estudo comparativo entre redes sem fio e redes

Roger Luporini Maudonet
0402096, 8° Semestre
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE REDES SEM FIO E
REDES CABEADAS
Jaguariúna
2007
1
Roger Luporini Maudonet
0402096, 8° Semestre
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE REDES SEM FIO E
REDES CABEADAS
Monografia apresentada à disciplina Trabalho
de Graduação, do curso de Ciência da
Computação da Faculdade de Jaguariúna, sob
orientação do Prof. José Arnaldo Geraldini
Nunes, como exigência parcial para conclusão
do curso de graduação.
Jaguariúna
2007
2
Roger Luporini Maudonet. Estudo comparativo entre redes sem fio e redes
cabeadas. Monografia defendida e aprovada na FAJ em 08 de dezembro de 2006
pela banca examinadora constituída pelos professores:
_________________________________________________________________
Prof.: José Arnaldo Geraldine Nunes
_________________________________________________________________
Prof.: MS. Peter Jandl Junior
_________________________________________________________________
Prof.: Valdecir de Oliveira Pereira
3
Dedico este humilde trabalho a todos
meus amigos e meus pais aqueles que
com muito esforço e fé em Deus,
trilharam COMIGO este longo caminho
e cá estão como vencedores.
4
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, que me deu a oportunidade de chegar onde
estou hoje.
Aos companheiros que com uma palavra, dica ou um simples gesto
me ajudaram. Agradeço a todos que me ajudaram na realização deste trabalho.
Particularmente agradeço: Meu orientador, Prof. Jose Arnaldo
Geraldini Nunes, pelo seu apoio, confiança e paciência, que foram fundamentais para a
realização e finalização desta monografia.
Aos meus pais Mario e Sueli e irmão Rafael, que com muito amor me
deram apoio, conselhos, e tiveram muita paciência com longo da minha vida.
Aos professores do curso de Ciência da Computação que, durante a
graduação, tanto contribuíram para o meu crescimento intelectual e pessoal.
Aos queridos amigos Fabio, Fernando e Guilherme pelas sugestões,
dicas, conversas e conselhos.
E de uma forma especial, a todos os amigos do curso de Ciência da
Computação pelos momentos alegres durante todos estes anos.
5
Ninguém é tão grande que não possa aprender,
nem tão pequeno que não possa ensinar.
(Píndaro, poeta romano)
6
MAUDONET, Roger Luporini. Estudo comparativo entre redes sem fio e
redes cabeadas.
2007. Monografia (Bacharelado em Ciência da Computação) – Curso de Ciência da
Computação da Faculdade de Jaguariúna, Jaguariúna.
RESUMO
Os estudos na área de redes sem fio e de cabeadas têm como objetivo analisar o desempenho
de cada uma das tecnologias e os custos das velocidades.
As tecnologias que integram as redes de computadores, tendo em vista sua especificidade são
de diferentes fornecedores e padrões de mercado. Além disto, em instituições de grande porte
é relativamente comum à coexistência de diferentes tecnologias de redes (sem fio e cabeada).
Para analisar e avaliar os recursos e serviços deste ambiente heterogêneo torna-se
indispensável conhecer ambas as tecnologias testando-as com ferramentas de medição de
Tráfego de rede.
Palavras-chave: DESEMPENHO, CUSTO, REDES SEM FIO E REDES CABEADAS.
7
MAUDONET, Roger Luporini. Estudo comparativo entre redes sem fio e
redes cabeadas.
2007. Monografia (Bacharelado em Ciência da Computação) – Curso de Ciência da
Computação da Faculdade de Jaguariúna, Jaguariúna.
ABSTRACT
The studies in the area of wireless networks and wired networks are designed to analyze the
performance of each of the technologies and costs of the speeds.
The technologies that integrate the networks of computers, in view of its special features are
from different suppliers and patterns of the market. Moreover, in large institutions is
relatively common the coexistence of different networks technologies (wireless and wired).
To analyze and evaluate the resources and services of this heterogeneous environment
becomes indispensable to know both technologies testing them with tools for measuring the
network traffic.
Keywords: PERFORMANCE, COST, WIRELESS NETWORKS AND WIRED
NETWORKS.
8
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................10
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................11
2. REDES DE COMPUTADORES ............................................................................13
2.1 Características para implantação de Redes de computadores ..................................................... 13
3. LAN – ÁREA LOCAL............................................................................................16
3.1 Nível físico das redes 802.3..................................................................................................................... 18
3.2 Cabo de Par Trançado .............................................................................................................................. 19
3.2.1 Categoria................................................................................................................................................... 20
3.3 Taxa de transmissão ................................................................................................................................. 21
3.4 Questão de segurança.............................................................................................................................. 21
3.6 O uso de redes cabeadas ........................................................................................................................ 22
4. WLAN - REDES LOCAIS SEM FIO ......................................................................23
4.1 O que é WLAN............................................................................................................................................. 24
4.2 Tecnologias usadas na transmissão .................................................................................................... 24
4.3 Método criptográfico................................................................................................................................. 25
4.3.1 O padrão 802.11 ...................................................................................................................................... 26
4.8 Questões de segurança ........................................................................................................................... 29
5. CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO ...........................................................................29
6. RESULTADOS OBTIDOS ....................................................................................30
6.1 Tráfego de 1 minuto na rede sem fio .................................................................................................... 30
6.2 Tráfego de 1 minuto na rede cabeada de 100MB .............................................................................. 31
6.2 Tráfego de 1 minuto na rede cabeada de 1000MB ............................................................................ 31
7. CONCLUSÃO .......................................................................................................32
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................................... 34
ANEXO A............................................................................................................................................................. 36
9
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 –
Esquema LAN..........................................................................
