Jorge S. García Guibout Redes Inalámbricas REDES INALÁMBRICAS.
Redes Inalámbricas
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Redes Inalámbricas
Redes Inalámbricas
Funcionan en varias bandas de operación, siendo las mas comunes 900 MHz, 2.4 y 5.8 GHz, actualmente cuentan con altas velocidades de transmisión (54,108 Mbps) por lo que se utilizan frecuentemente como infraestructura en el transporte de servicios de Datos, Voz (Telefonía) y Video. Conocidos como Triple Play.
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Topologías de RedesTopología de Bus LinealInformación viaja a través de todas las PC’sComparten cable por ende ancho de bandaProblemas en el cable o PC’s interrumpen la
comunicación
Bus
IBM CompatibleWorkstation
WorkstationWorkstation Workstation
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Topologías de RedTopología de AnilloMismas deficiencias de una topología de busA diferencia del bus lineal este cierra el lazo y
no utiliza terminadores de impedancia
IBM Compatible
Workstation
Workstation
Workstation Workstation
Anillo
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Topologías de RedTopología de EstrellaTodos los equipos se interconectan a través de
un equipo de comunicación (Hub, Switch)Permite desconectar un componente sin
afectar a los demás
IBM CompatibleWorkstation
Workstation
Workstation Workstation
Estrella
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Topologías de RedSistemas HíbridosLas diferentes topologías son compatibles
entre si utilizando adaptadores
HUB
IBM CompatibleWorkstation
Workstation
Workstation Workstation
IBM Compatible
Workstation
Workstation
Workstation Workstation
Ring
BusIBM CompatibleWorkstation
WorkstationWorkstation Workstation Híbrido
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Equipos de ComunicaciónConcentrador (Hub) Topología Bus-EstrellaConexión en bus lógico de todos los
dispositivosReparten el ancho de banda disponible entre
todas las terminalesFísicamente idénticos a los switches LAN
Hub
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Equipos de ComunicaciónSwitch LAN (Topología Bus-Estrella)Mayor inteligencia que un concentradorOtorga el ancho de banda disponible a todos
los dispositivos por lapsos de tiempo.Capacidad de almacenar tablas de direcciones
MAC dirección física de cada NIC (ARP= Address Resolution Protocol)
Switch
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Equipos de ComunicaciónRuteadores o EncaminadoresCuenta con la inteligencia de un SwitchPermite enlazar redes con diferentes
protocolos y de diferentes grupos de redesFísicamente similar a un Hub o Switch pero
cuentan con un puerto para WAN
Ruteador
Protocolos de Red
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¿Qué es un Protocolo?
Un Protocolo de Red es un conjunto de reglas que deben seguir los datos de comunicaciones en una red para realizar distintas transacciones.
Se usan muchos protocolos en el mundo de las redes, de hecho, casi cualquier actividad sobre la red debe seguir un protocolo de alguna manera u otra.
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Protocolos Comunes
Protocolo de Control de Transmisiones /Protocolo de Internet (TCP/IP)
Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP)
Protocolo simple de transferencia de correo (SMPT)
Protocolo de configuración dinámica de equipos anfitrión (DHCP)
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Protocolos Comunes
TCP – Divide los datos en pequeños paquetes. Cada paquete es enviado y revisado por posibles errores. Lleva control de la secuencia de paquetes.
IP – Define la forma en que se asignan las direcciones a los datos que van desde el origen hasta el destino.
UDP – Divide los datos en pequeños paquetes también como el TCP, al enviar el primer paquete, espera su ACK, al recibirlo, envía todos los demás sin esperar ACK, es decir, este protocolo no revisa si llegan o no los demás paquetes a su destino.
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TCP / IPDirecciones IP Las direcciones IP se conforman aún de 4 octetos (IPv4) pero
la IPv6 ya se está empezando a utilizar debido a los avances tecnológicos (se conforma de 6 octetos).
