IPv6

O tópico de hoje será sobre o Protocolo IPv6. O que é esse protocolo de internet? Substitui o IPv4 por que? Quais são suas funcionalidades, objetivos e desempenho? E os seus pacotes, muda o formato com relação ao antigo?

Vamos então entender?!

Introdução ao IPv6

Como havia escassez para o IPs, houve uma conferência para determinar o novo tipo de endereçamento de IPs públicos e a recomendação final para o novo Protocolo Internet baseou-se em uma versão revisada do SIPP, que passou a incorporar endereços de 128 bits, juntamente com os elementos de transição e autoconfiguração do TUBA, o endereçamento baseado no CIDR e os cabeçalhos de extensão. O CATNIP, por ser considerado muito incompleto, foi descartado. Após esta definição, a nova versão do Protocolo Internet passou a ser chamado oficialmente de IPv6.

Versões de protocolos que deram origem ao IPv6:

·                     CANTIP: foi concebido como um protocolo de convergência, para permitir a qualquer protocolo da camada de transporte ser executado sobre qualquer protocolo de camada de rede, criando um ambiente comum entre os protocolos da Internet, OSI e Novell;

·                     TUBA: sua proposta era de aumentar o espaço para endereçamento do IPv4 e torná-lo mais hierárquico, buscando evitar a necessidade de se alterar os protocolos da camada de transporte e aplicação. Pretendia uma migração simples e em longo prazo, baseada na atualização dos hosts e servidores DNS, entretanto, sem a necessidade de encapsulamento ou tradução de pacotes, ou mapeamento de endereços;

·                     SIPP: concebido para ser uma etapa evolutiva do IPv4, sem mudanças radicais e mantendo a interoperabilidade com a versão 4 do protocolo IP, fornecia uma plataforma para novas funcionalidades da Internet, aumentava o espaço para endereçamento de 32 bits para 64 bits, apresentava um nível maior de hierarquia e era composto por um mecanismo que permitia “alargar o endereço” chamado cluster addresses. Já possuía cabeçalhos de extensão e um campo flow para identificar o tipo de fluxo de cada pacote.

Figura 1: Logotipo de IPv6.

IPv6 é abreviação de Internet Protocol version 6 ou, em português, Protocolo Internet versão 6. Pode-se dizer que um protocolo consiste num conjunto de regras que permitem a comunicação entre dispositivos. O protocolo é uma “linguagem”. O Protocolo Internet, ou IP, foi criado para permitir a comunicação entre diferentes redes de computadores. O IPv4 tem sido usado na Internet desde 1983.

O IPv6 é o sucessor do IPv4. Ele foi desenvolvido ao longo da última década com essa finalidade. Hoje ele é um protocolo maduro, com algumas vantagens em relação ao IPv4, e suportado pelos principais equipamentos e programas de computador. Sua implantação na Internet já está em andamento.

Prevê-se que ambos, IPv4 e IPv6, funcionem lado a lado na Internet por algum tempo. Mas, a médio ou longo prazo, o IPv6 substituirá o IPv4.

Se compararmos o endereço IP com o endereço de uma casa, com a adoção do IPv6 será como se todas as casas ganhassem um número novo, mas diferente do antigo. Por exemplo, que fosse, ao invés de um número simples, um código baseado em números e letras. Dessa forma as casas teriam ainda seu número antigo e o novo código: eles não se misturariam ou se confundiriam, porque seriam diferentes. Ambos poderiam ser usados para se chegar a um determinado destino. Quando todas as casas recebessem o novo código o antigo poderia, finalmente, ser deixado completamente de lado, pois não teria mais utilidade.

Objetivos e funcionalidades

O principal objetivo era a re-estruturação do formato de endereçamento de modo a atender a carência de alocações públicas. Algumas diferenças de funcionamento apareceram, porém a transparência de comunicação entre as versões foi preservada.

