O IEEE 802.11 é o padrão do IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers – Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos) para redes locais sem fio (WLAN, Wireless Local Area Netwoks), que foi iniciado no ano de 1997.
O IEEE (lê-se Í-Três-É) é uma organização composta por cientistas, engenheiros e estudantes, que desenvolve padrões para a indústria. Esta organização foi a responsável por criar o padrão para conexão de redes locais sem o uso de cabos e este padrão recebeu o código 802.11. O 802 refere-se a uma série de padrões para redes LAN e WAN (Wide Area Networks). Já o 11 é o subpadrão que designa redes sem fio (o padrão Ethernet baseado em LANs cabeadas, por exemplo, é o 802.3).
Em 1999 um grupo de empresas se uniu em torno do protocolo IEEE 802.11 para que o mesmo se tornasse padrão para interligação de redes locais sem o uso de cabos e dessa união surgiu a Wi-Fi Alliance (não há um consenso sobre o significado do termo Wi-Fi, sendo que o mais aceito é que este seria um acrônimo para Wireless Fidelity). Na data de escrita deste texto, há várias empresas de renome fazendo parte desta aliança, como Apple, Microsoft, Sony, Cisco e Nintendo. A lista completa das empresas podem ser vistas no site da associação.
Apesar desta nomenclatura parecer bastante descritiva, há várias formas de implementação destes subpadrões. Por isso, o IEEE designa uma letra para cada tipo de implementação. No caso do padrão 802.11, os padrões mais usados são A, B, G e N, que serão discriminados em seguida.
IEEE 802.11a
Lançado em 1999, este foi o primeiro padrão que começou a ser desenvolvido pelo IEEE dentro do 802.11, mas foi o segundo a ser lançado. Suas principais características são transmissão na frequência de 5GHz, modulação por OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), velocidade de até 54Mbps (Megabits por segundo) e curto raio de abrangência em relação aos padrões posteriores.
Um detalhe, de acordo com o Guia do Hardware, é que 54Mbps é a velocidade "bruta" de conexão, já que a velocidade real fica em torno de 24 a 27 Mbps. Além disso, a mesma fonte cita que ao misturar placas dos padrões A e B, a velocidade de toda a rede fica nivelada pela tecnologia B, de 11Mbps. Este padrão ainda permite a utilização de 8 canais simultâneos, o que permite que mais pontos de acesso (access points – APs) sejam instalados no mesmo ambiente, sem que haja perda de desempenho.
IEEE 802.11b
Este foi o primeiro padrão a ser criado dentro do 802.11, acabando com a "orgia" de padrões proprietários e incompatíveis entre si, que havia até então neste nicho de mercado. Recebeu o subtipo B, por que começou a ser desenvolvido após o A, mas acabou sendo lançado antes dele, no ano de 1999.
Suas principais características são: transmissão em 2.4GHz, modulação por DSSS (Direct-Sequence Spread Spectrum), velocidade de 11Mbps e abrangência maior que a o padrão A (devido à frequência de transmissão mais baixa). Assim como citado no Guia do Hardware, por possuírem um overhead muito grande devido à modulação do sinal, checagem e retransmissão de dados, as taxas de transmissão não passavam de 750Kbps. Além disso, quanto mais o usuário se distancia do AP, a velocidade cai para 5 , 2 e 1 Mbps, até se perder completamente.
A DLink criou uma evolução para este padrão chamando-a de 802.11b+, porém o mesmo não foi aceito pelo IEEE. Mesmo assim a empresa passou a fabricar dispositivos com sua própria melhoria do 802.11b original. Esta melhoria da DLink conseguia expandir a velocidade do padrão B para 22Mbps, porém esta marca só podia ser conseguida em curtas distâncias e se todos os dispositivos de comunicação fossem B+. Caso um deles fosse B apenas, a velocidade passava a ser nivelada pelo dispositivo mais lento, ou seja, a rede inteira passava a operar em 11Mbps.