FIGURA 2 –
Esquema WLAN......................................................................... 25
FIGURA 3 –
Ad Hoc WLAN............................................................................. 28
Quadro 1
–
Custo de implementação.............................................................. 30
FIGURA 4 –
Tráfego de 1 min. em 54MB sem fio..........................................31
FIGURA 5 –
Tráfego de 1 min. em 100MB cabo............................................ 31
FIGURA 6 –
Tráfego de 1 min. em 1000MB cabo.......................................... 32
Quadro 2
Comparativo................................................................................ 32
–
18
10
1. INTRODUÇÃO
Com a grande demanda de acesso dos dados, estejam eles onde estiverem, surge a
necessidade de um estudo para saber qual a melhor tecnologia em redes se aplica, rede
sem fio ou a rede cabeada.
Para prover bons serviços de conexões nos dias de hoje, quando o que se mais prima
é a qualidade de transmissão e a confiabilidade de dados é necessário ter uma boa
estrutura de rede de informação.
Opções para montar uma rede caseira ou corporativa:
•
WLAN – “Wireless Local Area Network” - Redes Locais sem Fio
•
LAN – “Local Area Network” - Redes Local
Sendo que ambas tem modos de autenticação diferenciadas:
•
LAN
A rede via cabo tem sua autenticação feita através de servidores de nomes e
usuários, o acesso torna-se mais difícil por se tratar de cabos e nem todos
podem ter acesso ao mesmo.
•
WLAN
A rede wireless é autenticada por um servidor de nomes e usuários e ultiliza os
métodos criptográficos chamados WEP e WPA para a autenticação, já que a rede
sem fio fica exposta à qualquer um que esteja no raio de alcance da antena.
O objetivo deste trabalho é avaliar as tecnologias de redes tanto as redes sem fio,
quanto as cabeadas, mostrando suas respectivas tecnologias:
•
WLAN IEEE 802.11
•
LAN IEEE 802.3
Analisar os seguintes quesitos de cada tecnologia:
•
Transmissão em redes sem fio
11
•
Transmissão em redes cabeadas
•
Vantagens e desvantagens de uma WLAN e LAN.
•
Segurança
•
Interferência
•
Custo
•
Mobilidade
Além de mostrar todo seu comportamento em relação às tecnologias que poderão ser
integradas com as redes com uma aplicação pratica entre uma LAN e WLAN.[Laboratório de
Redes de Alta Velocidade].
12
2. REDES DE COMPUTADORES
Uma Rede de Computadores é formada por um conjunto de módulos processadores
(Mps) capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema
de comunicação.
O sistema de comunicação vai se constituir de um arranjo topológico interligando os
vários módulos processadores através de enlaces físicos (meios de transmissão) e de um
conjunto de regras com o fim de organizar a comunicação (protocolos).
Redes de computadores são ditas confinadas quando as distâncias entre os módulos
processadores são menores que alguns poucos metros. Redes locais de computadores são
sistemas cujas distâncias entre os módulos processadores se enquadram na faixa de alguns
poucos metros a alguns poucos quilômetros.
Sistemas cuja dispersão é maior do que alguns quilômetros são chamados redes
geograficamente distribuídas.
As redes podem classificar-se quanto à topologia de organização que apresentam,
podendo ter uma topologia em barramento, anel, ou estrela.
É ainda possível caracterizar as redes quanto à distribuição espacial como sendo
redes locais vulgarmente designadas de LAN ( “Local Area Network” ), redes metropolitanas
também designadas de MAN ( “Metropolitan Area Network” ), e por último as redes de
grande distribuição geográfica também designadas de WAN ( “Wide Área Network” ).
Pode ainda caracterizar-se uma rede pelo tipo de dados que transportam (voz, dados, ou
ambos), por quem pode utilizar a rede (pública, ou privada), qual a natureza das ligações
(telefone, comutação dedicada, sem comutação, ou ligações virtuais), tipos de ligações
físicas (fibra óptica, cabo coaxial , fio de cobre). Algumas destas características serão
descritas mais à frente.[COSTA, 05]
2.1 Características para implantação de Redes de computadores
A escolha de um tipo particular de rede para suporte a um dado conjunto de
aplicações é uma tarefa difícil.
13
Cada arquitetura possui certas características que afetam sua adequação a uma
aplicação em particular. Nenhuma solução pode chamar para si a classificação de ótima
quando analisada em contexto geral, e até mesmo em particular. Muitos atributos entram em
jogo, o que torna qualquer comparação bastante complexa.
Esses atributos dizem respeito ao custo, à confiabilidade, ao tempo de resposta, à
velocidade, ao desempenho, à facilidade de desenvolvimento, à modularidade, à
disponibilidade, à facilidade, à complexidade lógica, à facilidade de uso, à facilidade de
manutenção e etc.
O custo de uma rede é dividido entre o custo das estações de processamento
(microcomputadores, minicomputadores e etc.), o custo das interfaces com
o meio de
comunicação e o custo do próprio meio de comunicação.
O custo das conexões dependerá muito do desempenho que se espera da rede.
Redes de baixo a médio desempenho usualmente empregam poucas estações com uma
demanda de taxas de dados e volume pequeno, com isso as interfaces serão de baixo custo
devido as suas limitações e aplicações.
Redes de alto desempenho já requerem interfaces de custos mais elevados, devido
em grande parte ao protocolo de comunicação utilizado e ao meio de comunicação.
Várias são as medidas que caracterizam o desempenho de um sistema, com isso fazse necessário definir o que é retardo de transferência, retardo de acesso e retardo de
transmissão.
Chamamos Retardo de Acesso o intervalo de tempo decorrido desde que uma
mensagem a transmitir é gerada pela estação até o momento em que a estação consiga
obter somente para ela o direito de transmitir, sem que haja colisão de mensagens no meio.