As limitações estão mais presentes nos firmware e softwares dos equipamentos que, em alguns casos, poderá haver a necessidade de substituição ou simplesmente atualização do sistema.

O IPv6 eleva substancialmente a quantidade de endereços válidos para a internet, bem como procura reduzir a utilização de banda de rede com redução de informações no cabeçalho de dados.

Endereçamento IPv6, assim como no IPv4, identifica os nós de uma rede. A grande diferença do novo sistema é que passamos a usar 128 bits com notação Hexadecimal, contendo em oito grupos de dois Bytes e separados por dois pontos (:).

A fim de melhorar a escrita é permitida a simplificação da notação da seguinte maneira: onde houver grupos de zeros, apenas um deles é necessário ser escrito e, os zeros à esquerda de grupos com outros valores, não necessitam ser representados. Veja a representação do endereço acima de forma mais curta: FEDC:0:0:0:8:800:200C:417ª Uma forma mais simplificada de se escrever uma notação de endereço IPv6, é a utilização de um par de “ : “ para representar grupos de zeros consecutivos, conforme apresentado na sequência: FEDC::8:800:200C:417ª.

Cabe ressaltar que somente uma supressão de zeros por “::“ é permitida. Caso apareçam duas sequências de zeros, apenas uma deverá receber esta representação. A outra, será representada por um 0 normalmente.

A rede baseada em IPv6 também pode ser subdividida em sub-redes utilizando notação de barra comum (/) como no IPv4. Alguns prefixos de endereçamento já foram estabelecidos e não devem ser utilizados para endereçamentos comuns.

A notação de endereçamento do IPv6 permitiu aos órgãos de controle designar um prefixo para cada país que por sua vez poderá criar subprefeitos para cara região ou estado.

Protocolos do IPv6

INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL VERSION 6 (ICMPv6)

O protocolo ICMP foi desenvolvido para transporte de diagnósticos sobre a transação de datagramas pela rede. Ele é responsável pelas funções de relatar erros de entrega de datagramas, atualizar tabelas de rotas entre outras.

Com a versão 6 do protocolo, as funções do IGMP e do ARP foram incorporadas a ele, o que o tornou muito mais robusto.

NEIGHBOR DISCOVERY PROTOCOL (NDP)

Esta é uma das grandes funcionalidades do novo ICMP. Ela substitui o protocolo de resolução de endereços (ARP), o ICMP de descoberta de roteador do protocolo de mensagens e o redirecionamento ICMP, que são usados no IPv4. Isso possibilita aos nós da rede determinar os MTUs nos quais seus vizinhos que executam tarefas de roteamento ou redirecionamento estão conectados, configurarem seus endereços automaticamente (DHCPv6), descobrir quem são os gateways de sua rede local, determinar o melhor caminho para envio de seus datagramas a partir de informações dos roteadores vizinhos, entre outras.

Combinando essas funcionalidades, temos um eficiente disseminador de informações na rede.

Cinco tipos de mensagens ICMPv6 foram criados pra facilitar o trabalho do NDP:

• Mensagens de Solicitação de Roteador (Router Solicitation message): essa solicitação é enviada pelo host a fim de solicitar aos roteadores que enviem informações sobre suas rotas. Isso o auxiliará da definição de um gateway padrão.

• Mensagens de Anúncios de Rota (Router Advertisement message): tem como objetivo a divulgação de informações sobre rotas dos roteadores. A disseminação destes dados é feita periodicamente ou quando há uma Mensagem de Solicitação de Roteador.

• Mensagem de Solicitação de Vizinhança (Neighbor Solicitation message):  solicitado pelos nós de origem via multicast, requer informações dos nós vizinhos sobre endereçamentos de portas de saída da rede local, os quais são repassados adiante para outros nós. Para se saber a distância a que estão destes vizinhos, utilizasse mensagens do tipo unicast.

• Mensagem de Anúncio de Vizinhança (Neighbor Advertisement message): é a resposta à Mensagem de Solicitação de Vizinhança enviada ao nó solicitante.