Por trabalhar na frequência de 2.4GHz, dispositivos que utilizam este padrão tendem a sofrer muito com interferência, já que outros aparelhos como fornos de microondas e telefones sem fio operam nesta frequência. Em contrapartida, aparelhos que usam este padrão tendem a ser mais baratos.
IEEE 802.11g
Lançado 2003, este padrão une as melhores características dos padrões A e B. Do A, a mesma modulação, OFDM e a velocidade de transmissão (54Mbits) proveem uma melhoria considerável contra os 11Mbps do padrão B. Já do B, vem a frequência de transmissão (2.4GHz), que provê um maior alcance da rede e compatibilidade direta com este padrão.
Na época de escrita deste texto, a maioria dos dispositivos de redes WLAN são disponibilizados com suporte aos protocolos A, B e G. Sendo assim, não é difícil encontrar uma rede que funcione sob este padrão. Contudo, caso um dispositivo B se conecte a uma rede G, toda a rede passará a trabalhar a 11Mbps (nivelamento pelo mais lento).
IEEE 802.11n
Assim como o padrão G substituiu o B, a tendência é que o N substitua o G. Atualmente alguns dispositivos são vendidos com suporte a versões preliminares deste padrão (drafts), porém a versão final do mesmo ainda não foi lançada (segundo a Wikipédia, o lançamento deve ocorrer em dezembro de 2009).
As principais características deste padrão são: transmissão em 2.4 e/ou 5GHz (leia este texto para mais informações), utiliza a tecnologia MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), onde várias antenas são usadas para transmitir e receber dados, aumentando consideravelmente a velocidade de conexão, modulação por OFDM, velocidade de até 600Mbps e alcance maior que o padrão G.
Se as especificações deste protocolo forem condizentes com o seu funcionamento, ele poderá se tornar um substituto não só para o padrão G, como para a maioria das LANs cabeadas. Levando-se em consideração que a Fast Ethernet, que constitui atualmente a maior parte das redes locais de pequenas e médias empresas e residências, atinge até 100Mbps, o IEEE 802.11n superaria com folga as espectativas dos seus usuários, tanto nas questões de velocidade e abrangência de sinal, quanto em estética e facilidade de instalação.
Quem já trabalhou com redes cabeadas sabe como é complicada a passagem de cabos, pois nem sempre o melhor caminho entre um ponto e outro pode ser feito (e.g., vigas), além de ser custoso, tanto em termos de mão de obra, quanto em termos financeiros. Já a estética conta muito, tanto em casas, quanto em empresas (quem se sentiria bem em levar uma visita/cliente para ver sua casa/empresa e este dar de cara com várias canaletas ou cabos passando de um lado para outro?).
Segurança
Em uma rede cabeada, para que um computador tenha acesso à mesma, ele deve se conectar a um ponto de rede. Já no caso de uma rede sem fio, onde o sinal é distribuido como em uma estação de rádio, qualquer computador que esteja no raio de alcance do sinal, conseguirá acessar a rede. Isto coloca em evidência uma grande preocupação com relação a qualquer tipo de redes: segurança.
É lógico que apenas obter o sinal não garante que alguém tenha acesso a uma rede, mas não é muito difícil para um entendido de computação obter informações sobre o endereçamento IP da rede, seja via engenharia social, seja via sniffing. Neste caso, como controlar o acesso à rede sem fio?
Desde que foram criadas, as redes sem fio do padrão IEEE 802.11 trazem a tecnologia WEP (Wired Equivalent Privacy), que usa uma chave de segurança para controlar o acesso à rede. Assim, qualquer computador que obtenha o sinal de rede, precisa usar a chave de autenticação, fornecida pelo administrador da rede aos seus usuários, para que possa obter acesso. O comprimento dessas chaves de segurança pode ser de 64 ou 128 bits (alguns equipamentos específicos permitem até 256 bits, mas sua lista de compatibilidade é restrita), mas o padrão WEP é considerado inseguro, pois pode ser quebrado com relativa facilidade.