Retardo de Transmissão é o intervalo de tempo decorrido desde o início da
transmissão de uma mensagem por uma estação de origem até o momento em que a
mensagem chega à estação de destino.
Retardo de Transferência é a soma dos retardos de acesso e transmissão, incluindo o
todo o tempo de entrega de uma mensagem, desde o momento em que deseja transmiti-la,
até o momento em que ela chega para ser recebida pelo destinatário.
14
O retardo de transferência é, na grande maioria dos casos, uma variável aleatória,
no entanto em algumas redes o maior valor que o retardo de transferência pode assumir é
limitado, ou seja, determinístico.
A rede dever ser moldada ao tipo particular de aplicação de modo a assegurar um
retardo de transferência baixo. O sistema de comunicação entre os módulos deve ser de
alta velocidade e de baixa taxa de erro, de forma a não provocar saturação no tráfego de
mensagens. Em algumas aplicações (em particular as de controle em tempo real) a
necessidade de retardo de transferência máximo limitado é de vital importância.
A utilização efetiva do sistema de comunicação é apenas uma porcentagem da
capacidade total que ela oferece. Uma rede deve proporcionar capacidade suficiente para
viabilizar a que é destinada, e certos critérios devem ser elevados em conta, a escolha
adequada da arquitetura, incluindo a estrutura de conexão, o protocolo de comunicação e o
meio de transmissão, velocidade e retardo de transferência de uma rede são essenciais
para um bom desempenho de uma rede local.
A confiabilidade de um sistema em rede pode ser avaliada em termos de tempo médio
entre falhas (“Medium Time Between Failures”- MTBF), tolerância a falhas, degradação
amena (GD -“Gracefull Degradation”), tempo de reconfiguração após falhas e tempo médio
de reparo (MTTR - “Medium Time to Repair”).
O tempo médio entre falhas é geralmente medido em horas, estando relacionado com
a confiabilidade de componentes e nível de redundância.
Degradação amena é dependente da aplicação e mede a capacidade da rede
continuar operando em presença de falhas, embora com um desempenho menor.
Reconfiguração após falhas requer caminhos redundantes sejam acionados tão logo
ocorra uma falha ou esta seja detectada.
A rede deve ser tolerante a falhas transientes causadas por hardware e/ou software,
de forma que tais falhas causem apenas uma confusão momentânea que será resolvida
sem recursos de redundância, mas essas não são de modo algum as únicas falhas
possíveis. O tempo médio de reparo pode ser diminuído com o auxílio de redundância,
mecanismos de autoteste e diagnóstico e manutenção eficiente.
Modularidade pode ser caracterizada com o grau de alteração de desempenho e
funcionalidade que um sistema (rede) pode sofrer em mudar seu projeto original.
15
Os três maiores benefícios de uma arquitetura modular são: a facilidade para
modificação, que é simplicidade com funções lógicas ou elementos de hardware podem ser
substituídos, que a despeito da relação íntima com outros elementos; a facilidade para
crescimento diz respeito a configurações de baixo custo, melhora de desempenho e
funcionalidade e baixo custo de expansão; e a facilidade para o uso de um conjunto de
componentes básicos, que representa facilidade para viabilizar um projeto, adicionar
equipamentos a rede, manutenção do sistema como um todo.
Uma rede bem projetada deve poder de adaptar modularmente às várias aplicações
que são dedicadas, como também prever futuras instalações.
De fundamental importância a compatibilidade será aqui utilizada como a capacidade
em que o sistema (rede) possui para de ligar a dispositivos de vários fabricantes, tanto nível
de hardware quanto nível de software.
Essa característica é extremamente importante na economia de custo de
equipamentos já existentes.
Uma rede deve ter a capacidade de suportar todas as aplicações para qual foi
dedicada e mais aquelas que o futuro possa requerer. Quando possível, não deve ser
vulnerável à tecnologia, prevendo a utilização de futuros desenvolvimentos, quer sejam
novas estações, novos padrões de transmissão ou novas tecnologias de transmissão, a isso
damos o nome de sensibilidade tecnológica.[TANENBAUM, 94]
3. LAN – ÁREA LOCAL
LAN (“Local Area Network”) são redes utilizadas na interconexão de equipamentos
com a finalidade de troca de dados.
São denominadas locais por cobrirem apenas uma área limitada, visto que
fisicamente, quanto maior a distância de uma rede a outra, maior a taxa de erros que
ocorrerão devido a degradação do sinal.
As LANs são utilizadas para conectar estações, servidores, periféricos e outros
dispositivos que possuam capacidade de processamento em uma casa, escritório, escola e
edifícios próximos.
Em distâncias curtas, por exemplo, dentro de uma área geográfica pequena tal como
um edifício, você pode criar uma LAN (“Local Area Network”).
16
Uma rede é chamada de LAN quando os computadores estão em um só local, um
edifício comercial por exemplo.Uma LAN é composta de periféricos de rede como um
computador, impressora ou uma máquina de fac-símile.
Quando você conecta estes nodos juntos você tem uma rede. Para negócios pequenos uma
LAN é o que você precisa para conectar seus computadores.[WIKIPEDIA, 07]
Esquema [Figura 1] de uma LAN em um edifício, composta por :
•
Um servidor que provê diversos serviços, dentre eles armazenamento e
impressão
•
Um “switch” | “router” | “hub” | “bridges”, para interligar as workstation,
impressoras, servidores, storages etc.