• Mensagens de Redirecionamento: o roteador utiliza-se desta mensagem pra informar aos hosts os melhores caminhos pelos quais eles deverão enviar seus datagramas a fim de atingirem seus destinos.

Compatibilidade entre IPv4 e IPv6

Em virtude da semelhança entre as duas versões do protocolo IP, há a possibilidade de que elas funcionem em conjunto. As preocupações não se prendem somente ao formato do endereço, mas a compatibilidade entre os, a qual deve ser igualmente ajustada.

Em termos de endereço, o IPng define dois modos para compatibilizar o IPv6 com o IPv4:

• IPv4 compatível: trata-se do processo de conversão de endereços propriamente dito, IPv4 para IPv6 e vice versa. São utilizados para comunicação entre duas redes IPv6 com a utilização de uma rede IPv4 como caminho de passagem sem a utilização de “tunelamento”. O processo de conversão de endereços se dá com a inclusão de um endereço IPv4 como, por exemplo, 10.70.4.5 com os 96 bits que faltam para 128 bits (tamanho padrão do IPv6) inseridos à esquerda “setados” em zero da seguinte maneira: 0:0:0:0:0:0:0A:46:04:05 ou simplesmente ::0A:46:04:05. Deste modo, quando o roteador que receber o datagrama, retirar os 96 zeros, ele entrega um pacote convertido para IPv4 na rede compatível.

• IPv4 mapeado: este endereçamento foi desenvolvido para permitir a comunicação entre um host puramente IPv6 com outro puramente IPv4. Seu formato consiste de 80 bits setados em zero, 16 bits em um e o endereço IPv4 do destino. A apresentação deste endereço ficaria da seguinte maneira: 0:0:0:0:0:FFFF:0A46:0405.

Apesar da semelhança entre os resultados, o complemento 0:0:0:0:0:FFFF é o parâmetro que indica que o endereço é mapeado, e não compatível.

Quanto aos cabeçalhos, à maioria dos campos se mapeia diretamente e o que não é possível faz-se um processo de conversão. Ainda há a possibilidade de se ter um host com pilha dupla, ou seja, que é capaz de conversar tanto com equipamentos IPv6 quanto com equipamentos IPv4.

Local ao enlace: são endereços para uso em redes que não se conectam a nenhum outro tipo de rede. Destinado a locais isolados e desprovidos de qualquer serviço de roteamento. Seu prefixo é FE80:: e terminam com o endereço da interface contendo 64 bits.

Local à instalação: assim como no IPv4, alguns endereços são restritos às corporações, como os 192, 10, 168 e 176, e não podem ser roteados para a Internet . Eles possuem uma divisão diferenciada.

FEC0::(subnet):(endereço da interface): onde a subnet possui 16 bits e o endereço da interface, 64 bits.

Figura 2: Comparações de pacotes entre IPv4 e IPv6.

Comparações entre as versões de protocolos

Quando se comparam os dois cabeçalhos observa-se que muitos campos do IPv4 foram suprimidos devido a funções reprojetadas no IPv6.

Campos preservados:

·                    Versão do IP

·                    Tipo de Serviço, agora apresentado como Classe;

·                    Tempo de vida, nomeado de Limite de Saltos;

·                    Protocolo, denominado de Próximo Cabeçalho;

·                    Endereço de Origem;

·                    Endereço de Destino.

Campos integrados

Sinalizador de Fragmento e Identificador de início do Datagrama Fragmentado: agora chamada de Rótulo de Fluxo, campos substituídos:

·                    Tamanho do Cabeçalho e Comprimento Total do Datagrama: no IPv6, o cabeçalho possui tamanho fixo, não sendo mais necessário o cálculo deste. O campo Tamanho do Payload informa qual o tamanho do datagrama já subtraindo os 40 Bytes do cabeçalho.

Campos Eliminados

·                    Identificação: os cabeçalhos de extensão possuem informações mais completas sobre fragmentação, eliminando assim a necessidade de tal campo.