Cada octeto puede llevar un valor del 0-255 (IPv4), pero el 0 y el 255 están reservados.
Existe un número teórico de direcciones posibles de 4.3 millones en el IPv4 (2^32).
IPv6 incrementará mucho más la capacidad de usuarios que puedan interconectarse, en una enorme cantidad, además de mejorar considerablemente el desempeño del Internet (2^128).
Las direcciones IP tienen más de 65000 Puertos que pueden ser utilizados.
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IPv4 vs IPv6 Las representación de las direcciones cambia enormemente
y pasan de estar representadas por 4 octetos separados por puntos a estar divididas en grupos de 16 bits (representadas como 4 dígitos hexadecimales) separados por el carácter dos puntos.
Ejemplo:La web de www.syscom.com.mx en IPv4 es 148.223.3.130En IPv6, una IP se representa: 2002:450:D9:10:2A:525:78C:71Siendo su representación completa: 2002:0450:00D9:0010:002A:0525:078C:0071 Y en Binario: 0010 0000 0000 0010-0000 0100 0101 0000-0000 0000 1101 1001-0000 0000
0001 0000 -0000 0000 0010 1010-0000 0101 0010 0101-0000 0111 1000 1100-0000 0000
0111 0001
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TCP / IPDirecciones IP (IPv4)
Privadas Estáticas
Dirección IP y a su vez en Públicas
Dinámicas
Y además, se dividen en 5 Clases:
A 10.0.0.0 a 10.255.255.255 B 172.16.0.0 a 172.31.255.255 C 192.168.0.0 a 192.168.255.255 D Reservada E Experimental
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Direcciones IPClase A (16, 581, 375 Host)
10 .x .x .x Net ID Host
255 .0 .0 .0Clase B (65, 025 Host)
172 .16 .x .x Net ID Host255 .255 .0 .0
Clase C (254 Host)192 .168 .1 .x Net ID Host255 .255 .255 .0
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Direccionamiento IPUna dirección IP es el nombre único con el cual
se identifica a una PC en una redEste nombre se compone de 4 octetos, valores
validos del 1 a 254También se requiere de una mascara de subred,
para limitar la cantidad de equipos en un grupo de red
Dirección IP 192.168.254.145Mascara de Subred
255.255.255.0
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Direccionamiento IPDirecciones IP Homologadas: Direcciones IP que
son disponibles y validadas en InternetDirecciones IP no Homologadas: Direcciones IP que
son solo validas para redes LAN PrivadasEl número de IP’s homologadas es limitado y
costosoCon 1 IP homologada a través de NAT (Network
Address Translation) podemos enviar varios servicios a internet (radiocomunicación, video, voz, página Web, etc)
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Direccionamiento IPLa mascara de subred limita con el numero de
direcciones IP validas
IP 190. 1. 0. 10 10111110 00000001 00000000 00001010
SM 255. 255. 255. 0 11111111 11111111 11111111 00000000
RED Anfitriones 254
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Direccionamiento IP Si en 1 octeto se tienen valores de: 128 64 32 16 8 4 2 1 = 256
1 1 1 1 1 1 1 1 = 256
¿Por qué solo se tienen 254 valores? El valor 0 y 255 no se pueden usar en
anfitriones debido a que el protocolo IP utiliza los valores:
0 para difusión 255 para broadcast
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Direccionamiento IPA pesar de que los valores de una mascara
mas comunes son 0 y 255 estos no son los únicos valores validos
IP 192. 168. 0. 10 11000000 10101000 00000 000 00001010
SM 255. 255. 248. 0 11111111 11111111 11111 000 00000000
RED Sub Anfitriones Red 1524
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Direccionamiento IP
En el ejemplo anterior, si se tienen 8 valores en la subred
0 0 0 = 0 al 1 1 1 = 7¿Por qué se tienen 1,524 anfitriones y no 8 x 254
= 2,032?