Como forma de melhorar a segurança de redes sem fio, baseado no padrão IEEE 802.11i draft 3, surgiu o WPA (Wired Protected Access), que funciona de forma análoga ao WEP. Enquanto que no WEP era necessário gerar uma senha obscura, com uma combinação de caracteres nada convencional e inseri-la em cada dispositivo que necessitar de acesso à rede, no WPA cria-se uma senha como qualquer outra (de 8 a 63 caracteres) e é esta que deverá ser inserida nos dispositivos da rede. O que provê uma melhor segurança no WPA é o protocolo TKIP (Temporal Key Integrity Protocol – vulgo WEP2). Este protocolo combina uma chave de 128bits com o endereço MAC (Media Access Control) de cada dispositivo da rede que usa o WPA, criando uma combinação única. Além disso, a chave em questão é trocada periodicamente, dificultando possíveis tentativas de quebra da senha.
Neste contexto, ainda existe o WPA2, nova e mais segura versão do WPA original. Apesar de não ser tão usada [ainda], esta nova versão do protocolo permite mais segurança ainda à redes sem fio. Maiores informações sobre o WPA2 podem ser obtidas no site Network World.
O site sobre tecnologia ARS Technica mantém uma página específica sobre segurança de redes sem fio. Àqueles que desejam saber mais sobre o assunto, recomendo a leitura.
Concluindo...
As redes sem fio vieram para ficar e é cada vez mais comum encontrar aparelhos compatíveis com esta tecnologia. Apesar da adoção deste tipo de conexão estar crescendo gradativamente, esta é uma tecnologia em contínuo estado de melhoramento.
Como exposto, os benefícios das redes sem fio são evidentes, como facilidade de conexão, estética e custo total do projeto, mas ainda há problemas. Por exemplo, raio de atuação do sinal (quem já distribuiu redes sem fio em locais fechados e com vários aparelhos eletrônicos sabe do que estou falando), utilização em locais com diversos APs e velocidade de conexão – tudo bem que o padrão IEEE 802.11n vai aumentar consideravelmente a velocidade, mas vale lembrar que as redes cabeadas 10Gb/s Ethernet (IEEE 802.3ae) já conseguem velocidades de até 10Gbps.
Vejo muito caminho a ser percorrido pelas redes sem fio, mas seu futuro é muito promissor!
O IEEE (lê-se Í-Três-É) é uma organização composta por cientistas, engenheiros e estudantes, que desenvolve padrões para a indústria. Esta organização foi a responsável por criar o padrão para conexão de redes locais sem o uso de cabos e este padrão recebeu o código 802.11. O 802 refere-se a uma série de padrões para redes LAN e WAN (Wide Area Networks). Já o 11 é o subpadrão que designa redes sem fio (o padrão Ethernet baseado em LANs cabeadas, por exemplo, é o 802.3).
Em 1999 um grupo de empresas se uniu em torno do protocolo IEEE 802.11 para que o mesmo se tornasse padrão para interligação de redes locais sem o uso de cabos e dessa união surgiu a Wi-Fi Alliance (não há um consenso sobre o significado do termo Wi-Fi, sendo que o mais aceito é que este seria um acrônimo para Wireless Fidelity). Na data de escrita deste texto, há várias empresas de renome fazendo parte desta aliança, como Apple, Microsoft, Sony, Cisco e Nintendo. A lista completa das empresas podem ser vistas no site da associação.
Apesar desta nomenclatura parecer bastante descritiva, há várias formas de implementação destes subpadrões. Por isso, o IEEE designa uma letra para cada tipo de implementação. No caso do padrão 802.11, os padrões mais usados são A, B, G e N, que serão discriminados em seguida.
IEEE 802.11a
Lançado em 1999, este foi o primeiro padrão que começou a ser desenvolvido pelo IEEE dentro do 802.11, mas foi o segundo a ser lançado. Suas principais características são transmissão na frequência de 5GHz, modulação por OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), velocidade de até 54Mbps (Megabits por segundo) e curto raio de abrangência em relação aos padrões posteriores.
