Dispositivos en WLAN

Laptops y Estaciones de Trabajo

Los dispositivos más comunes utilizados en las WLAN son las estaciones de trabajo, que incluyen tanto laptops como computadoras de escritorio.

La principal diferencia entre computadoras de escritorio y laptops es que los componentes de una laptop son más pequeños. En lugar de ranuras de expansión, hay ranuras PCMCIA, donde pueden insertarse las NIC inalámbricas, módems, unidades de disco duro y otros dispositivos.

Computadoras Móviles, PDAs y Lectores de Código de Barras

Existen tres tipos básicos de dispositivos handheld:

• Basados en teclas
• Basados en punteros
• Montados en vehículos

Los dispositivos handheld permiten a los usuarios navegar en la web, acceder a recursos de la LAN, capturar datos en tiempo real, escanear e imprimir. La computación móvil es ideal para la recolección, el procesamiento y la transmisión de información y datos cuando y donde sea necesario.

Los dispositivos basados en teclas se utilizan para aplicaciones que requieren una entrada manual de datos de caracteres. Tales dispositivos tienen un teclado alfanumérico completo, así como una pantalla LCD. Se encuentran en muchos negocios, incluyendo minoristas, mayoristas y empresas de envíos.

Los dispositivos basados en punteros utilizan un puntero similar a una lapicera y en general no poseen teclado. Están diseñados específicamente para aplicaciones intensivas en información.

Los dispositivos móviles montados en vehículos están pensados para su uso en autoelevadores o carritos móviles. Muchos de estos dispositivos pueden conectarse mediante un puerto a un escáner de código de barras, lo que permite a los operadores transmitir y recibir datos hacia y desde un servidor remoto.

Sistemas Operativos (OS) de Computación Móvil

Incluyen MS DOS, Palm OS, Symbian OS, Windows Compact Edition (CE) y Windows XP Embedded.

DOS es un SO básico y eficiente que ejecuta un programa a la vez. Los otros SOs ejecutan múltiples programas simultáneamente.

Palm OS fue desarrollado especialmente para las PDAs. Symbian OS es un SO de estándares abiertos. Windows CE y Windows XP Embedded son versiones simplificadas de Windows. Windows XP Embedded es sólo para CPUs x86 y su aspecto es similar al de las versiones de escritorio de Windows. Una versión temprana de Windows CE se denominaba Pocket PC.

Otros Dispositivos de Computación Móviles

Los dispositivos móviles pueden basarse en diferentes estándares de tecnología inalámbrica. Es importante utilizar sólo dispositivos que cumplan con 802.11. Las ventajas de hacer esto incluyen interoperabilidad, velocidad, confiabilidad y comunicaciones de datos en tiempo real. Otras consideraciones incluyen la vida y duración de la batería.

Clientes y Adaptadores

La función principal de las NICs inalámbricas es proporcionar comunicaciones de datos transparentes entre otros dispositivos, tanto inalámbricos como cableados. Las NICs operan en la Capa 1 y 2 del Modelo de Referencia OSI. Los adaptadores operan de manera similar a un adaptador de red estándar, excepto que el cable ha sido reemplazado por una conexión de radio.

Existen tres tipos de controladores disponibles para los adaptadores cliente inalámbricos:

• Especificación de Interfaz de Controlador de Red (NDIS): Define un API estándar para las NICs y proporciona una biblioteca de funciones que pueden ser utilizadas por los controladores MAC, así como controladores de protocolo de más alto nivel, como TCP/IP.
• Interfaz Abierta de Enlace de Datos (ODI): Análoga a NDIS, pero específica de NetWare. Se utiliza en entornos Novell NetWare 3.x y 4.x y funciona con NETX o VIMs. Los controladores ODI también funcionan bajo DOS.
• Paquete: Para uso con pilas IP basadas en DOS, como el Software FTP y NetManage.

Windows CE: Requiere una versión compilada separadamente del controlador, basándose en cada procesador y versión. Se soportan los controladores Cisco Aironet para las versiones 2.11 y 3.0 de Windows CE.

Access Points (APs)

El AP opera en las Capas 1 y 2 del Modelo de Referencia OSI, al igual que el bridge inalámbrico y el bridge de grupos de trabajo. Un AP es un dispositivo WLAN que actúa como punto central de una red inalámbrica autónoma. También puede utilizarse como punto de conexión entre redes inalámbricas y cableadas. En grandes instalaciones, la funcionalidad de roaming proporcionada por múltiples APs permite a los usuarios inalámbricos desplazarse libremente, manteniendo un acceso sin interrupciones a la red.

Bridges Inalámbricos

El Bridge Inalámbrico Cisco Aironet Serie 350 conecta dos o más redes ubicadas en diferentes edificios. Proporciona elevadas velocidades de datos y un throughput superior para aplicaciones intensivas en datos, de línea de visión. Los bridges conectan sitios difíciles de cablear, pisos no contiguos, oficinas satelitales, instalaciones de campus, redes temporales y depósitos. Pueden configurarse para aplicaciones punto a punto o punto a multipunto.