Figura 1 – Esquema LAN
As principais vantagens de uma LAN são:
•
Compartilhamento de banco de dados, softwares, discos rígidos e periféricos
entre vários departamentos
•
Interligarção de bancos de dados de diferentes áreas ou departamentos
Prover de um meio eficiente de comunicação e trânsito de mensagens Correio Eletrônico
•
Descentralização do sistema de computação e eventual eliminação de
mainframes
17
As principais características das LAN's são:
•
Altas taxas de transmissão,
•
Baixa taxa de erro,
•
Propriedade privada,
•
Acesso privado,
•
Vários tipos de protocolos.
3.1 Nível físico das redes 802.3
O nível físico da norma 802.3 pode ser de diferentes tipos, para proporcionar uma
certa independência relativamente ao nível MAC está estruturado em dois sub-níveis:
“Physical Signaling” (PLS) - Produz e recebe os sinais elétricos. Serve de interface do
nível físico com o MAC, esta interface é independente do tipo de cablagem, sinal e
codificação utilizada na transmissão.
“Physical Medium Attachment” (PMA) - Parte dependente do meio físico coloca e
extrai os sinais da cablagem.
Nas implementações mais correntes os dados são codificados usando o código de
Manchester, trata-se de uma codificação bifásica com transições de nível em todos os bits.
Com taxas de 10 Mbit/s a freqüência máxima do sinal é de 10 MHz, mas tem a vantagem de
facilitar a manutenção do sincronismo durante a recepção.
Para garantir independência entre estes dois sub-níveis, a interface entre eles está
normalizada, sendo conhecida por “Attachment Unit Interface” (AUI), normalmente
materializada por fichas D de 15 pinos. A interface do PMA com a cablagem é conhecida por
MDI (“Medium Dependent Interface”).
Os vários tipos de nível físico alternativos para a norma 802.3, são normalmente
representadas segundo a seguinte convenção: TTbaseD ou TTbroadD
As letras TT são substituídas pela taxa de transmissão nominal em Mbit/s, a letra D é
substituída pelo comprimento máximo de cada segmento, em centenas de metros. Os
18
segmentos podem ser interligados por repetidores, o comprimento máximo que toda a rede
pode ter é designado domínio de colisão.
As abreviaturas base e broad são utilizadas conforme se trate de banda base
(“baseband” - sinais digitais) ou banda larga (“broadband” - sinais analógicos).
A utilização de taxas de 100 Mbit/s (vulgarmente conhecida por “Fast Ethernet”)
obrigou a modificações apenas no nível físico. O MAC e LLC mantêm-se, o que permite uma
total compatibilidade com as versões a 10 Mbit/s.
Existem duas implementações bastante diferentes para o "Fast Ethernet":
100baseT4
Trata-se de uma implementação em que são usados 4 pares de cobre sem blindagem.
Atualmente esta implementação não é usada.
100baseTX e 100baseFX
Trata-se de uma cópia da implementação FDDI que utiliza apenas dois pares de cobre
com blindagem (STP) ou duas fibras ópticas.
3.2 Cabo de Par Trançado
O cabo de par trançado é o tipo de cabo mais usado para ligar computadores em rede.
Existem dois tipos de cabos par trançado:
UTP (“Unshielded Twisted Pair”) ou Par Trançado sem Blindagem:
É o mais usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes
industriais devido ao fácil manuseio, instalação permitindo taxas de transmissão de até 100
Mbps com a utilização do cabo CAT 5, é o mais barato para distâncias maiores que 150
metros emprega-se cabos de fibra ótica que vem barateando os seus custos. Sua estrutura
é de quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC.
STP (“Shield Twisted Pair”) ou Par Trançado Blindado (cabo com blindagem):
19
É igual ao UTP a diferença é que possui uma blindagem feita com a malha do cabo.
Sendo basicamente necessário em ambientes com grande nível de interferência
eletromagnética. É mais caro, menos usado e necessita de aterramento. Este gênero de
cabo, por estar revestido diminui as interferências eletromagnéticas externas, protegendo
mais da umidade. Deve-se dar preferência a sistemas com cabos de fibra ótica em grandes
distâncias ou velocidades elevadas de transmissão, podem ser encontrados com blindagem
simples ou com blindagem par a par.
3.2.1 Categoria
Os cabos UTP foram padronizados pelas normas da EIA/TIA com a norma 568 e são
divididos em 5 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os
números maiores indicam fios com diâmetros menores, veja abaixo um resumo simplificado
dos cabos UTP.
-Categoria 1--> ( Voz): São utilizados por equipamentos de telecomunicação e radio e
não devem ser usados para uma rede local (padronizado pela norma EIA/TIA-568B). (Não é
mais indicado pela norma TIA/EIA)
-Categoria 2--> (Dados - LocalTalk): usado antigamente nas redes token ring
chegando a velocidade de 4Mbps.
-Categoria 3--> cabo padronizado foi usado para transmissão de dados até a
frequência 16 MHz e dados a 10 Mbps Ethernet em redes da mesma capacidade.
-Categoria 4--> pode ser utilizado para transmissão até a freuquência de 20 MHz e
dados a 20 Mbps foi usado em redes token ring a uma taxa de 16Mbps.
-Categoria 5--> usado em redes fast ethernet em frequências de até 100MHz com
uma taxa de 100Mbps.
-Categoria 5e--> é uma melhoria da categoria 5. Pode ser usado para frequencias até
125MHz em redes 1000BASE-T gigabit ethernet.
-Categoria 6--> definido pela norma ANSI TIA/EIA 568B-2.1 possui bitola 24 AWG e
banda passante de até 250 Mhz e pode ser usado em redes gigabit ethernet a velocidade de
1.000Mbps.
