Unidad 3. RAL inalámbricas

Transcripción

1 Redes de Área Local e Interconexión de Redes Unidad 3. RAL inalámbricas Facultad de Informática Curso 2007/2008 Indice Visión general RALs inalámbricas Introducción Aplicaciones Clasificación Tecnologías Requisitos Wifi Bluetooth 2

2 Introducción RALs inalámbricas poco usadas hasta hace relativamente poco tiempo, debido a coste baja velocidad de datos problemas de seguridad necesidad de licencias a medida que estos problemas se han ido solucionando la popularidad de las LAN inalámbricas ha crecido rápidamente. 3 Aplicaciones para RAL Inalámbricas Interconexión de Edificios Utilización de enlaces no guiados entre edificios. Dispositivos conectados suelen ser Puentes o Encaminadores. Extensión de antenas 4

3 Aplicaciones para RAL Inalámbricas (II) Acceso nómada Permite un enlace no guiado entre una RAL y un terminal de datos móvil con antena Utilidad en entornos amplios (exterior de un campus) 5 Aplicaciones para RAL Inalámbricas (III) Trabajo en red ad hoc Es una red sin servidor central establecida de forma temporal. En principio no existe una infraestructura estática. Todas las estaciones tienen la misma lógica. Adecuado para áreas limitadas. Reuniones, etc. 1-salto n-saltos 6

4 Clasificación inalámbricas WWAN (3G,4G?) WMAN (Wi-Max) WLAN (Wi-Fi) WPAN 7 WPAN s Tecnologías WPAN: RFID, Bluetooth, ZigBee.. RFID se utiliza en aplicaciones de etiquetado, p.e en supermercados o instituciones 10 billones de etiquetas RFID se venderán al terminar 2005 (fuente: Deloitte & Touche) Bluetooth tecnología que ha madurado El 56% de los dispositivos de electrónica de consumo comercializados soportarán Bluetooth en 2008 (fuente: IDC) ZigBee pensado para implementar redes de sensores 8

5 WLAN s 9 WLAN based on WiFi (802.11x) Tecnología en crecimiento, y adoptada en todo el mundo Incremento del 51% de las unidades vendidas en 2004 comparado con 2003 (fuente: Infonetics Research) Las infraestructuras actuales y futuras (en campus, aeropuertos, ciudades, etc.) facilitan la adopción de WiFi frente a otras tecnologías Edificios históricos Instraestructura mesh de Wi-Fi: Covertura: 100m to 10km Velocidad: 54Mbps- 100Mbps WMAN s WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) Tecnología basada en el estándar de IEEE Alternativa al DSL o cable Permite emitir y recibir en las bandas de frecuencia de radio de 2 a 11 GHz. Teóricamente ofrece hasta 70 Mbps a una distancia de 50 km. 10

6 11 Tecnologías de RAL Inalámbricas RAL de Infrarrojos Elementos sencillos y baratos Espectro no regulado No atraviesa paredes seguridad, área limitada sensible a radiaciones Gran ancho de banda Transmisión Punto a punto Config. en anillo Omnidireccional. Repetidor multipunto situado en el techo con visión directa de todas las estaciones Tecnologías de RAL Inalámbricas (II) RAL de espectro expandido Operan en bandas ISM (Industria, Ciencia y Medicina) No necesitan licencia Idea: Expandir la información de la señal en un ancho de banda mayor para dificultar su interceptación. SEGURIDAD No interferir con otras señales Mejorar la resistencia al ruido Técnicas: Espectro expandido con Salto en Frecuencias (FHSS) Espectro expandido con Secuencia Directa (DSSS) 12

7 Tecnologías de RAL Inalámbricas (III) Bandas sin licencia (USA) Industrial, Scientific, and Medical (ISM); Banda MHz Actualmente no utilizado por WLANs Banda MHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII): GHz GHz GHz ISM band. Audio Short Wave Radio AM Broadcast FM Broadcast Television Cellular (840MHz) NPCS (1.9GHz) Infrared wireless LAN Extremely Low Very Low Low Medium High Very Ultra High High Super High Infrared Visible Light Ultraviolet X-Rays MHz 26 MHz GHz 83.5 MHz (IEEE ) 5 GHz (IEEE ) HyperLAN HyperLAN2 Tecnologías de RAL Inalámbricas (IV) Bandas sin licencia (Europa) Bandas aprobadas por el CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) MHz, basado en la banda ISM GHz GHz. Audio Short Wave Radio AM Broadcast FM Broadcast Television Cellular (840MHz) NPCS (1.9GHz) Infrared wireless LAN Extremely Low Very Low Low Medium High Very Ultra High High Super High Infrared Visible Light Ultraviolet X-Rays GHz 83.5 MHz (IEEE ) 5 GHz (IEEE ) HyperLAN HyperLAN2