Bridges de Grupo de Trabajo

El bridge de grupo de trabajo (WGB) Cisco Aironet 350 se conecta al puerto Ethernet de un dispositivo sin ranura PCI o PCMCIA disponible. Proporciona una única conexión de dirección MAC a un AP y al backbone de la LAN. El WGB Aironet no puede utilizarse en una conexión peer-to-peer; debe comunicarse con un AP. Para utilizar un WGB con múltiples direcciones MAC, el WGB y todos los usuarios deben conectarse a un hub. La unidad seleccionará automáticamente las primeras ocho direcciones MAC que detecta en la Ethernet. Como alternativa, las direcciones pueden introducirse manualmente en una tabla. Las ocho direcciones MAC son estáticas.

Antenas

Las antenas están disponibles en diferentes capacidades de ganancia y rango, amplitudes del rayo y factores de forma. Acoplar la antena correcta al AP correcto permite una cobertura eficiente y una mayor confiabilidad a velocidades de datos más altas. Las antenas operan en la Capa 1 del Modelo OSI, que define las especificaciones eléctricas, mecánicas, procedimentales y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales. Características como niveles de voltaje, temporización de cambios de voltaje, velocidades de datos físicas, distancias máximas de transmisión y conectores físicos, entre otros, están definidos por especificaciones de la capa física.

Ethernet y LAN Cableadas

Una topología WLAN puede ser una extensión de una LAN escalable existente. Las internetworks mejor construidas se diseñan en capas, siguiendo un modelo jerárquico. Los modelos jerárquicos simplifican la administración de la internetwork y permiten controlar el crecimiento, sin pasar por alto los requisitos de la red.

Modularidad

La capa núcleo es la internetwork central de la empresa y puede incluir backbones de LAN y WAN. Su función principal es proporcionar una estructura de transporte optimizada y confiable, enviando tráfico a altas velocidades. La capa núcleo es un backbone de conmutación de alta velocidad. La modularidad facilita los cambios en la internetwork.

Categorías de WLAN

Las WLANs son elementos de la capa de acceso. Se dividen en dos categorías principales:

1. LANs inalámbricas dentro de un edificio
2. Bridging inalámbrico de edificio a edificio

Los productos MAC pueden conectarse a una red cableada y funcionar como aditamento de las LANs tradicionales. Las WLANs también pueden implementarse como LAN autónoma, cuando una red cableada no es factible.

Las WLANs se utilizan generalmente dentro de un edificio, para distancias de hasta 305 m (1000 pies). Proporcionan acceso instantáneo desde cualquier lugar de una instalación, permitiendo a los usuarios hacer roaming sin perder sus conexiones de red.

Redes de Área Local

Las LANs cableadas requieren que los usuarios permanezcan en una única ubicación. Las WLANs son una extensión o un sustituto completo de las redes LAN cableadas tradicionales. En el caso de las WLANs Cisco, los usuarios móviles pueden:

• Desplazarse libremente por una instalación
• Disfrutar de acceso en tiempo real a la LAN cableada, a velocidades de Ethernet cableada
• Acceder a todos los recursos de las LANs cableadas

Conjunto de Servicios (BSS y ESS)

El conjunto básico de servicios (BSS) es el área de cobertura de RF proporcionada por un único AP (también denominada microcélula). Un BSS puede extenderse agregando otro AP. Cuando más de un BSS se conecta a una LAN inalámbrica, se denomina conjunto extendido de servicios (ESS). Agregar un AP también extiende el alcance de un sistema cableado existente.

AP

El AP se conecta al backbone de Ethernet y se comunica con todos los dispositivos inalámbricos del área de la célula. El AP es el master de la célula y controla el flujo de tráfico. Los dispositivos remotos no se comunican directamente entre sí, sino a través del AP. Si una única célula no proporciona suficiente cobertura, se pueden agregar más células para extender el alcance. Se recomienda que las células BSS adyacentes tengan del 10 al 15 por ciento de superposición, lo que permite a los usuarios remotos hacer roaming sin perder conectividad RF. Las células fronterizas deben configurarse con canales o frecuencias no superpuestas para un mejor desempeño.

Repetidor Inalámbrico

En un entorno donde se necesita cobertura extendida, pero el acceso al backbone no es práctico, puede utilizarse un repetidor inalámbrico. Un repetidor inalámbrico es un AP no conectado al backbone cableado. Esta configuración requiere una superposición del 50% del AP en el backbone y en el repetidor inalámbrico.

Roaming

Pasos para asegurar un roaming sin fisuras:

• El cliente envía una solicitud de asociación y recibe una respuesta de todos los APs dentro de su área de cobertura.
• El cliente decide a qué AP asociarse basándose en la calidad y fuerza de la señal, la cantidad de usuarios asociados y la cantidad de saltos requeridos para llegar al backbone.
• Una vez establecida la asociación, la dirección MAC del cliente se guarda en la tabla del AP seleccionado. Si el cliente encuentra dificultades, hará roaming a otro AP. Si no hay otro AP disponible, el cliente reducirá su velocidad de transmisión de datos.
• Una vez que un cliente hace roaming a otro AP, su dirección MAC se guarda en la tabla del nuevo AP, que envía un mensaje broadcast indicando que recibió la dirección MAC.
• El AP original envía cualquier dato para el cliente al nuevo AP.