·                    Checagem de erros: entendendo que os níveis superiores tratam a questão de checagem de erros, o IPv6 não trata mais as questões de garantia, apesar de existir um cabeçalho opcional de autenticação que certifica se o datagrama foi recebido sem erros.

Figura 3: Protocolos de comparações entre as versões IPv4 e IPv6.

IPs disponíveis no IPv6

No IPv6, os endereços são representados por números de 128 bits como já disse. Isso significa que há 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 endereços, o que representa cerca de 79 trilhões de trilhões de vezes o espaço disponível no IPv4. Esse número equivale a cerca de 5,6 x 10^28 (5,6 vezes 10 elevado a 28) endereços IP por ser humano, ou ainda, aproximadamente, 66.557.079.334.886.694.389 de endereços por centímetro quadrado na superfície da Terra.

Metade dos 128 bits, no entanto, está reservada para endereços locais numa mesma rede. Isso significa que somente 18.446.744.073.709.551.616 redes diferentes são possíveis.

A grande quantidade de endereços é capaz de atender às necessidades da Internet no futuro imaginável. Ela facilita também o processo de atribuição dos números dentro das redes permitindo, por exemplo, a configuração automática dos endereços IP com base no endereçamento físico das placas de rede.

As alocações mínimas para provedores atualmente são de grandes blocos (/32).

Um bloco /32 é capaz de atender a um total de:

·                     4.294.967.296 redes /64, ou

·                     16.777.216 redes /56, ou ainda

·                     65.536 redes /48.

Os usuários finais que buscam alocações PI (provider independent) podem receber blocos variando entre /48 e /32, conforme a necessidade.

Existem um compromisso entre o tamanho dos blocos alocados e o tamanho da tabela de roteamento. Blocos pequenos demais são inviáveis.

Formato de pacotes do IPv6

IPv6 muda completamente o formato do datagrama IP. Como a figura abaixo mostra, um datagrama IPv6 tem um cabeçalho base fixo seguido de 0 ou mais cabeçalhos extras, seguidos pelos dados [COM 95].

Figura 4: Formato do Datagrama IP.

Embora o IPv6 extenda o IPv4, seu header de pacote é relativamente simples [HIN 95], contendo menos informações que o cabeçalho do datagrama IP da versão 4. Alguns campos do cabeçalho da versão 4 e opções foram substituídos por cabeçalhos de extensão.

Algumas mudanças no header são [COM 95]:

·                    O campo de tamanho de cabeçalho foi eliminado, desde que tem tamanho fixo de 40 octetos, substituído por um campo que indica o tamanho do que se segue ao cabeçalho;

·                    O tamanho dos campos de endereço passaram para 16 octetos;

·                    Informação de fragmentação passaram a estar em cabeçalhos de extensão;

·                    O campo Time-to-live mudou para hop limit.

·                    O campo Service Type mudou para Flow Label

·                    O campo que indicava o protocolo sendo "transportado" passou a ser um campo que indica o próximo header.

A figura abaixo esquematiza o cabeçalho:

Figura 5: Cabeçalho IPv6.

Version: versão do protocolo 4 bits;

Priority: valor da Prioridade 4 bits;

Flow Label: qualidade 24 bits;

Payload Length: tamanho do payload, isto é, o resto do pacote que segue ao IPv6 header, excluindo este, que tem tamanho fixo de 40 octetos. Desta forma o datagrama IPv6 pode ter até 64 k 16 bits;

Next Header: identifica o próximo header, isto é, o protocolo acima do IP. Usa os mesmo valores da versão 4, mas vem em substituição ao campo Protocol da versão 4 8 bits;

Hop Limit: número máximo de hops pelos quais o pacote pode trafegar. Decrementado em 1 a cada novo hop. Quando seu valor é igual a 0 o pacote é descartado 8 bits;

Source Address: identifica o endereço origem do pacote 128 bits;

Destination Address: identifica o endereço destino do pacote (nem sempre o destino final, no caso de um header opcional de roteamento estar presente 128 bits.