20
Esses cabos contêm 4 pares de fios, que são “crimpados” (ligados ao conector) com
uma determinada combinação de cores onde existem dois padrões mais utilizados: T568A e
T568B.[REDES DE COMPUTADORES, 07]
3.3 Taxa de transmissão
A taxa de transmissão varia de acordo com as condições das linhas telefônicas
utilizadas, podendo variar entre 300 a 115.000bps. Considerando enlaces ponto a ponto,
essas taxas são bem aceitáveis, porém, quando se trata de enlaces multiponto, a taxa de
transmissão decresce significativamente.
Todo o meio físico de transmissão sofre influências do meio externo acarretando em
perdas de desempenho nas taxas de transmissão. Essas perdas podem ser atenuadas
limitando a distância entre os pontos a serem ligados.
A qualidade da linha de transmissão que utiliza o par de fios depende, basicamente,
da qualidade dos condutores empregados, bitola dos fios (quanto maior a bitola, menor a
resistência ôhmica por quilômetro), técnicas usadas para a transmissão dos dados através
da linha e proteção dos componentes da linha para evitar a indução nos condutores.
A indução ocorre devido a alguma interferência elétrica externa ocasionada por
osciladores, motores ou geradores elétricos, mal contato ou contato acidental com outras
linhas de transmissão que não estejam isoladas corretamente ou até mesmo tempestades
elétricas ou proximidades com linhas de alta tensão.
A vantagem principal na utilização do par de fios é seu baixo custo de instalação e
manutenção, considerando o grande número de bases instaladas.[SOARES, 95]
3.4 Questão de segurança
As tecnologias de redes locais apresentam certas vulnerabilidades inerentes à sua
própria natureza.
Ataques que exploram estas vulnerabilidades são normalmente restritos às próprias
redes locais, mas também podem ser usados, como descrito a seguir, para sobrepujar
protocolos de mais alto nível na hierarquia TCP/IP.
21
As deficiências da tecnologia Ethernet, que constitui a maior parte das redes locais,
expõem ainda mais as fragilidades da Internet. Os principais problemas estão relacionados
com:
facilidade de se realizar grampo (“eavesdropping”)
falso mapeamento entre endereço de rede (IP) e endereço físico (ARP).
Seguem abaixo algumas considerações para prevenir tais ataques:
Definir partições de disco especiais para diretórios ou arquivos que possam receber
grande volume de dados, como por exemplo arquivos de logs e diretório PUB de FTP e mail;
Procurar evitar a instalação de serviços públicos (FTP anônimo, servidor HTTP etc) e
desnecessários;
Limitar, quando disponível no sistema o número máximo de processos sendo
executados e o acesso destes aos recursos do sistema, como o uso de CPU e de
memória;
Procedimentos de ajuste de desempenho (performance tuning), além de uma prática
recomendada em geral, têm efeito significativo na disponibilidade do sistema, que na
verdade é também um fator de medida de segurança;
Atualizar sistema operacional e aplicativos com correções dos fabricantes para
vulnerabilidades descobertas, uma vez que quase todas as vulnerabilidades dos
protocolos TCP/IP de baixo nível têm sido corrigidas pelos fabricantes de cada
plataforma.
3.6 O uso de redes cabeadas
LAN , é o nome que se dá a uma rede de carácter local, e onde estão ligados alguns
sistemas numa área geográfica pequena. Normalmente uma LAN está enquadrada num
escritório ou numa empresa não dispersa geograficamente. As tecnologias principais que
uma LAN pode utilizar são a Ethernet, o Token Ring, o ARCNET e o FDDI ("Fiber Distributed
Data Interface").O FDDI alarga a extensão de uma LAN para uma área geográfica muito
maior do a habitual com Ethernet, o que pode trazer um incremento no numero de
utilizadores do sistema. Numa LAN Ethernet é normal ter-se somente 4 ou 5 utilizadores,
enquanto que numa LAN que utilize FDDI podem existir algumas centenas de utilizadores.
22
Existe um conjunto de aplicações típicas que estão no servidor de uma LAN, e permitem aos
utilizadores da rede correr as aplicação remotamente. Os utilizadores da LAN podem utilizar
diversos serviços desde a impressão até à partilha de fIcheiros. O acesso a ficheiros,
nomeadamente para leitura e/ou escrita é gerida pelo administrador da LAN. Um servidor de
LAN pode também ser configurado como servidor de web, sendo conveniente tomar as
devidas precauções.
4. WLAN - REDES LOCAIS SEM FIO
Uma rede sem fio nos proporciona uma maior mobilidade e comodidade, facilitando a
troca de informações sem termos que se preocupar com uma conexão física. Além disso, a
rede pode ser mais ampla sem a necessidade de mover ou instalar cabos.
Uma das maiores vantagens, talvez a maior, é a mobilidade da rede sem fio provê em
sua utilização.
Mobilidade significa estar conectado a qualquer hora, em qualquer lugar, com acesso
às informações que forem necessárias para fazer seu trabalho. Além disso, a rede sem fio
provê maior liberdade e utilização de “Palm Tops” e “laptops”. Há muitos estabelecimentos
comerciais, como redes de “fast food”, que substituíram os bloquinhos de anotação de
pedidos por “Palm tops” que enviam diretamente ao caixa o pedido feito por um determinado
cliente, poupando tempo e criando maior satisfação.
Vantagens oferecidas por uma rede sem fio:
•
Informação em tempo real em qualquer lugar da organização ou empresa para
todo usuário de rede;
•
Facilidade de instalação;
•
Flexibilidade;
•
Diminuição nos custos, afinal, não será necessário mudar absolutamente nada
quando necessitar fazer qualquer alteração no layout da empresa.