Um detalhe, de acordo com o Guia do Hardware, é que 54Mbps é a velocidade "bruta" de conexão, já que a velocidade real fica em torno de 24 a 27 Mbps. Além disso, a mesma fonte cita que ao misturar placas dos padrões A e B, a velocidade de toda a rede fica nivelada pela tecnologia B, de 11Mbps. Este padrão ainda permite a utilização de 8 canais simultâneos, o que permite que mais pontos de acesso (access points – APs) sejam instalados no mesmo ambiente, sem que haja perda de desempenho.
IEEE 802.11b
Este foi o primeiro padrão a ser criado dentro do 802.11, acabando com a "orgia" de padrões proprietários e incompatíveis entre si, que havia até então neste nicho de mercado. Recebeu o subtipo B, por que começou a ser desenvolvido após o A, mas acabou sendo lançado antes dele, no ano de 1999.
Suas principais características são: transmissão em 2.4GHz, modulação por DSSS (Direct-Sequence Spread Spectrum), velocidade de 11Mbps e abrangência maior que a o padrão A (devido à frequência de transmissão mais baixa). Assim como citado no Guia do Hardware, por possuírem um overhead muito grande devido à modulação do sinal, checagem e retransmissão de dados, as taxas de transmissão não passavam de 750Kbps. Além disso, quanto mais o usuário se distancia do AP, a velocidade cai para 5 , 2 e 1 Mbps, até se perder completamente.
A DLink criou uma evolução para este padrão chamando-a de 802.11b+, porém o mesmo não foi aceito pelo IEEE. Mesmo assim a empresa passou a fabricar dispositivos com sua própria melhoria do 802.11b original. Esta melhoria da DLink conseguia expandir a velocidade do padrão B para 22Mbps, porém esta marca só podia ser conseguida em curtas distâncias e se todos os dispositivos de comunicação fossem B+. Caso um deles fosse B apenas, a velocidade passava a ser nivelada pelo dispositivo mais lento, ou seja, a rede inteira passava a operar em 11Mbps.
Por trabalhar na frequência de 2.4GHz, dispositivos que utilizam este padrão tendem a sofrer muito com interferência, já que outros aparelhos como fornos de microondas e telefones sem fio operam nesta frequência. Em contrapartida, aparelhos que usam este padrão tendem a ser mais baratos.
IEEE 802.11g
Lançado 2003, este padrão une as melhores características dos padrões A e B. Do A, a mesma modulação, OFDM e a velocidade de transmissão (54Mbits) proveem uma melhoria considerável contra os 11Mbps do padrão B. Já do B, vem a frequência de transmissão (2.4GHz), que provê um maior alcance da rede e compatibilidade direta com este padrão.
Na época de escrita deste texto, a maioria dos dispositivos de redes WLAN são disponibilizados com suporte aos protocolos A, B e G. Sendo assim, não é difícil encontrar uma rede que funcione sob este padrão. Contudo, caso um dispositivo B se conecte a uma rede G, toda a rede passará a trabalhar a 11Mbps (nivelamento pelo mais lento).
IEEE 802.11n
Assim como o padrão G substituiu o B, a tendência é que o N substitua o G. Atualmente alguns dispositivos são vendidos com suporte a versões preliminares deste padrão (drafts), porém a versão final do mesmo ainda não foi lançada (segundo a Wikipédia, o lançamento deve ocorrer em dezembro de 2009).
As principais características deste padrão são: transmissão em 2.4 e/ou 5GHz (leia este texto para mais informações), utiliza a tecnologia MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), onde várias antenas são usadas para transmitir e receber dados, aumentando consideravelmente a velocidade de conexão, modulação por OFDM, velocidade de até 600Mbps e alcance maior que o padrão G.
Se as especificações deste protocolo forem condizentes com o seu funcionamento, ele poderá se tornar um substituto não só para o padrão G, como para a maioria das LANs cabeadas. Levando-se em consideração que a Fast Ethernet, que constitui atualmente a maior parte das redes locais de pequenas e médias empresas e residências, atinge até 100Mbps, o IEEE 802.11n superaria com folga as espectativas dos seus usuários, tanto nas questões de velocidade e abrangência de sinal, quanto em estética e facilidade de instalação.