Factores a considerar al diseñar una WLAN con roaming sin fisuras:

• Cobertura suficiente para toda la ruta.
• Una dirección IP consistente a lo largo de toda la ruta. Si la subred IP para cada AP se encuentra en diferentes switches y está separada por dispositivos de Capa 3, considere utilizar tecnologías de conmutación de Capa 2 como ATM-LANE, ISL o 802.1q para cruzar las VLANs. Esto asegura un único dominio de broadcast para todos los APs.

Proceso de Asociación y Reasociación

Asociación: Cuando un cliente se conecta, emite una Solicitud de Sondeo. Un AP que escucha esto responde con información sobre sí mismo (saltos RF al backbone, carga, etc.). Si más de un AP responde, el cliente decide a cuál asociarse. Los APs emiten ‘balizas’ con información similar a la Respuesta de Sondeo. El cliente escucha todos los APs que puede y construye una tabla con información sobre ellos.

Reasociación: A medida que el cliente se aleja de su AP asociado, la señal se debilita. Al mismo tiempo, la señal de otro AP se incrementa. El cliente se reasocia al AP con mejor señal. Esto también puede ocurrir si la carga de un AP es demasiado alta.

Escalabilidad 802.11b y 802.11a

802.11b: La escalabilidad permite ubicar más de un AP en la misma área, incrementando el ancho de banda disponible. Existen tres canales de 11 Mbps separados. Se pueden lograr hasta 33 Mbps por célula con dispositivos 802.11b, pero los usuarios operan a un máximo de 11 Mbps, ya que sólo se conectan a un AP a la vez.

802.11a: Existen ocho canales no superpuestos de 54 Mbps. La velocidad de datos total agregada teórica es de 432 Mbps por célula, pero cada usuario recibe un máximo de 54 Mbps.

Cobertura y Comparación de AP

A medida que un cliente se aleja de un AP 802.11b, la velocidad de datos disminuye de 11 Mbps a 5,5 Mbps, 2 Mbps y finalmente 1 Mbps, sin perder la conexión. Lo mismo ocurre con 802.11a.

Implementación Multivelocidad

Si se requieren 11 Mbps en todas partes, se deben readjudicar los APs para que sólo los círculos de 11 Mbps se toquen, con alguna superposición. Esto requiere más APs, pero se logra un ancho de banda consistente.

Configuraciones Punto a Punto y Punto a Multipunto

Punto a Punto: Dos LANs pueden ubicarse hasta a 40 km (25 millas) de distancia, con antenas en línea de visión. Obstáculos como edificios o árboles causan problemas de comunicación.

Punto a Multipunto: Se utiliza una antena omnidireccional en el sitio principal y antenas direccionales en los sitios remotos.

Limitaciones de Distancia

Para distancias menores a 1,6 km (1 milla), puede utilizarse el Bridge de Grupo de Trabajo y AP Cisco Aironet 350. Para distancias mayores, se recomienda un bridge por confiabilidad. El estándar 802.11 establece un límite de tiempo para la confirmación de paquetes, considerando un alcance típico de hasta 305 m (1000 pies). Los bridges incrementan esta temporización, violando el estándar 802.11, para operar a mayores distancias.

Topologías WLAN

• Peer-to-Peer (Ad Hoc) (IBSS): Un conjunto de servicios inalámbricos con dos o más PCs, cada una con una NIC inalámbrica, sin AP.
• Infraestructura Básica (BSS): Abarca una única célula y utiliza un AP.
• Infraestructura Extendida (ESS): Dos o más BSSs conectadas por un sistema de distribución común.

Conexión Telefónica y DSL de Estación Base

Telefónica: Permite a dispositivos cableados e inalámbricos acceder al módem e Internet. Funciona como servidor DHCP para hasta 100 clientes.

DSL: Soporta Cable Módem o módem DSL, pero sólo para clientes inalámbricos. El puerto Ethernet se usa para conectar al módem.

VLANs

Las VLANs separan el tráfico, mejoran la utilización del ancho de banda y alivian problemas de escalamiento segmentando la LAN en diferentes subredes.

• Seguridad: Separan sistemas con datos sensibles.
• Tipos de trabajo: Configuran VLANs por departamento o tipo de empleado.
• Flujo de tráfico: Reducen los broadcasts y las ACLs controlan el acceso al tráfico.

Calidad de Servicio (QoS)

QoS da prioridad al tráfico de voz y video para una comunicación fluida. Utiliza eDCF para que el tráfico de alta prioridad acceda primero al medio WLAN, reduciendo el tiempo de espera según la prioridad.