23
4.1 O que é WLAN
WLAN é uma nova tecnologia de redes de computadores, com as mesmas
funcionalidades das redes de computadores com fio. Por meio do uso de rádio ou
infravermelho é que as WLANs estabelecem a comunicação entre os computadores e
dispositivos da rede, ou seja, não usam fios ou cabos. Os dados são transmitidos através de
ondas eletromagnéticas e várias conexões podem existir em um mesmo ambiente sem que
uma interfira na outra, permitindo, por exemplo, a existência de várias redes dentro de um
prédio. Para isso, basta que as redes operem em freqüências diferentes. Através de
algumas ferramentas, é possível até mesmo interconectar estas redes.[WIKIPEDIA, 07]
4.2 Tecnologias usadas na transmissão
As WLANs podem utilizar várias tecnologias para permitir a conexão dos
computadores e dispositivos da rede. Cada uma tem vantagens e limitações que as
distinguem das outras. As mais conhecidas são: os sistemas “spread spectrum”, rádio e
infra-vermelho (infrared), sendo este último pouco usado em WLANs.
Também conhecida como CDMA (“Code Division Multiple Access”) a “spread
spectrum” é a tecnologia de transmissão mais utilizada atualmente, pois é menos sensível a
interferências e mais capaz de atravessar obstáculos, como paredes, por exemplo.
Já a tecnologia de rádio não chega a ser exatamente uma tecnologia de WLAN, mas
pode ser utilizada para interligar redes locais que se encontram em prédios diferentes. As
microondas operam numa faixa de freqüência de 18 GHz e teoricamente podem atingir
velocidades de transmissão de até 15 Mbps.[PINHEIRO, 07]
Esquema [Figura 2] de uma WLAN, composta por:
•
Um servidor que provê diversos serviços, dentre eles armazenamento e
impressão
•
Um “switch” | “router” | “hub” | “bridges”, para interligar as workstations,
impressoras, servidores, storages etc.
•
“Firewall” para garantir a segurança e integridade da rede.
24
Figura 2 – Esquema WLAN
4.3 Método criptográfico
WEP: “Wired Equivalent Privacy“ (WEP) tem uma codificação de 64-bit ou 128-bit.
Este sistema tem um problema. Especialistas de segurança conseguiram encontrar um jeito,
com o qual analisando os dados transferidos, é possível encontrar a chave para decodificar
os dados. já existem programas para fazer isso, que são livremente acessíveis na Internet, e
por tanto este método não é muito seguro.
WPA: “Wi-Fi Protected Access“ (WPA)foi criado para melhorar os pontos fracos do WEP.
Por essa questão ao comprar um roteador wireless tenha em conta que tenha o
funcionamento WPA. Se poder optar pelas duas chaves, tente sempre usar o WPA para ter
maior segurança.
WPA2:”Wi-Fi Protected Access” 2, sucessor do WPA e mais seguro que WPA.
-Para a conexão criptografada é necessária mais capacidade e tempo para co/decodificar os
dados. Por isso ela sempre vai ser mais lenta que uma transferência sem criptografia.
- A quantidade dos bits da chave usada tem de ser idêntica na configuração do emissor
comona do receptor.
25
- Ao usar uma chave, usar todo o tamanho possível. Assim você tem a certeza que todos os
bits da chave estão sendo usados, tendo assim a máxima segurança oferecida pela
criptografia.
- A velocidade de transferência em Mbit/s de um roteador realmente só tem importância
dentro da rede local, para o uso de aplicações dentro dela (por exemplo a troca de arquivos,
jogos na rede local, controle remoto de pc). Como ainda não tem acesso de internet acima
dos 8Mbit/s (Virtua,Velox,Speedy etc), a taxa real não superará estes 8Mbit/s, tendo um
Wireless de 56Mbit/s ou nao.
- Dentro de uma ambiente wireless é muito mais provável o receptor perder pacotes de
dados causados por interferências, obstáculos e pela distancia do emissor, do que em um
ambiente a cabo. Isso reduz a velocidade, comparando-a com uma rede em ambiente
ethernet (a cabo).[AURELIO, 07]
4.3.1 O padrão 802.11
O padrão 802.11 é uma arquitetura definida pelo IEEE (“Institute of Electrical and
Electronics Engineers”) para as redes sem fio, onde a área coberta pela rede é dividida em
partes denominadas células. Cada célula, por sua vez, é chamada de BSA (“Basic Service
Area”). O tamanho da BSA depende das características do ambiente e da capacidades dos
transmissores usados na rede.
Existem vários tipos de padrão 802.11, onde cada um é dotado de características
próprias, principalmente no que se refere à velocidade de transmissão dos dados. Cada tipo
é identificado por uma letra ao final do nome 802.11. Por exemplo: 802.11a, 802.11b etc.
É importante citar que apesar de ser possível a criação de WLANs com áreas grandes
de cobertura, o 802.11 é voltado somente às redes locais.
4. Quando utilizar redes sem fio
As redes sem fio constituem-se apenas em uma alternativa às redes convencionais
com cabeamento, onde as redes cabeadas não podem chegar, complementando e
fornecendo as mesmas funcionalidades destas de forma flexível e apresentando boa
conectividade em áreas prediais ou de campus.[PINHEIRO, 07]
26
Pois, dessa forma, as redes sem fio atendem pontos de rede com a mesma eficiência
e até mesmo com uma melhor relação custo/benefício em relação ao sistema de
cabeamento convencional nesses casos.
Existem diversas aplicações possíveis para as redes se fio. Entretanto, como todo
projeto de rede deve apresentar seus benefícios, torna-se necessário justificar a utilização
desta ou daquela tecnologia.
Acontece que há lugares onde não e possível instalar o cabeamento convencional,
como prédios tombados pelo patrimônio histórico, por exemplo.
A melhor solução é ver qual a dimensão necessária para cada rede disponível e,
dependendo dos custos das soluções selecionadas, é que poderemos considerar as
diversas possibilidades de combinação das tecnologias para obter os equipamentos
necessários.
