Tópico 16 - IEEE 802.11

Fundamentos em Redes Sem Fio

Uma rede sem fio é uma rede que utiliza ondas de rádio para transmitir dados entre dispositivos.

O padrão IEEE 802.11 define as especificações para redes sem fio, que são amplamente utilizadas em redes Wi-Fi.

Glossário

• Frequência: define a faixa de frequência de operação de uma rede sem fio.
• Atenuação: perda de sinal pela distância entre o transmissor e o receptor.
• Ruído: sinal indesejado que pode interferir na transmissão de dados.
• Cobertura: área que permite a comunicação entre dispositivos.
• Canais: frequências utilizadas para transmitir dados em uma rede sem fio.

Padrões atuais

• 802.11n: Velocidades teóricas de até 600 Mbps;
• 802.11ac: Operação apenas em bandas de 5 GHz;
• 802.11ax: Desenhado para múltiplos dispositivos;
• 802.11: Bandas de 2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz;
• 802.11be: Múltiplos canais;

5Ghz vs 2.4Ghz

A frequência de 5 GHz pode transmitir dados mais rápido, mas tem uma cobertura mais limitada.

Frequências maiores também estão mais sujeitas a interferências.

Dimensionando uma Rede Sem Fio

O processo de dimensionar uma rede sem fio pode ser complexo, pois geralmente envolve a análise de diferentes tipos de incertezas, como número de dispositivos, obstáculos e ambientes móveis.

Planejamento de Capacidade

É importante identificar os requisitos de operação da rede nos locais de operação. Isso inclui:

• O sinal precisa ser forte o suficiente em todos os locais de cobertura;
• Paredes, objetos metálicos e fontes de ruído podem afetar a cobertura;
• Não devem existir "pontos cegos" na área de cobertura;
• Ambientes de alta densidade de dispositivos podem exigir mais pontos de acesso;

Pontos de Acesso

Os pontos de acesso (APs) precisam ser posicionados de forma a garantir uma cobertura adequada. São requisitos essenciais:

• Dispositivos devem ser posicionados dentro da área de cobertura;
• Não deve haver sobreposição entre as áreas de cobertura;
• Os dispositivos devem estar posicionados acima da área de cobertura (pontos mais altos).
• As antenas devem ser posicionadas verticalmente para distribuição uniforme do sinal.

Planejamento

Para realizar o planejamento, pode-se usar plantas baixas do local de operação para identificar espaço, pontos cegos e áreas de cobertura.

Ferramentas como NetSpot e Wifi Analyser podem ser utilizadas para identificar áreas de cobertura, ruído e performance de rede.

Infraestrutura de Rede

Uma rede sem fio é geralmente integrada a uma infraestrutura de rede com fio já existente.

Nesse caso, é importante considerar a capacidade da rede com fio para garantir que a rede sem fio não se torne um gargalo.

Segmentação

Uma rede sem fio pode ser segmentada em sub-redes para melhorar a performance e a segurança.

Isso pode ser feito também de acordo com os SSIDs usados para identificar as redes (ex.: funcionários, visitantes, administração).

SSID (Service Set Identifier) é o nome que identifica uma rede sem fio.

Roteamento

Em redes residenciais, os dispositivos de acesso podem ser também roteadores de rede.

No entanto, é comum em redes maiores que sejam utilizados apenas Access Points, que possuem apenas a função de acesso à rede.

PoE

Power over Ethernet (PoE) é uma tecnologia que permite fornecer energia elétrica a dispositivos conectados à rede usando cabos Ethernet.

É comum que access points sejam alimentados por PoE, tornando a instalação mais simples. Essa implementação exige switches ou equipamentos de alimentação PoE.

Segurança

Devido a natureza aberta dos sinais de redes sem fio, a segurança é um aspecto importante a ser considerado.

É necessário considerar aspectos como autenticação, critografia e controle de acesso.

Autenticação

Atualmente, o padrão mais adequado para autenticação é o WPA3, que oferece segurança e privacidade.

Evite padrões como WPA2, que podem ser facilmente quebrados.

Alguém que sabe a senha pode se conectar à rede e acessar os dados, além de monitorar o tráfego e capturar informações sensíveis.

Acesso

O acesso à rede, mesmo com senha, pode ser encapsulado em outros protocolos, como o acesso via Captive Portal, que exige autenticação antes de acessar a rede.

Isolamento de VLAN, rate-limiting e regras de firewall mais rígidas são outras formas de melhorar a segurança.

Detecção de Intrusão

Um dos ataques mais conhecidos para redes sem fio é o Rogue AP, que é um AP malicioso que se conecta à rede sem fio e tenta acessar a rede.

APs maliciosos podem ser detectados usando ferramentas como Wireshark e Nmap.

Qualidade de Serviço

O QoS (Quality of Service) permite controlar a qualidade de serviço, garantindo que os dados mais importantes sejam transmitidos com prioridade.

É comum que roteadores possuam formas de priorizar o tráfego de diferentes tipos de aplicações, como vídeo, áudio e jogos.

Testando

Para testar a qualidade de serviço de uma rede, pode-se usar ferramentas como iperf para medir a largura de banda e a latência.

Outras ferramentas como o IxChariot e o Ostinato permitem a geração de tráfego de teste para avaliar a qualidade de serviço.

Outros Aspectos

Algumas leis e regulamentações podem afetar a implementação de redes sem fio. No Brasil, a ANATEL é a entidade responsável pela regulamentação.

Atualmente, apenas alguns dos canais de 5 GHz estão disponíveis para uso. Também há limitação na potência máxima de transmissão, que não pode ultrapassar 30 dBm para ambientes fechados e 24 dBm para ambientes abertos.

Material de Apoio

• IEEE 802.11
• Wi-Fi Alliance
• TPLink - Wifi 7
• Ostinato
• Anatel - Requisitos técnicos