Beneficios de las WLAN

Las WLAN ofrecen diversas ventajas, entre ellas:

• Aumento de la productividad
• Acceso rápido y fácil al correo electrónico y otros recursos laborales
• Reducción de costos

Tecnologías Inalámbricas

Existen diferentes tipos de tecnologías inalámbricas, cada una con un alcance específico:

Redes de Área Personal Inalámbrica (WPAN)

Con un alcance de pocos metros, las WPAN utilizan dispositivos con Bluetooth o Wi-Fi Direct.

Redes de Área Local Inalámbrica (WLAN)

Con un alcance de aproximadamente 30 metros, las WLAN son ideales para hogares, oficinas o campus.

Redes de Área Extensa Inalámbrica (WWAN)

Con un alcance de kilómetros, las WWAN cubren áreas metropolitanas y utilizan tecnologías como la jerarquía de datos móviles o las retransmisiones de microondas.

Tipos de Tecnologías Inalámbricas

Bluetooth

Originalmente un estándar WPAN IEEE 802.15, Bluetooth utiliza un proceso de emparejamiento para la comunicación entre dispositivos a distancias de hasta 100 metros.

Wi-Fi

Un estándar WLAN IEEE 802.11, Wi-Fi proporciona acceso a la red para usuarios domésticos y empresariales, permitiendo el tráfico de datos, voz y video.

WiMAX

Un estándar WWAN IEEE 802.16, WiMAX ofrece acceso a servicios de banda ancha inalámbrica hasta a 50 km de distancia.

Banda Ancha Celular y Satelital

Estas tecnologías también proporcionan acceso inalámbrico a la red.

Radiofrecuencias

• 2,4 GHz (UHF): 802.11b/g/n/ad
• 5 GHz (SHF): 802.11a/n/ac/ad
• Banda de 60 GHz (EHF): 802.11ad

Certificación Wi-Fi

ITU-R

Regula la asignación del espectro de radiofrecuencia y las órbitas satelitales.

IEEE

Define cómo se modula la radiofrecuencia para transportar información y mantiene los estándares para redes LAN y MAN, incluyendo Ethernet 802.3 y WLAN 802.11.

Wi-Fi Alliance

Asociación comercial global sin fines de lucro que promueve el crecimiento y la aceptación de las redes WLAN.

Comparación entre Redes WLAN y LAN

Las WLAN utilizan radiofrecuencia en lugar de cables en la capa física y la subcapa MAC, lo que implica:

• Ausencia de límites físicos como los cables.
• Mayor susceptibilidad a interferencias externas.
• Desafíos inherentes a las tecnologías basadas en ondas.
• Regulación de bandas de radiofrecuencia específica de cada país.

Otras diferencias clave incluyen:

• Conexión de clientes a través de puntos de acceso (AP) o routers inalámbricos en lugar de switches Ethernet.
• Soporte para dispositivos móviles alimentados por batería.
• Gestión de acceso múltiple de hosts a través de radiofrecuencia.
• Formato de trama diferente al de las LAN Ethernet.
• Mayores riesgos de seguridad debido a la naturaleza abierta de las ondas de radio.

Componentes de una WLAN

Una WLAN básica requiere al menos dos dispositivos con transmisores y receptores de radio sintonizados en la misma frecuencia. Las implementaciones típicas incluyen:

• Terminales con NIC inalámbricas
• Dispositivos de infraestructura como routers o AP inalámbricos

Tarjetas de Interfaz de Red (NIC) Inalámbricas

Las NIC inalámbricas, integradas o externas (USB), permiten la comunicación inalámbrica en dispositivos como portátiles, tablets y smartphones.

Router Doméstico Inalámbrico

Estos dispositivos multifunción actúan como:

• Punto de acceso: Proporcionan acceso inalámbrico 802.11a/b/g/n/ac.
• Switch: Ofrecen conectividad Ethernet 10/100/1000 full-duplex.
• Router: Actúan como puerta de enlace predeterminada para la conexión a otras redes.

Topologías de WLAN 802.11

Modo Ad Hoc

Dos dispositivos se conectan directamente sin infraestructura adicional, como en Bluetooth o Wi-Fi Direct.