0 0 0 = 0 No Valida0 0 1 = 1 Valida0 1 0 = 2 Valida0 1 1 = 3 Valida1 0 0 = 4 Valida1 0 1 = 5 Valida1 1 0 = 6 Valida
1 1 1 = 7 No Valida
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Direccionamiento IPSi una página de Internet tiene la dirección
21.11.9.3 y mi computadora tiene una dirección 10.0.0.24 ¿Por qué se tiene acceso?
Para hacer compatibles a redes diferentes se requiere de los ruteadores
Ruteador
PC
10.0.0.24
WEB Site
21.11.9.3
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Puertos
El protocolo TCP soporta el concepto de Puertos, o direcciones especificas para aplicaciones, a los cuales son dirigidos los paquetes a cualquier computadora receptora en particular.
Ejemplo. La aplicación de correo utiliza el puerto 25, las paginas de Web el puerto 80, el 20 y 21 para FTP, el 53 para el DNS, el 23 para Telnet. El MSN Messenger utiliza: 6901 TCP/UDP para Voz, 6891 al 6900 en TCP para envío de archivos (10) y el 1863 para mensajes.
Una dirección IP tiene más de 65000 Puertos.
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En Una red inalámbrica es de suma importancia la correcta selección de la antenas:
- Direccionales ( Rejilla, Plato, Yagi)
- Omnidireccionales
- Sectoriales
AntenasAntenas
Fresnel Zone
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Ganancia
La Ganancia de una antena es el aumento de la potencia radiada y/o recibida por una antena en una dirección determinada comparada con la potencia radiada en la misma dirección por una antena estándar.
Se mide en Decibel y se abrevia dB.
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Ganancia de las Antenas
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Ejemplo de Ganancias
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Instalación de una WLAN La instalación de una WLAN es
relativamente sencilla, tanto en interior como en exterior. En interior, se deben buscar los lugares más céntricos de forma que al propagarse la señal con una antena omnidireccional cubra en su mayor parte o en su totalidad el área deseada.
Dependiendo de esa área, es la antena que se recomienda usar, debido a la ganancia de la antena y a la potencia del equipo de red inalámbrica.
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Pasos a seguir durante la Instalación
1.- Se debe contar con todo lo necesario: equipos WLAN, antenas, protectores contra descargas (Recomendado), protectores de línea de datos (Recomendado, Opcional), jumpers coaxiales (los necesarios), Mástiles o Torres, según sea necesario.
1.1.- Los equipos WLAN de preferencia que soporten PoE, de lo contrario, tendremos que subir la alimentación hasta los equipos.
1.2.- Al momento de interconectar todo el sistema (equipos, antenas, protectores, etc), hay que sellar muy bien todos los conectores, de forma que soporten cambios climáticos.SYSCOM S.A. de C.V. 31
2.- Los equipos se debe de programar en laboratorio y probar el enlace entre ellos, de forma que al hacer la instalación completa se enlacen automáticamente, para realizar las pruebas necesarias al enlace.
2.1- Los parámetros básicos que debe tener un enlace son: un SSID (Nombre de la WLAN), un Canal (Sin Interferencia) y una Clase de IP ya establecida.
2.2- Antes de seleccionar un Canal, se debe hacer con el equipo Suscriptor o Bridge un análisis de los Access Points que detecta, de esa forma nos muestra los canales que se están usando por esos AP y escogemos uno que no estén utilizando para evitar interferencias.
Pasos a seguir durante la Instalación
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3.- Después de realizar las pruebas necesarias al enlace y comprobar que tiene un funcionamiento óptimo, se prosigue a aterrizar los equipos \ accesorios y a sellar las conexiones \ conectores correctamente.
3.1- El PoE debe estar aterrizado correctamente, así como el protector contra descargas, el protector de línea de datos y en algunos casos el mismo equipo WLAN.
3.2- Las conexiones \ conectores deben sellarse correctamente con cinta de caucho de preferencia, para protegerlos de polvo, agua, etc. Una vez ya cubierto con cinta de caucho, se debe de proteger también con cinta aislante de viníl. Una instalación sin sellarse suele tener pérdidas, un bajo desempeño e incluso caídas de la red.