Quem já trabalhou com redes cabeadas sabe como é complicada a passagem de cabos, pois nem sempre o melhor caminho entre um ponto e outro pode ser feito (e.g., vigas), além de ser custoso, tanto em termos de mão de obra, quanto em termos financeiros. Já a estética conta muito, tanto em casas, quanto em empresas (quem se sentiria bem em levar uma visita/cliente para ver sua casa/empresa e este dar de cara com várias canaletas ou cabos passando de um lado para outro?).
Segurança
Em uma rede cabeada, para que um computador tenha acesso à mesma, ele deve se conectar a um ponto de rede. Já no caso de uma rede sem fio, onde o sinal é distribuido como em uma estação de rádio, qualquer computador que esteja no raio de alcance do sinal, conseguirá acessar a rede. Isto coloca em evidência uma grande preocupação com relação a qualquer tipo de redes: segurança.
É lógico que apenas obter o sinal não garante que alguém tenha acesso a uma rede, mas não é muito difícil para um entendido de computação obter informações sobre o endereçamento IP da rede, seja via engenharia social, seja via sniffing. Neste caso, como controlar o acesso à rede sem fio?
Desde que foram criadas, as redes sem fio do padrão IEEE 802.11 trazem a tecnologia WEP (Wired Equivalent Privacy), que usa uma chave de segurança para controlar o acesso à rede. Assim, qualquer computador que obtenha o sinal de rede, precisa usar a chave de autenticação, fornecida pelo administrador da rede aos seus usuários, para que possa obter acesso. O comprimento dessas chaves de segurança pode ser de 64 ou 128 bits (alguns equipamentos específicos permitem até 256 bits, mas sua lista de compatibilidade é restrita), mas o padrão WEP é considerado inseguro, pois pode ser quebrado com relativa facilidade.
Como forma de melhorar a segurança de redes sem fio, baseado no padrão IEEE 802.11i draft 3, surgiu o WPA (Wired Protected Access), que funciona de forma análoga ao WEP. Enquanto que no WEP era necessário gerar uma senha obscura, com uma combinação de caracteres nada convencional e inseri-la em cada dispositivo que necessitar de acesso à rede, no WPA cria-se uma senha como qualquer outra (de 8 a 63 caracteres) e é esta que deverá ser inserida nos dispositivos da rede. O que provê uma melhor segurança no WPA é o protocolo TKIP (Temporal Key Integrity Protocol – vulgo WEP2). Este protocolo combina uma chave de 128bits com o endereço MAC (Media Access Control) de cada dispositivo da rede que usa o WPA, criando uma combinação única. Além disso, a chave em questão é trocada periodicamente, dificultando possíveis tentativas de quebra da senha.
Neste contexto, ainda existe o WPA2, nova e mais segura versão do WPA original. Apesar de não ser tão usada [ainda], esta nova versão do protocolo permite mais segurança ainda à redes sem fio. Maiores informações sobre o WPA2 podem ser obtidas no site Network World.
O site sobre tecnologia ARS Technica mantém uma página específica sobre segurança de redes sem fio. Àqueles que desejam saber mais sobre o assunto, recomendo a leitura.
Concluindo...
As redes sem fio vieram para ficar e é cada vez mais comum encontrar aparelhos compatíveis com esta tecnologia. Apesar da adoção deste tipo de conexão estar crescendo gradativamente, esta é uma tecnologia em contínuo estado de melhoramento.
Como exposto, os benefícios das redes sem fio são evidentes, como facilidade de conexão, estética e custo total do projeto, mas ainda há problemas. Por exemplo, raio de atuação do sinal (quem já distribuiu redes sem fio em locais fechados e com vários aparelhos eletrônicos sabe do que estou falando), utilização em locais com diversos APs e velocidade de conexão – tudo bem que o padrão IEEE 802.11n vai aumentar consideravelmente a velocidade, mas vale lembrar que as redes cabeadas 10Gb/s Ethernet (IEEE 802.3ae) já conseguem velocidades de até 10Gbps.
