Wireless LAN Fundamentals - SPA

Wireless LAN Fundamentals

3Com University

Versión en Español

Objetivos

Al finalizar este taller Ud.:

• Conocerá

– las diferentes topologías de LAN que es posible implementar con tecnología Wireless LAN

– los distintos dispositivos necesarios para implementar cada topología

– los standards de Wireless LAN: IEEE 802.11, 11a, 11b and 11g

– las dificultades involucradas en la trasmisión y recepción inalámbrica y cómo esas dificultades son resueltas por medio de las tecnologías 802.11

– los distintos esquemas de seguridad disponibles y su evolución

– los detalles de Power Over Ethernet

• Podrá configurar dispositivos Wireless

Agenda

• Teoría– Wireless LAN: Topologías y Dispositivos– Wireless LAN: Standards– IEEE 802.11 – Capa física– IEEE 802.11 – Subcapa MAC – Wireless LAN: Seguridad– Power Over Ethernet– Wireless LAN Devices:

• Arquitectura y Modelo Funcional

• Práctica– Laboratorio de Wireless

Wireless LAN: Topologías y DispositivosMódulo 1

Topologías y Dispositivos

Agenda

• Ad-Hoc

• Infraestructura

• LAN a LAN

Infraestructura(Acceso Wireless a una LAN Ethernet)

ESS: Extended Service Set

BSS: Basic

Service Set

DS: DistributionSystem

Dispositivos

• Clientes– Wireless LAN

PCCard – Wireless LAN

PCI NIC– Wireless LAN

USB Adapter– Client Bridge– Workgroup

Bridge

• De Acceso– Access Point

Ad-Hoc Wireless LANs

Dispositivos

• Dispositivos Cliente– Wireless LAN PCCard – Wireless LAN PCI NIC– Wireless LAN USB Adapter

IBSSIndependent Basic Service Set

Conección LAN a LANDispositivos– Building to Building Bridge

Wireless LAN: Standards

Módulo 3

Agenda

• Standards Wireless

• Wireless LAN– IEEE 802.11– WiFi

Standards Wireless

WPAN: Wireless Personal Area Network

WLAN: Wireless Local Area Network

WBMAN: Wireless Broadband Metropolitan Area Network

Tipo de Red IEEE Standard Otros Standards

WPAN IEEE 802.15 Bluetooth

WLAN IEEE 802.11 WiFi

WBMAN IEEE 802.16 WiMAX

Standard IEEE 802.11

Banda (en GHz) Tasa (en Mbps) Álcance típico de Access Point

(en metros)

802.11b 2.4 – 2.4835 1, 2, 5.5, 11 100 m

802.11a 5.15–5.25, 5.25–5.35 5.725–5.825

6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54

50 m

(sólo indoor)

802.11g 2.4 – 2.4835 1, 2, 5.5, 6, 9, 11, 12, 18, 24, 48, 54

100 m

802.11i Seguridad WLAN

Wi-Fi Alliance

• Organización sin fines de lucro

• Certifica interoperabilidad entre fabricantes

• Más de 200 compañías miembro

• Más de 1500 productos certificados

IEEE 802.11Capa FísicaMódulo 3

IEEE 802.11: Capa Física

Agenda

• Comunicaciones inalámbricas – Principios– Obstáculos

• IEEE 802.11: Opciones de capa física– 802.11– 802.11b– 802.11a– 802.11g

Principios

• Ondas electromagnéticas– Parámetros: Amplitud, Frequencia y fase– Espectro electromagnético

• Modulación: transportando información en unaonda

• Antenas

• Propagación and recepción: – Interferencia

• Regulación del espectro• Bandas RF que no requieren licencia

– Multipath• Línea-vista y la primer área de Fresnel

– Fading

Ondas electromagnéticas

----------------------------------------

--------------------------------------

--

DDVelocidad de la luz

Ondas Electromagnéticas:Parámetros

Frequencia: Ondas por unidad de tiempo

Long de Onda

Am

plitu

d

Diferencia de fase

Modulación

Por frecuencia

Por amplitud

Por fase

0 1 1 0

Espectro electromagnético

Frequencias (GHz)

Radio < 1.00

MicroondasMicroondas 1.00 – 3001.00 – 300

Infrarojo 3.00x102 – 4.30x105

Luz visible 4.30x105 - 7.50x105

Ultravioleta 7.50x105 – 3.00x107

Rayos X 3.00x107 – 3.00x1010

Rayos Gamma > 3.00x1010

Antenas

–Omnidireccional:

–Direccional:

–Bi-direccional (de pasillo):

–Para Cielo Raso:

Antenas Omnidireccionales

•Vista lateral

•Vista superior

Antenas Direccionales

•Vista lateral

•Vista superior

Propagación de Microondas

• Las ondas se propagan alejándose de su fuente siguiendo un camino recto (dentro del lóbulo).