Transição do IPv4 para o IPv6

Na transição do IPv4 para o IPv6 é necessária à coexistência e interoperabilidade entre ambos os protocolos e para isso é necessário o uso de tecnologias auxiliares, conhecidas como técnicas de transição. A necessidade de coexistência ocorre em diferentes cenários, cada qual com características e demandas singulares e uma técnica de transição isoladamente normalmente não é capaz de atender simultaneamente a todos. Assim, o primeiro passo para entender as técnicas de transição é entender os cenários existentes, as necessidades apresentadas e as dificuldades envolvidas.

A enumeração dos cenários a seguir é uma generalização e extensão da enumeração feita na RFC 6144. Contudo, enquanto esta RFC trata apenas de cenários utilizados com soluções de tradução, os mesmos são aqui usados para descrever também situações onde soluções de tunelamento podem ser aplicadas.

Figua 6: Transição entre IPv4 e IPv6.

Mudanças que com certeza vão afetar você, de forma direta ou indireta – principalmente devido aos benefícios que a mesma proporcionará.

Na área de Telecomunicações, o universo relacionado à IPv6 também está cada vez mais em foco, e será com certeza assunto presente em um futuro bem próximo.

O IPv6 não foi planejado para substituir o IPv4, e sim para resolver os problemas do mesmo. Ele não possui interoperabilidade com o IPv4, ou seja, eles são ‘incompatíveis’, mas ambos vão existir em paralelo por um bom tempo.

Então, um dos principais desafios será em relação à comunicação entre as redes, que deverá aproveitar a infraestrutura IPv4 existente.

Embora o IPv4 não tenha interoperabilidade com o IPv6, os mesmos precisam de alguma forma se comunicar, ou seja, o IPv6 precisa de certa ‘compatibilidade’ com a versão anterior.

Nesse caso, os pacotes IPv6 são re-empacotados no formato IPv4, enviados através dos hosts IPv4, e desempacotados quando atingirem o seu destino IPv6.

Naturalmente, nesse exemplo, não teremos por exemplo como ter as facilidades de prioridade e controle de fluxo.

De qualquer forma, esta foi apenas uma técnica, e muita coisa já mudou desde que o IPv6 foi concebido. À medida que mais pessoas passarem a lidar com o IPv6, é possível que soluções melhores apareçam.

Referências:

http://ipv6.br/entenda/introducao/

http://penta2.ufrgs.br/redes296/ipv6/pacote.htm

http://www.telecomhall.com/br/adeus-ipv4-ola-ipv6.aspx

IPv6 versus IPv4: Características, instalação e compatibilidade / Elisnaldo Santiago Prazer; Professor orientador MSc. André Calazans Barreira. – Guará: [s. n.], 2007. 120f. : il.

Abraço a todos. J

VLAN

Olá, o tema de hoje é sobre VLAN, do termo Virtual Local Area Network ou Rede Local Virtual, ou seja, uma rede local que agrupa um conjunto de máquinas de maneira lógica e não física. Rede lógica independente da localização física dos utilizadores. Com um único domínio de difusão (broadcast) separados. Ou seja, criando vários domínios de brodcast em vez de um como acontece no switch.

As VLANs são baseadas em agrupamento de portas dos comutadores, grupos de endereços MAC, tipo de protocolo utilizado (IPX, IP, NetBEUI, etc.), endereços de rede (ex. Subredes IP), grupos de Multicast IP e combinação das anteriores.

