIG Bluetooth (Special Interest Group of Bluetooth), fundada en 1999 e impulsada por Ericsson y otras empresas.
1.8 Clases de Bluetooth
R: Existen 3 clases de Bluetooth, que se diferencian por su alcance máximo y potencia:
- Clase 1: Hasta 100 mW (20 dBm), máximo 100 m
- Clase 2: Hasta 2.5 mW (4 dBm), máximo 10 m
- Clase 3: Hasta 1 mW (0 dBm), máximo 1 m
1.9 Versiones de Bluetooth
R: Las versiones de Bluetooth son:
- Bluetooth v1.1 (IEEE 802.15.1): Hasta 720 Kbps
- Bluetooth v1.2 (IEEE 802.15.2): Hasta 1 Mbps
- Bluetooth v2.0 (IEEE 802.15.3): Hasta 3 Mbps (actual)
- Bluetooth v2.2 (mediados de 2009): Desde 53 Mbps
1.10 Técnica de Radio Bluetooth
R: Bluetooth utiliza FHSS con 79 canales de 1 MHz de ancho de banda, que cambian 1600 veces por segundo.
1.11 Arquitectura de Red Bluetooth
R: PicoNet, que permite conectar hasta 8 dispositivos simultáneamente, con un dispositivo maestro y los demás como esclavos.
1.12 Bluetooth y el Modelo OSI
R: Bluetooth no cumple con el modelo OSI, ya que la capa de enlace se divide en varias funciones según la información transportada.
1.13 Direccionamiento en Bluetooth
R: La trama Bluetooth destina 3 bits para direccionamiento, lo que implica que solo se pueden direccionar hasta 8 dispositivos.
1.14 Cabecera y Datos en Bluetooth
R: La cabecera de 18 bits se repite 3 veces por seguridad, utilizando 54 bits por trama. La trama puede llevar hasta 2744 bits de datos.
2. Redes WLAN
2.1 Técnicas de Radio WLAN
R: Las técnicas de radio definidas para WLAN por 802.11 son: FHSS, DSSS y OFDM.
2.2 Diferencias entre FHSS, DSSS y OFDM
R:
- Alcance: OFDM: 5m, DSSS: 30m, FHSS: 150m
- Frecuencia: OFDM: 5GHz, FHSS/DSSS: 2.4GHz
- Velocidad: OFDM: 54Mbps, FHSS: 2Mbps, DSSS: 54Mbps
2.3 Técnicas de Espectro Disperso
R: Las técnicas de espectro disperso son FHSS y DSSS. Actualmente se usa DSSS por su mejor velocidad en comparación con FHSS y mejor alcance que OFDM.
2.4 Desuso de OFDM
R: Se dejó de utilizar OFDM porque 802.11g superó su velocidad y su alcance es limitado.
2.5 FHSS, DSSS y Canales
R: FHSS cambia de canal 50 veces por segundo con un ancho de banda de 1 MHz. DSSS no cambia de canal y usa 22 MHz. Ambas trabajan en la banda de 2.4 GHz.
2.6 Alcance de FHSS vs. DSSS
R: FHSS tiene mejor alcance porque concentra la potencia en 1 MHz, mientras que DSSS la dispersa en 22 MHz.
2.7 Canales DSSS en América
R: Se definen 14 canales para DSSS, de los cuales se usan 11 en América, con una separación de 5 MHz entre canales contiguos.
2.8 Canales No Solapados en América
R: Los canales no solapados son 1, 6 y 11.
2.9 Interferencias en FHSS y DSSS
R: FHSS es más susceptible a interferencias de otros dispositivos en la misma banda, mientras que DSSS es más afectado por la interferencia por multitrayectoria.
2.10 DSSS y Multitrayectoria
R: DSSS minimiza la interferencia por multitrayectoria comparando la señal de dos antenas.
2.11 DCF y PCF
R: DCF (Distributed Coordination Function) es Ethernet en el aire, y PCF (Point Coordination Function) es Token Ring en el aire.
2.12 Inconvenientes y Soluciones de DCF
R: Los inconvenientes de DCF son la estación oculta y la alta tasa de error. Se resuelven con reconocimiento positivo, canal limpio y canal de reserva.
2.13 Protocolo en Capa MAC
R: El protocolo usado es CSMA/CA (evasión de colisiones).
2.14 Tiempos en DCF
R: Los tiempos en DCF son SIFS, DIFS y EIFS.