• La intensidad y pureza de la onda que arriba al receptor depende de una serie de factores.

Interferencias

Dispositivo receptor

Regulación del espectro

2400 250024802440

902 928

5100 5200 5300 5400 5500 5600 5700 5800 5900

North & South America

Americas, most of Europe

France

Spain

Japan

U-NII

EuropeHiperLAN1

U-NII

EuropeHiperLAN2*

Japan*

Atenuación en interiores

Multipath

Figura 4— Mapa de intensidad de una señal representativa (IEEE 802.11)

“Rebote de señal”

Propagación de señal en exteriores:Línea-Vista

c

f

xDR

2

1 • R: radio del 1er área de Fresnel• D: Distancia entre antenas: Longitud de onda• f: Frecuencia• c: velocidad de la luz

Antena trasmisora

Antenareceptora

D

R

Ejemplo: Superficie de agua

Superficie de agua (Lago)

R

H

Caso 2: H>R

Superficie de agua (Lago)Antena

receptora

Antena

trasmisora

R

Cas0 1: H<R

H

Técnicas Spread Spectrum

• IEEE 802.11b:– Direct Sequence Spread Spectrum

• IEEE 802.11a– Orthogonal Frequency Division Multiplexing

• IEEE 802.11g DSSS + OFDM– Orthogonal Frequency Division Multiplexing

802.11bDirect Sequence Spread Spectrum

Channel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Low 2,401 2,406 2,411 2,416 2,421 2,426 2,431 2,436 2,441 2,446 2,451 2,456 2,461 2,466

Band Central 2,412 2,417 2,422 2,427 2,432 2,437 2,442 2,447 2,452 2,457 2,462 2,467 2,472 2,477High 2,417 2,428 2,433 2,438 2,443 2,448 2,453 2,458 2,463 2,468 2,473 2,478 2,483 2,488

2.4 MHz Ch 112.462 MHz

Ch 62.437 MHz

Ch 12.412 MHz

IEEE 802.11a - Orthogonal Frequency Division Multiplexing

5 MHz 6 MHz5.150 5.350 5.725 5.8255.250

Channel 36 40 44 48 52 56 60 64 149 153 157 161Low 5,160 5,180 5,200 5,220 5,240 5,260 5,280 5,300 5,725 5,745 5,765 5,785

Band Central 5,180 5,200 5,220 5,240 5,260 5,280 5,300 5,320 5,745 5,765 5,785 5,805 High 5,200 5,220 5,240 5,260 5,280 5,300 5,320 5,340 5,765 5,785 5,805 5,825

IEEE 802.11aOFDM = Multicarrier

802.11a Carrier

52 subcarriers

-26 -21 -7 0 7 21 26

802.11gDSSS + OFDM

802.11b Estaciónsat 11Mbps

802.11g Estaciónsat 54Mbps

Normal Single Carrier Transmission

Single Carrier Preamble + Multicarrier Payload

IEEE 802.11MAC SublayerMódulo 4

IEEE 802.11: MAC Sublayer

Agenda

• Porqué falla CSMA/CD en una LAN Wireless– Estaciones ocultas– Detección de colisiones

• IEEE 802.11: métodos de acceso al medio

• Formato de frames

• Direcciones

• Selección de Canal

• Asociación y Roaming

Acceso al Medio

Métodos de Acceso

PCF (Polling)

DCF (CSMA/CA)

Estaciones ocultas

Estación A

Estación B

Estación C

Access Point

Detección de colisiones

Tx Rx

Un dispositivo no puede detectar sus propias colisiones!

Distributed Coordination Function

RTS

CTS

Data Frame

ACK

Formato de frame IEEE 802.11

Campo Frame Control

Formato de Frame

Ejemplos: Algunos frames de control

Request To SendTipo/Subtipo:

01-1011

Clear To SendTipo/Subtipo:

01-1100

AcknowledgeTipo/Subtipo:

01-1101

Valores de los campos de dirección

To DS From DS Address 1 Address 2 Address 3 Address 4

0 0 DA SA IBSSID N/A

0 1 DA BSSID SA N/A

1 0 BSSID SA DA N/A

1 1 RA TA DA SA

DS Infraestructura

Ad-Hoc

DS Infraestructura

DS LAN a LAN DS

Selección de Canal

1

6

11

1

6

1111

1 11 6

Asociación

1

611

1

6

11

Roaming

WLAN: Seguridad

Módulo 5

Seguridad

Agenda

• Autenticación

• Encriptación (Cifrado)