Pasos a seguir durante la Instalación
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AplicacionesAplicaciones
Aplicacion en Clínica / Hospital
Aplicaciones en interiores:
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AplicacionesAplicacionesAplicaciones en interiores:
Bodega / Maquiladora
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AplicacionesAplicacionesAplicaciones en interiores:
Aplicacion para varios pisos (Hotel)
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Áreas de Cobertura InterioresPor el tipo de construcción cambia la distancia:
TipoTipo Barreras (Techos, Barreras (Techos, pisos, paredes) pisos, paredes)
Confiable Confiable (metros)(metros)
Probable Probable (metros)(metros)
Áreas AbiertaÁreas Abierta Vista directaVista directa 120120 200200
Área Semi-Área Semi-abiertaabierta
MaderaMadera
Material sintéticoMaterial sintético
3030 5050
Área CerradaÁrea Cerrada LadrilloLadrillo 1515 2525
Área ObstruidaÁrea Obstruida MetalMetal
ConcretoConcreto
-- 1010
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Aplicaciones
Enlaces dedicados entre Edificios, oficinas, fraccionamientos, etc..
( usados para trasmitir Datos, Voz, Video.)
Edificio BEdificio A
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Beneficios de las WLAN
Movilidad de equipos.Flexibilidad.
Reubicación de equipos sin modificar cableado de red.Crear una nueva red.Agregar más nodos a una red existente.
Fácil y rápida instalación.Evita obras para tirar cableado por muros.
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COSTO Son mas económicas que cualquier línea dedicada.
DSO – 64kbps – Aprox. $7,000 por mesE1 – 2,048 kbps – Aprox. $32,000 por mesADSL – 1Mbps( downlink, uplink128 kbps?) - $400 aprox.
por mes
Edificio BEdificio A
Menos $
Mas $$$
Beneficios de las WLAN
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Desventajas
Áreas de cobertura limitadas.
Velocidad relativamente menor a una red Ethernet (alambrica).
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Consideraciones para un enlace de red inalámbrica en exteriores.
- Línea de vista Zona de Fresnel Curvatura de la tierra
- Potencia de SalidaLos equipos de red inalámbrica cuentan con muy
poca potencia por lo que se debe maximizar el cuidado con las perdidas entre la antena y el Equipo.
Enlaces Externos
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Enlaces Externos
LINEA DE VISTA
Las siguientes obstrucciones pueden hacer pérdida: Situaciones topográficas como montañas. La curvatura de la tierra. Edificios y otras construcciones Árboles
Línea de Vista
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Fresnel Zone
Enlaces Externos
Fresnel Zone
Zona de Fresnel
Es una área elíptica que rodea inmediatamente la línea de vista. Varía y depende de la longitud de la distancia señalada y la frecuencia del señal. La zona de Fresnel puede calcularse, y debe tenerse en cuenta al diseñar un enlace inalámbrico.
Zona de Fresnel
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Superando el efecto Fresnel
- Subir las antenas
Enlaces Externos
Fresnel Zone
Zona de FresnelSubiendo Antenas
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Estándares
Standard IEEE 802.11 Compatibilidad entre marcas, Sirve para que el
usuario pueda elegir entre varias marcas, propiciando esto la competencia y la reducción de costos.
Similar a IEEE 802.3 (Standard Ethernet).
Los Estándares Propietarios únicamente interactúan entre equipos de la misma Marca.