Para explicar melhor, pensamos sobre uma topologia onde existe apenas switches ethernet ou em segmentos que contenham muitas portas, é conhecido como topologia de rede simples. Nela, possuímos apenas um domínio de broadcast. Isso significa que todos os dispositivos conectados aos switches, receberão os pacotes de broadcast. Isso em uma rede com poucos dispositivos, não é problema, mas dificulta quando aumentamos a quantidade de dispositivos conectados. Para solucionar esse problema, foi criada a técnica conhecida como VLAN. Ela é utilizada na segmentação de redes. O termo VLAN refere-se a criação de LAN”s virtuais em um mesmo equipamento ou pilha de equipamentos de rede. Com isso pacotes de broadcast só são recebidos pelos dispositivos pertencentes a uma determinada VLAN.

Figura 1: Exemplo de VLAN.

Resumindo várias VLAN's podem existir em um mesmo comutador (switch), de forma a dividir uma rede local (física) em mais de uma rede (virtual), criando domínios de broadcast separados. Uma VLAN também torna possível colocar em um mesmo domínio de broadcast, hosts com localizações físicas distintas e ligados a switches diferentes.

Redes virtuais operam na camada 2 do modelo OSI. No entanto, uma VLAN geralmente é configurada para mapear diretamente uma rede ou sub-rede IP, o que dá a impressão que a camada 3 está envolvida.

Enlaces switch-a-switch e switch-a-roteador são chamados de troncos. Um roteador ou switch de camada 3 serve como o backbone entre o tráfego que passa através de VLAN's diferentes.

As VLAN’s podem ser implementadas estáticas ou dinâmicamente.

VLAN Estáticas: são baseadas em portas, ou seja, você diz que qualquer dispositivo que se conecte a uma determinada porta do switch pertence a uma determinada VLAN. Os utilizadores são assignados por portas. As VLANs são facilmente administradas. Aumenta a segurança entre as VLANs. Os Pacotes não se “espalham” pelos outros domínios.

Figura 2: VLAN estática.

VLAN Dinâmicas: são baseadas em endereços MAC. O administrador da rede, deve previamente cadastrar os endereços MAC das estações e associar os mesmos a suas respectivas VLAN’s. Com isso, quando o usuário plugar seu micro na rede, independente da porta, ele será alocado para a VLAN correta. As VLANs atribuídas desta forma, de acordo com as politicas definidas. Baseadas nos endereços MAC, endereços IP, tipo de protocolo ou combinação de várias regras: MAC + Porta + IP; MAC + Porta; Porta + Protocolo, etc. Menos administração no bastidor. Permite mobilidade.

Figura 3: VLAN dinâmica.

Interligação de uma VLAN

As VLANs não comunicam entre si. O tráfego entre VLANs não é encaminhado por um comutador de nível 2. É necessário usar um router para comunicação inter-VLANs. Router externo com múltiplos interfaces, ou com uma única interface, e/ou um Router integrado no comutador (switch/router).

Os routers permitem conectividade entre diferentes VLANs. Permitindo também a interligação com outras partes da rede que também se encontrem logicamente segmentadas através de subredes e interligação com outras redes exteriores.

As vantagens e desvantagens da VLAN

A VLAN permite definir uma nova rede acima da rede física e a esse respeito oferece as seguintes vantagens:

• Mais flexibilidade para a administração e as modificações da rede porque qualquer arquitetura pode ser alterada por simples parâmetros dos comutadores
• Ganho em segurança, porque as informações são encapsuladas num nível suplementar e são eventualmente analisadas
• Redução da divulgação do tráfego sobre a rede.

As desvantagens são complexidade elevada pode levar o administrador a desistir das VLANs. Sem software de gestão as VLANs tornam-se difíceis de gerir.

Padrões das VLANs

As VLAN são definidas pelos padrões IEEE 802.1D, 802.1p, 802.1Q e 802.10. Para mais informações, é aconselhável consultar os documentos seguintes :

• IEEE 802.1D
• IEEE 802.1Q
• IEEE 802.10

Implementação de uma VLAN na camada 2 (OSI)

Existem duas formas conhecidas de se implementar comunicação entre VLAN’s diferentes: com um switch de camada 3 ou com um roteador.