• Evolución

Estaciónautorizada

Introducción

Área privada

Hacker

Intrusión

“Sniffing”

AutenticaciónCifrado

Autenticación de Estación

EstaciónÁrea privada

SDBMAC

Address List

Association Request

MAC AddressLookup

Association ResponseAccept o Reject

Autenticación de usuario – parte 1

EstaciónÁrea privada

SDBUsuarioID

+Password

Association Request

UsuarioID+Password

Lookup

ID Request

UsuarioID+Pw

Association ResponseAccept o Reject

Funciones de Hashing

Algoritmo de

Hashing

Mensaje

MSG DigestClave

Autenticación de usuario – parte 2

Estación

SDBUsuarioID

+Password

Association Request

UsuarioID+

UsuarioID Request

UsuarioID

Association ResponseAccept o Reject

Password(Auth Clave)

Challenge

ClientMsg Digest

Client Msg Digest

Hash

Challenge

LocalMsg Digest

?=

Área Privada

Hash

Challenge

Password(Auth Clave)

UsuarioID

ChallengeGeneration

Autenticación de tráfico

Estación

Auth Clave

ClientMsg Digest

Hash

LocalMsg Digest

?=Private area

Hash

Auth Clave

Client Msg Digest

Client Message

Client Message

Client Message

Discard

Client Msg Digest

Client Message

Forward to Private Network

ÁreaPrivada

Cifrado (Encriptación)

Estación

Message

Encryption Clave

Encrypt

Cypher Text

Decryption Clave

Decrypt

Message

Evolución de la Seguridad en Wireless LAN

Autenticación Cifrado

Original 802.11

Autenticación de estación MAC Address en SDB local

Nombre: WEP - Wired Equivalent PrivacyAlgoritmo: RC4Clave: 40 bits – Estática

Autenticación de Estación MAC Address

UsuarioLocal UsuarioID+PW SDB

Nombre: WEP - Wired Equivalent PrivacyAlgoritmo: RC4Clave: 128 bits – Estática

Estación o UsuarioLocal o Server based UsuarioID+PW SDB

Nombre: Dynamic Security LinkAlgoritmo: RC4Clave: 128 bits – Dinámica (Proprietario)

WiFi WPA Nombre: IEEE 802.1XUsuario / SDB Server (Radius)Protocolo: EAP

Nombre: WPAAlgoritmo: RC4Clave: TKIP 128-256 bits – DinámicaTKIP: Temporary Key Integrity Protocol

IEEE 802.11i

=

WiFi WPA 2

Nombre: IEEE 802.1XUsuario / SDB Server (Radius)Protocolo: EAP

Nombre: WPA2Algoritmo: AES (Advanced Encryption Standard)Clave: TKIP 128-256 – Dynamic

Power Over Ethernet

Módulo 6

Power over EthernetEndPoint Power Source Equipment

3Com SuperStack 3Switch 4400 PWR

No utilizado por 3Com

3Com Access Point7250, 8000, 8xx0

3Com BaselineSwitch 2226 PWR

Plus

Power over EthernetMidspan Power Insertion

3Com Access Point7250, 8000, 8xx0

3Com Power Over EthernetMultiport Midpan Solution

3Com Power Over EthernetSingle-Port Midpan Solution

(“Power Injector”)

Arquitectura de DispositivosMódulo 7

802.11 Interface(WLAN)

Access Points

802.3Interface(Ethernet)

802.11 Interface(WLAN)

Security

802.1DTranslational

Bridge(Switch)

802.3

Inte

rface

802.3

Inte

rface

802.3

Inte

rface

802.3

Inte

rface

802.1DEthernet Switch

Basic Service SetAssociations

Distribution SystemEthernet LAN

802.11 Interface(WLAN)

Security

Security

EthernetLAN

EthernetLAN

WirelessAssociation

Wireless LAN Bridges

Inte

rface

80

2.3

Inte

rface

80

2.3

Inte

rface

80

2.3

Inte

rface

80

2.3

Ethernet SwitchBridge 802.1D

Inte

rface

80

2.3

Inte

rface

80

2.3

Inte

rface

80

2.3

Inte

rface

80

2.3

Ethernet SwitchBridge 802.1D

802.3Interface(Ethernet)

802.11 Interface(WLAN)

Security

802.1DTranslational

Bridge

802.11 Interface(WLAN)

Security

802.3Interface(Ethernet)

802.1DTranslational

Bridge

Fin