2.15 Mensaje del Receptor en DCF
R: El receptor espera un tiempo corto (SIFS) de 10 ms y envía una trama ACK.
2.16 Canal Ruidoso
R: Un canal muy ruidoso se resuelve fragmentando las tramas.
2.17 Colisiones por Estación Oculta
R: El emisor envía una trama RTS y el receptor responde con CTS antes de la transmisión, poniendo en espera a las demás estaciones.
2.18 Rendimiento con Fragmentación
R: El rendimiento con fragmentación y virtual carrier sense es entre 50% y 60%.
2.19 Campos de Direcciones en WiFi
R: La trama WiFi usa 4 campos de dirección de 6 bytes cada uno, lo que permite manejar millones de direcciones.
2.20 Itinerancia (Roaming)
R: La itinerancia permite cambiar automáticamente de AP al desplazarse una estación móvil sin perder la conexión.
2.21 Arquitecturas de Redes LAN Inalámbricas
R: Las arquitecturas básicas son: IBSS o Ad-Hoc, BSS y ESS.
3. Seguridad
3.1 Vulnerabilidades de Redes LAN Inalámbricas
R: Conexiones Ad-Hoc no autorizadas, introducción de AP sin conocimiento y conexión a otras redes inalámbricas mientras se está conectado a la LAN.
3.2 Clases de Seguridad en WLAN
R: Las clases de seguridad son WEP, WPA y WPA2.
3.3 Elementos de Seguridad Adicionales
R: Filtro de MAC, bloqueo de ICMP Ping, no difusión del SSID, firewall y definición de claves de acceso al router.
3.4 Seguridad WEP
R: Hay dos tipos de WEP: 64 bits y 128 bits. La encriptación se basa en la multiplicación de la clave por un polinomio de la cantidad de bits correspondiente.
3.5 Seguridad WPA
R: Hay dos tipos de WPA: TKIP y AES.
3.6 Seguridad WPA2
R: WPA2 se puede usar con un servidor externo RADIUS.
3.7 Ventajas de WPA sobre WEP
R: WPA es más robusta que WEP por: autentificación mutua entre cliente y AP, nuevos algoritmos sobre RC4 y nuevos mecanismos para la integridad de los mensajes.
3.8 Norma 802.1x
R: 802.1x consiste en el control de acceso basado en puertos.
4. Diseño y Configuración
4.1 Programaciones Básicas de un AP/Router
Programación de conexión a Internet
Programación del Wireless: Canal, SSID, Seguridad
Administración de Red: Direccionamiento IP
4.2 SSID y Beacon
R: El SSID es el nombre emitido por un dispositivo WiFi (AP, Router, PC) para permitir el acceso. El beacon es la cantidad de veces por segundo que se emite el SSID.
4.3 Precaución con Múltiples Routers
R: Programar los routers en canales distintos y no solapados.
4.4 Routers en un Edificio
Conexión a Internet: Se conecta un router principal a Internet.
Conexión en Cascada: Los demás routers se conectan en cascada a través de un switch.
Programación: Red independiente, SSID, seguridad y rango de IP.
4.5 Red Hotspot en PC (IBSS)
R: Se crea una red IBSS (Ad-Hoc) configurando una nueva conexión con seguridad abierta (WEP), compartiendo Internet y autoconectándose a la red creada.
4.6 Router como Repetidor
R: Conectar el switch del router 1 al puerto WLAN del router 2 y asignar la misma configuración (SSID, clave, seguridad) que el router 1. El canal puede ser diferente.
4.7 Router para Itinerancia (Roaming)
R: Un router define la red principal y los demás repiten el SSID, clave y seguridad, utilizando canales distintos. Se deben asignar IP fijas a los equipos.
4.8 Enlace Punto a Punto con Antenas
R: Se debe considerar el radio de Fresnel para determinar la apertura en el espacio entre las antenas.
4.9 Tipos de Antenas
R:
- Omnidireccional: Para conectividad en todas las direcciones.
- Yagi: Para una dirección específica.
- Parabólica: Para conexión punto a punto o en línea (10º).
4.10 Alcance WiFi vs. Antenas Parabólicas
R: Las antenas parabólicas alcanzan 10 km a 2 Mbps y 5 km a 10 Mbps. Una antena de parche para montaje en pared tiene un alcance de 3 km a 2 Mbps y 1 km a 11 Mbps.