4.5 Redes “Sem fio” com Infra-estrutura
Nesse tipo de rede, a transferência de dados acontece sempre entre uma estação e
um ponto de acesso – AP (“Access Point”). Os APs são nós especiais responsáveis pela
captura e retransmissão das mensagens enviadas pelas estações. A transferência de dados
nunca ocorre diretamente entre duas estações.
Essa estrutura é típica de uma rede com topologia em estrela, onde um elemento
central (no caso, o AP) controla o fluxo de toda a rede. Esse tipo de rede pode usar
diferentes esquemas de acesso, com ou sem colisão. Colisões podem ocorrer se as
estações junto com o AP não são coordenados. Entretanto, quando somente o AP controla
o acesso ao meio, nenhuma colisão é possível.
Redes com infra-estrutura perdem um pouco da flexibilidade que as redes sem fio
podem oferecer. [WIKIPEDIA, 07]
4.6 Redes “Sem fio” Ad Hoc
Uma rede Ad Hoc [Figura2 ] não necessita de nenhuma infra-estrutura para funcionar.
Cada estação se comunica diretamente com outra estação. Nenhum AP é necessário para
27
controlar o acesso ao meio. Uma estação A só pode se comunicar com uma estação B se
esta estiver dentro do raio de ação de A ou se existir uma ou mais estações entre A e B que
possam encaminhar a mensagem. Entende-se por raio de ação a área de cobertura de uma
estação, ou seja, todos os pontos geográficos aonde o sinal desta estação chegue com um
mínimo de clareza.
A complexidade de cada estação é alta porque toda estação tem que implementar
mecanismos de acesso ao meio, mecanismos para controlar problemas com “estações
escondidas” e mecanismos para prover uma certa qualidade de serviço.
Figura 3 - Ad Hoc WLAN
4.7 Limitações tecnológicas
Por se tratar de uma tecnologia nova, a rede sem fio ainda tem algumas limitações,
principalmente em relação ao alcance do sinal e velocidade, quando comparamos aos
sistemas estruturados.
Para montar uma rede sem fio é necessário analisar muito bem o ambiente em que
será montada, pois como o próprio nome diz, por ser sem fio, seu meio de transmissão é o
ar podendo assim sofrer interferências por ondas de radio ou sinais telefônicos. Desse
modo, também será importante conhecer qual o uso do espaço radioelétrico e como esta
sua saturação.
Este tipo de rede esta crescendo muito em grandes, médias e pequenas empresas. E,
graças a sua facilidade, existe a expectativa de crescer ainda mais.
28
4.8 Questões de segurança
Existem alguns problemas de segurança que devem ser considerados no uso de
WLANs. Nestas redes, qualquer pessoa com equipamento adequado poderá captura os
dados transmitidos. Além disso, por serem simples de instalar, muitas pessoas estão
utilizando redes desse tipo em casa, sem nenhum cuidado adicional, e até mesmo em
empresas, sem o conhecimento dos administradores de rede.
Vários cuidados devem ser observados quando pretende-se conectar à uma WLAN. O
principal é usar “firewall”, antivírus, aplicar as últimas atualizações de softwares, desabilitar o
compartilhamento de pastas e impressoras sempre que não houver uso, enfim.
Alem disso existem protocolos de criptografia tais como o WPE e WPA, sendo WPA o
mais utilizado devido à sua grande segurança em relação ao WPE.
5. CUSTO DE IMPLEMENTAÇÃO
Na rede pode ter mais de um computador que necessite de acesso a internet.
Normalmente seria necessitaria levar cabos para esses computadores adicionais a partir do
“hub” em que também está conectado o computador que acessa a internet.
Com a tecnologia “wireless” a passagem de cabos se torna desnecessária (o que
muitas vezes pode resultar em significativa economia de tempo), já com um “notebook” a
mobilidade aumenta, podendo ter acesso de qualquer lugar onde a rede sem fio esta
instalada. Ou ainda no caso do computador, mudá-lo do quarto para a sala se houver
necessidade, sem se preocupar em passar cabos.
No que se refere ao custo [Tabela 1], instalar uma rede wireless ainda é bem mais
caro que uma rede cabeada, mas os benefícios compensam. A tabela abaixo ilustra a
diferença de custo (preços médios) para 2 computadores (um “notebook” e um “desktop”),
distantes 15m do “hub” ou “switch”. O notebook e o desktop já possuem placa de rede.
29
Tabela 1 – Custo de implementação (ANEXO A – Fonte de pesquisa)
6. RESULTADOS OBTIDOS
Para a análise das redes cabeada e wireless, foi utilizado o software Packet Analyzer -
Colasoft Capsa 6.6 Enterprise[http://www.colasoft.com/download/products.php], que mede a
real velocidade da conexão à internet e mostra, numa única interface, o trânsito dos dados
entre PC, modem, provedor e o servidor.
Foram levadas em conta 3 tipos de conexão, sendo 2 cabeadas (100MB e 1000MB) e 1
rede sem fio (54MB), nas quais o laptop ficou conectado pelo período de 1 minuto
transferindo um arquivo de 7GB do servidor.
A seguir o comparativo entre as 3 redes com a taxa de transferência no tempo de 1 minuto.