Modo de Infraestructura

Los clientes inalámbricos se conectan a través de un router o AP inalámbrico, que a su vez se conecta a la red cableada.

Detalles del Modo Ad Hoc

Permite la comunicación peer-to-peer (P2P) sin AP o routers, como en Bluetooth y Wi-Fi Direct.

Detalles del Modo de Infraestructura

Se basa en dos componentes principales:

• Conjunto de Servicios Básicos (BSS): Un único AP que interconecta clientes inalámbricos dentro de su área de cobertura.
• Conjunto de Servicios Extendidos (ESS): Dos o más BSS interconectados a través de una red cableada.

Estructura de la Trama 802.11

Las tramas 802.11 incluyen los siguientes campos:

• Control de la Trama: Identifica el tipo de trama e incluye información sobre el protocolo, la dirección, la energía y la seguridad.
• Duración: Indica el tiempo restante para la siguiente transmisión.
• Dirección 1: Dirección MAC del receptor o AP.
• Dirección 2: Dirección MAC del transmisor o AP.
• Dirección 3: Dirección MAC del destino, como la interfaz del router.
• Control de Secuencia: Gestiona la secuencia y la fragmentación de tramas.
• Dirección 4: Generalmente vacío, se utiliza en modo ad hoc.
• Carga Útil: Contiene los datos a transmitir.
• FCS: Control de errores de capa 2.

CSMA/CA

El acceso múltiple por detección de portadora y prevención de colisiones (CSMA/CA) regula la transmisión de datos:

1. El cliente escucha el canal para detectar actividad.
2. Envía un mensaje RTS (Ready to Send) al AP para solicitar acceso.
3. Espera un mensaje CTS (Clear to Send) del AP.
4. Si no recibe el CTS, espera un tiempo aleatorio antes de reintentar.
5. Transmite la información tras recibir el CTS.
6. Se espera un reconocimiento de la transmisión. Si no se recibe, se asume una colisión y se reinicia el proceso.

Asociación de AP de Cliente Inalámbrico

: Para lograr una asociación exitosa, un cliente inalámbrico y un AP deben acordar parámetros específicos: 1.SSID -El nombre del SSID aparece en la lista de redes inalámbricas disponibles en un cliente. En organizaciones más grandes que usan múltiples VLAN para segmentar el tráfico, cada SSID se asigna a una VLAN. Según la configuración de la red, varios AP en una red pueden compartir un SSID. Contraseña – el cliente inalámbrico la necesita para autenticarse con el AP. Modo de Red – Esto se refiere a los estándares WLAN 802.11a/b/g/n/ac/ad. Los AP y routers inalámbricos pueden funcionar en modo combinado, lo que significa que pueden utilizar varios estándares al mismo tiempo. Modo de seguridad – se refiere a la configuración de los parámetros de seguridad, como WEP, WPA o WPA2. Habilita siempre el nivel más alto de seguridad que se admita.
Configuración de canales – Se refiere a las bandas de frecuencia que se usan para transmitir datos inalámbricos. Los routers inalámbricos y los AP pueden escanear los canales de radiofrecuencia y seleccionar automáticamente una configuración de canal adecuada. Los routers y los AP inalámbricos pueden elegir la configuración de canales, o esta se puede definir manualmente si existe interferencia con otro AP o dispositivo inalámbrico.

Modo de Descubrimiento Pasivo y activo: Modo pasivo: En modo pasivo el AP anuncia abiertamente su servicio enviando periódicamente tramas beacon de difusión/broadcast que contienen el SSID, los estándares admitidos y la configuración de seguridad. El propósito principal de la señal es permitir que los clientes inalámbricos descubran qué redes y qué AP existen en un área determinada, de modo que puedan elegir qué red y qué AP usar. Esto permite a los clientes inalámbricos elegir qué red y AP utilizar. 

En modo activo: los clientes inalámbricos deben conocer el nombre del SSID. El cliente inalámbrico inicia el proceso al transmitir por difusión una trama probe request en varios canales. El probe request incluye el nombre del SSID y los estándares admitidos. Los AP configurados con el SSID enviarán una probe response que incluye el SSID, los estándares admitidos y la configuración de seguridad. Si un AP o un router inalámbrico se configuran para que no transmitan por difusión las tramas beacon, es posible que se requiera el modo activo.