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Modos de Operación
Ad-Hoc
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Modos de Operación
Cliente / Servidor
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Extensiones de 802.11
Extension Banda de Operación Velocidad (throughtput)
802.11b 2.4 - 2.4835 GHz 11 Mbps
802.11g 2.4 - 2.4835 GHz 54 Mbps
802.11a 5 GHz (5.15-5.35 , 5.47-5.725 y 5.725-5.875 GHz ) 54 Mbps
Bluetooth 2.4 - 2.4835 GHz 1 Mbps
900 MHz 902 – 928 MHz 54 Mbps
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WDS (Wireless Distribution System)
WDS (acrónimo inglés de Wireless Distribution System, en español Sistema de Distribución Inalámbrico). El WDS permite la interconexión de puntos de acceso de manera inalámbrica. Esto se describe en el IEEE 802.11.
De esta manera es posible crear una gran red inalámbrica dado que cada punto de acceso se conecta a cualquier otro punto de acceso disponible (que use WDS) y a cada punto de acceso se pueden conectar, de forma cableada o inalámbrica, la cantidad máxima que soporte el aparato, típicamente 256 equipos.
Se requiere que todos los equipos usen el mismo canal de radio frecuencia y si usan cifrado WEP compartan las llaves de la clave.
Los SSID de los puntos de acceso pueden ser diferentes.
52SYSCOM S.A. de C.V.
WDS Aplicación Centralizada
53SYSCOM S.A. de C.V.
WDS Aplicación en Cadena
54SYSCOM S.A. de C.V.
Cosas que debemos Saber
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Cosas que debemos SaberCable Cruzado
Cuando conectamos dos computadoras o equipos sin el uso de un hub o switch, lo hacemos utilizando un cable cruzado.
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Cosas que debemos SaberCable Directo
Cuando conectamos dos computadoras o equipos a traves de un hub o switch, lo hacemos utilizando un cable directo.
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Cosas que debemos SaberPING (Packet Internet Groper)
Programa utilizado para probar el alcance de un destino enviando un mensaje de petición de eco y espera la respuesta.Este termino ya se utiliza como un verbo en el idioma ingles.
Sintaxis: ping <direccion ip>Ejemplo: ping 192.168.1.129
Si al hacer “ping” a una dirección IP éste no es efectivo, hay algún conflicto de IP ó no estamos usando el cable correcto.
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Cosas que debemos SaberTELNET (Telecommunication Network)
Es una aplicación que permite desde nuestro sitio y con el teclado y la pantalla de nuestra computadora, conectarnos a otra remota a través de la red. Lo importante, es que la conexión puede establecerse tanto con una máquina multiusuario que está en nuestra misma habitación o al otro lado del mundo.
Sintaxis: telnet <direccion ip>Ejemplo: telnet 10.1.1.3
Es recomendado hacer “ping” primero para saber si hay o no conexión entre ambos dispositivos.
Si el otro equipo solicita autentificación, no se podrá accesar si no se tienen los datos necesarios (nombre de usuario y contraseña).
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Cosas que debemos SaberFIREWALL
Sistema diseñado para no permitir acceso sin autorización desde o a una Red de Datos.
Puede existir Firewall de Software y de Hardware o combinación de ambos.
Su función principal es restringir o bloquear el acceso a redes privadas desde Internet.
Comúnmente es necesario abrir puertos y direccionarlos a cierta IP en ellos para hacer ruteos y permitir / denegar servicios y/o Aplicaciones.
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Cosas que debemos Saber
Bits, Bytes, MegaBytes, etc..
bit es la unidad mas pequeña puede tener un valor de 1 ó 0.
8 bits = 1 B (Byte)1024 B = 1KB (KiloByte)
1024 KB = 1MB (MegaByte)1024 MB = 1GB (GigaByte)1024 GB = 1TB (TeraByte)1024 TB = 1PB (PetaByte)1024 PB = 1EB (ExaByte)
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Cosas que debemos SaberVPNs (Redes Privadas Virtuales)
Es una red de datos privada que utiliza una red publica para transmitir información de forma segura.
Un ejemplo es enlazar sucursales de bancos en diferentes ciudades utilizando la red de internet como medio de transporte pero utilizando métodos de seguridad y encriptación.
En algunas aplicaciones resulta necesario el uso de VPN ya sea por Software o Hardware.
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