O cenário mais econômico é implementando em router com subinterfaces por causa da falta de interfaces físicas. O exemplo abaixo é um cenário básico com duas VLAN’s 10 e 20 (gestão e administração) que necessitam se comunicar entre si. Por questões de segurança trocou-se a interface VLAN de gestão para uma diferente da 1 no nosso caso a 90.

Figura 4: VLAN de gestão e administração.

Protocolos de Implementação

Atualmente existem dois protocolos amplamente usado na configuração de VLANS. Estes protocolos são utilizados em troncos (trunk links) de ligação entre swicthes.

ISL – InterSwicth Link

Este é um protocolo proprietário da Cisco usados em um enlace trocno. Quando o swicth está configurado para usar este protocolo, ele encapsula os pacotes que saem pela interface trunk com um cabeçalho e um trailer característico do protocolo. De forma que qualquer outro switch que seja conectado a essa porta trunk e esteja configurado com o ISL consiga desencapsular o pacote e encaminhá-lo para a VLAN correta. O ISL adiciona no Header do pacote um quadro chamado de VLAN ID, que é preenchido pelo ID da Vlan o qual o quadro pertence.

802.1D – Bridging e STP

Este standard define a operação da bridge: source learning, forwarding, aging  e stp.

O STP garante: a existência de um caminho único entre duas estações uma elevada tolerância a falhas reconfiguração automatica da rede na situação de falha.

STP - Spanning Tree Protocol

Entre 2 redes logicas existe apenas 1 caminho activo (Forwarding) e o resto dos caminhos então no modo de bloqueio (Blocking).

Existem 3 estados para o protocolo convergir: listening (15 seg), learning (15 seg), forwarding/blocking. Assim, o standard 802.1d STP demora cerca de 30 seg. para reconstruir a árvore.

802.1Q

Este é o protocolo padrão do IEEE. Ele é aberto e é implementado pela maioria dos fornecedores de soluções de network. Ele funciona semelhante ao ISL, adicionando um header e um trailer ao pacote. O padrão 802.1q introduz a técnica conhecida como tagging e o conceito de VLAN nativa. Em um enlace tronco, é definida uma VLAN Nativa a qual não recebe a marcação (tagging). Ela não precisa estar rodando o protocolo 802.1q para poder desencapsular os pacotes.

Espero que tenham gostado e até a próxima. :)

Referências:

http://www.cisco.com/warp/public/537/6.html

http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/idg4/nd2012.htm

http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.1Q-1998.pdf

http://imasters.com.br/artigo/3279/redes-e-servidores/vlan--virtual-lan/

http://pt.kioskea.net/contents/289-vlan-redes-virtuais

Wireless Local Area Network - Acesso ao Meio

Bom, para começarmos vamos falar sobre a Wireless Local Area Network, no qual permitem integrar diferentes dispositivos sem a necessidade de cabos. Proporcionando a mesma funcionalidade que as redes locais cabeadas (LAN). As redesWLAN utilizam ondas de rádio para transmitir informação. Também conhecida como:Wireless Fidelity ou Wi-Fi.

Figura 1: Símbolo Wi-Fi.

Dentro da arquitetura IEEE 802.11, consiste em vários componentes que interagem para prover uma rede local com suporte à mobilidade de estações de modo transparente para as camadas superiores.

O conjunto básico de serviços (Basic Service Sel, BSS) é o bloco fundamental de construção da arquitetura do 802.11. Um BSS é definido como um grupo de estações que estão sobre o controle direto de uma única função de coordenação que determina quando uma estação pode transmitir e receber dados.

O padrão IEEE 802.11 define as regras relativas à subcamada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) e camada física (PHY). Da mesma forma as camadas superiores não percebem as particularidades da subcamada MAC e de seus possíveis níveis físicos.

Na camada de enlace, são definidos os protocolos de acesso ao meio DFWMAC (Distributed Foundation Wireless Media Access Control), PCF (Point Communication Function), CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance.