6.1 Tráfego de 1 minuto na rede sem fio
No período de 1 minuto a rede sem fio de 54MB transferiu um total de 138.470 MB e 145,427
pacotes.[Figura 4]
30
Figura 4 - Tráfego de 1 min. em 54MB sem fio
6.2 Tráfego de 1 minuto na rede cabeada de 100MB
No período de 1 minuto a rede cabeada de 100MB transferiu um total de 390.505 MB e
419,264 pacotes. [Figura 5]
Figura 5 - Tráfego de 1 min. em 100MB cabo
6.2 Tráfego de 1 minuto na rede cabeada de 1000MB
No período de 1 minuto a rede cabeada de 1000MB transferiu um total de 904.865 MB e
949,171 pacotes.[Figura 6]
31
Figura 6 - Tráfego de 1 min. em 1000MB cabo
7. CONCLUSÃO
Diante dos resultados obtidos com ferramentas de medição de tráfego diante do cenário de 3
conexões:
•
•
•
Conexão sem fio de 54MB
Conexão cabeada de 100MB
Conexão cabeada de 1000MB
Pode-se observar que na transferência de um arquivo de 7 GB na rede sem fio no tempo de 1
minuto foi de apenas 138.470 MB, sendo que com o mesmo tempo e tamanho de arquivo a
rede cabeada 100MB transferiu 390.505 MB e por ultimo a rede cabeada de 1000MB
transferiu 904.856 MB.[Tabela 2]
Sem fio 54mb
Cabeada 100mb
Cabeada 1000mb
Tabela 2 – Comparativo
32
Percebe-se que na velocidade a rede sem fio ainda deixa a desejar, pois nos 3 tipos de rede a
rede cabeada leva vantagem, lembrando que os testes foram realizados nas 3 velocidades mais
comuns no mercado (54MB, 100MB e 1000MB).
Na hora da instalação a rede sem fio leva a melhor, pois não necessita de canaletas, calhas e
muitos fio. Para uma instalação caseira (2 computadores) de uma rede wireless é necessário
apenas um gateway ligado ao cabo de conexão e uma placa wireless para o notebook ou
desktop. Já uma rede cabeada teria que ter de 20 a 30 metros de cabo e adequar esses cabos
dentro de uma canaleta para a distribuição dos pontos, fora a crimpagem dos cabos.
Quanto a custo de instalação da rede, a rede cabeada a é melhor opção, pois o valor de uma
rede caseira wireless que fica em torno de R$ 659,00, já a rede cabeada é apenas R$ 136,80,
quase 25% do valor da wireless.
Diante dos resultados obtidos com pesquisa e testes com software, conclui-se que a rede sem
fio não é tão eficaz quanto a rede cabeada, pois perde em alguns quesitos importantes como a
velocidade e o valor. Mas se o objetivo é mobilidade a rede sem fio é uma boa opção.
Os resultados obtidos nesse trabalho, são frutos de pesquisa em um ambiente criado
especialmente para esse trabalho.
33
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Digestão em Ciência e Tecnologia. Disponível via URL em:
http://teses.eps.ufsc.br/defesa/pdf/10749.pdf Acesso em: 10 de Jan. de 2007.
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http://libdigi.unicamp.br/document/?view=vtls000295902 Acesso em: 10 de Jan. de
2007. Requer registro pode ser usado e-mail: [email protected]
senha:851225
3. TEIXEIRA, Ingrid. Roteamento com Balanceamento de Consumo de Energia para
Redes de Sensores Sem fio. Disponível via URL em:
http://www.gta.ufrj.br/ftp/gta/TechReports/Ingrid05/tese.pdf Acesso em 12 de Jan.
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10. Projeto de Gestão de Redes de Computadores Disponível via URL em:
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34
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13. AURÉLIO, Marco. Montando uma rede – cabeada ou sem fio? Disponível via URL
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15. PINHEIRO, José Maurício Santos. Aplicações para Redes Wireless
Disponível via URL em:
http://www.gcj.com.br/artigos.php?cod_artigo=8
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16. BATISTA,
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Aplicações
Disponível
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http://www.juliobattisti.com.br/tutoriais/paulocfarias/redeswireless002.asp Acesso em:
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14 Rede de computadores. Disponível via URL
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15. LAN. Disponível via URL em: http://pt.wikipedia.org/wiki/LAN. Acessado em: 17 de
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16. WLAN. Disponível via URL em: http://pt.wikipedia.org/wiki/WLAN. Acessado em:
de Nov. de 2007.
17. Manual Software Capsa. Disponível na URL :
http://www.colasoft.com/download/capsa_usermanual_6.6.zip. Acessado em 17 Nov.
de 2007.
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ANEXO A
REDE CABEADA
30m Cabo UTP CAT 5 R$ 78,30
http://www.kalunga.com.br/product.asp?catalog%5Fname=KommerceII&category%5Fname
=C1%7CInform%E1tica&product%5Fid=162222&category%5Fdisplay%5Fname=Inform%
E1tica
4 Conectores RJ45 macho R$ 19,90 (kit com 100 unidades)
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-64896214-kit-100-conector-rj45-p-rede-adslpacote-100-plugs-rj45-_JM
36
Switch 5 portas R$59,90
http://www.kalunga.com.br/product.asp?catalog%5Fname=KommerceII&category%5Fname
=C1%7CInform%E1tica&product%5Fid=610336&category%5Fdisplay%5Fname=Inform%
E1tica
REDE SEM FIO
PC Card 802.11g para laptop R$ 179,90
http://www.submarino.com.br/software_productdetails.asp?Query=ProductPage&ProdTypeId
=10&ProdId=1495601&ST=SR
37
Placa PCI Wireless 802.11g para desktop R$159,00
http://www.kalunga.com.br/product.asp?catalog%5Fname=KommerceII&category%5Fname
=C1%7CInform%E1tica&product%5Fid=610348&category%5Fdisplay%5Fname=Inform%
E1tica
Residencial Gateway R$ 199,00
http://www.submarino.com.br/software_productdetails.asp?Query=ProductPage&ProdTypeId
=10&CatId=23428&ProdId=1073280&ST=BV23428&OperId=0&CellType=2
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