Vejo muito caminho a ser percorrido pelas redes sem fio, mas seu futuro é muito promissor!
Leituras Recomendadas
- Wikipédia – Página da Wikipédia sobre o IEEE 802.11.
- Infowester – Ótimo texto sobre o assunto.
- Guia do Hardware – Conteúdo bastante abrangente sobre o assunto, dividido em seis partes.
Clube de Revista
Gde brother!!!!
ResponderExcluirBela postagem, abriu com chave de ouro o Clube de Revista, abrimos. Agora vamos ao que intereressa.
Seu artigo ficou bem estruturado trazendo informações técnicas de transmissão, protocolo utilizado, padrão de segurança.
Como apresentando em sua conclusão temos redes cabeadas que atingem uma velocidade bem maior. Mais com o aparecimento das redes N, o aumento do mercado irá crescer consideravelmente para as redes sem fio.
Mais em contrapartida sobre a estética apresentada vejo isso com um dos menores problemas. Principalmente em pequenas empresas já existem um recurso investido, mesmo que mínimo, e normalmente os empresários não investem em tecnologia. Até mesmo nos dias de hoje é normal se deparar com redes novell(e nos disseram que só veriamos nas aulas).
Mesmo que os empresários investissem em seus negócios, ainda ficariam descontentes e te perguntariam porque tanta coisa só para conectar a uma pequena rede? Não investiriam o suficiente em infra-estrutura.
Embora seja de uma facilidade imensurável, e você tenha citado as chaves criptografadas entre cliente e servidor para conexão, ainda prefiro o velho e bom cabeamento estruturado. Deixando a parte não de redes sem fio apenas, simulando a criptografia, para acesso via VPN.
Mais sem dúvida é um mercado que irá crescer, mas resta saber se os empregadores irão disponibilizar recursos.
Abraço e parabéns pela postagem.
Fala Maurim!
ResponderExcluirEssa é uma grande verdade: redes de empresas pequenas, não costumam ter investimento. As únicas formas que vejo para que os responsáveis por estes estabelecimentos resolvam investir, é em caso de problemas crônicos com a rede (perda de pacotes por conta de más instalações ou danos em partes das mesmas) ou no caso deles resolverem adquirir uma nova tecnologia (e.g., um sw que exija uma rede melhor).
Por isso eu acho que cabe ao administrador da rede estar atento às novas tecnologias, para poder indicar o melhor caminho a ser tomado.
Interessante você ter tocado no assunto de cabeamento estruturado. Posso dizer que já implementei este trabalho na empresa onde sou empregado e te digo: é um saco! Até que a parte de planejamento, não. Mas ter que ficar atendo onde vão passar os cabos, ter que lidar com problemas de vigas, dutos entupidos devido à falta de planejamento de expansão do prédio... Isso é terrível. Fora ter que aturar obras e pedreiros que adoram uma gambiarra (onde eu trabalho, nem chamamos de gambiarra mais: é ajuste técnico.
Com as redes sem fio, tudo isto acaba. O administrador fica limitado ao planejamento e distribuição do sinal. No máximo à instalação de um repetidor do sinal, para ampliar o raio de atuação do mesmo (o que já fiz e não é difícil). Nada mais.
Além disso, pelo que andei vendo, os preços para criar uma rede cabeada e uma sem fio estão quase iguais e tendendo para tornar as redes sem fio mais baratas ainda.
Creio que o cabo ainda vai permanecer muitos anos no mercado, principalmente em aplicações específicas, onde sinais de rádio não possam ser usados ou onde não se possa usá-los com uma boa qualidade ou mesmo onde seja necessária uma velocidade muito superior à provida pelas redes sem fio ou até mesmo onde haja a necessidade de uma confiabilidade maior quanto à disponibilidade do sinal de rede (é mais fácil cair o sinal da rede sem fio, do que um cabo bem protegido ser partido). Fora isso, acho que as redes sem fio chegaram pra ficar e vejo tudo isso com muito bons olhos!