No 802.11 existem dois tipos de redes sem fio:

·         Uma rede Ad-hoc e composta somente por estações dentro de um mesmo BSS que se comunica entre si sem a ajuda de uma infraestrutura. Qualquer estação pode estabelecer uma comunicação direta com outra estação no BBS sem a necessidade que a informação passe por um ponto de acesso centralizado. O padrão 802.11 refere-se a uma rede Ah-doc como um BSS independente, um exemplo típico e de duas ou mais pessoas juntas em uma sala não equipada co LANS sem fio, fazendo seus computadores se comunicarem diretamente.

·         Já em uma rede Infraestruturada, e utilizado um ponto de acesso que e responsável por quase toda a funcionalidade de rede. De modo a aumentar a cobertura de uma rede infraestruturada, vários pontos de acesso podem ser interligados através de um Backbone chamado sistema de distribuição (distribution system). O conjunto de pontos de acesso e dos sistemas de distribuição e definido como um conjunto estendido de serviços (Extended Service Set, ESS).

Desafios que precisavam ser enfrentados:

•   Descobrir uma banda de frequência adequada que tivesse disponível, de preferência em todo mundo;
• Lidar com o fato de que os sinais de radio tem um alcance finito;
•  Assegurar que a privacidade dos usuários seria mantida;
•   Levar em conta a duração limitada da bateria;
• Considerar a segurança humana (ondas de radio causam câncer);
• Construir um sistema com largura de banda suficiente para ser economicamente viável.

Já na camada de física, são encontrados os pacotes que são transmitidos em canais de: frequência de rádio e infravermelho. E a estrutura física é baseada na divisão da área de cobertura da rede em células.

·         BSA (Basic Service Area) ou Área Básica de Serviço, no qual o tamanho da BSA (célula) depende das características do ambiente e da potência dos transmissores/receptores usados nas estações. Também representa um conjunto básico de serviços para determinado grupo de estações comunicando-se por radiodifusão em uma BSA.

·         STA (Station) ou Estação, que é um conjunto de estações de trabalho que se comunicam entre si dentro de uma BSS.

·         Ponto de acesso (Access Point – AP): são estações especiais responsáveis pela captura das transmissões realizadas pelas estações de sua BSA. Pode ser utilizado como ponte para estações localizadas em outras BSAs. Coordena a comunicação entre as STAs dentro de uma BSS.

·         DS (Distribution System) ou Sistema de distribuição: representa uma infraestrutura de comunicação que interliga múltiplas BSAs para permitir a construção de redes cobrindo áreas maiores que uma célula.

·         ESA (Extended Service Area) ou Área de Serviço Estendida: representa a interligação de vários BSAs pelo sistema de distribuição através dosAPs.

·         ESS (Extended Service Set) – ou Conjunto de Serviço Estendido: representa um conjunto de estações formado pela união de vários BSSs conectados por um sistema de distribuição. Um host sem fio se comunica com a estação base.

Figura 2: Funcionamento da rede sem fio.

Modos de Acesso ao Meio em Redes sem Fio

Existem dois modos de Acesso ao Meio em Redes sem Fio. O primeiro, chamado DCF (Distributed Coordination Function - função de coordenação distribuída) não usa nenhuma espécie de controle central (nesse aspecto, ele é semelhante ao padrão Ethernet). O outro modo de operação é chamado PCF (Point Coordination Function função de coordenação de ponto) que utiliza a estação base para controlar toda atividade em sua célula. Todas as implementações devem aceitar a DCF, mas a PCF é opcional.

O DCF mecanismo básico de acesso ao maio no 802.11, e de modo simples, em acesso múltiplo com detecção de portadora evitando colisões com reconhecimento positivo. Existem dois tipos de DCF no padrão: o baseado no CSMA/CA (obrigatório) e outro (opcional) que também utiliza pedidos e permissões para transmitir dados (Requiest To Send – RTS e Clear To Send – CTS).