8 15 Tecnologías de RAL Inalámbricas (V) Espectro expandido con salto en frecuencias Señal se emite sobre una secuencia de radiofrecuencias aparentemente aleatoria Se salta de frecuencia en cada fracción de segundo El receptor capta el mensaje saltando de forma síncrona sobre la misma secuencia de frecuencias Técnica segura. Depende de algoritmo de generación de números aleatorios y la semilla Patentada por la Actriz de Hollywood Hedy Lamarr Frecuencia Tiempo Tecnologías de RAL Inalámbricas (VI) Espectro expandido con Secuencia Directa (DSSS) Combina la cadena de dígitos con cadena de bits pseudo-aleatorios mediante una XOR La señal resultante tiene la frecuencia que la secuencia de bits Symbol time t s 1 0 X = Chip time t c symbol Barker sequence Result of multiplication 16

9 Requisitos de una Red Inalámbrica Rendimiento Protocolo MAC orientado a maximizar la capacidad del medio Soporte a un número elevado estaciones 1 o más celdas Conexión al núcleo de la LAN Se hacen necesarios módulos de control Área de servicio (> metros) Consumo de batería (Autonomía) 17 Requisitos de una Red Inalámbrica (II) Robustez y Seguridad de la transmisión Una red inalámbrica debe permitir transmisiones fiables y ofrecer seguridad contra escuchas Operación de red ordenada y controlada Evitar interferencias en áreas de operación Acceso nómada Configuración dinámica. (Inserción, eliminación y traslado) 18

10 Indice Norma IEEE Entorno Medio físico Protocolo de acceso al medio Función de coordinación distribuida Función de coordinación centralizada 19 Estándar IEEE Logical Link Control (LLC) Medium Access Control (MAC) CSMA/CA a b g PHY PHY PHY PHY 20

11 Estándar IEEE El grupo de trabajo IEEE para estándares WLAN se crea en 1997: Define el MAC y 3 opciones de nivel físico (a 1 y 2Mbps): Infrared (IR) Frequency hopping spread spectrum (FHSS), Banda 2,4 GHz Direct sequence spread spectrum (DSSS), Banda 2,4 GHz IEEE Std b (septiembre 1999): DSSS extension; banda 2,4 GHz; hasta 11 Mbps IEEE Std a (diciembre 1999): Nivel físico diferente: OFDM Orthogonal frequency domain multiplexing Hasta 54 Mbps, Banda 5 GHz IEEE Std g (junio 2003) OFDM Hasta 54 Mbps, Banda 2,4 GHz Arquitectura IEEE La señal transmitida decae con la distancia El espacio se divide en áreas de alcance de la señal denominadas celdas Una celda: Contiene una o más estaciones inalámbricas que pueden ser móviles o fijas Pueden contener una estación base central denominada punto de acceso (PA) Los puntos de acceso se pueden conectar a la red cableada 22

12 Configuraciones en En una celda, pueden coexistir simultáneamente 2 modos de funcionamiento: Independiente: Redes ad-hoc (p.e.: portátiles en clase) No requiere instalar infraestructura (punto de acceso) No tienen conexión al exterior Las redes se forman al vuelo, cuando dispositivos móviles próximos se detectan Control distribuido: Las estaciones se comunican directamente unas con otras Protocolo de acceso al medio: CSMA/CA 23 Configuraciones en (II) Con infraestructura: Las estaciones se comunican a través de un punto de acceso (PA) Configuración de un PA: El administrador tiene que asignar a cada PA: Un identificador, SSID (Service Set IDentifier), que identificará a la red El número de canal Una estación móvil (portátil, PDA, etc.) debe unirse a una subred asociándose a un PA para poder transmitir Control centralizado: Cada estación transmite/recibe tramas a través del punto de PA acceso 24

13 25 IEEE Nomenclatura arquitectura Conjunto de servicios básicos (BSS) Varias estaciones compartiendo un mismo MAC Servicios, conectados con un SAP a un núcleo de distribución SAP, funcionamiento análogo a un puente Conjunto de servicios extendidos (ESS) Varios servicios BSS Sistema de distribución: LAN cableada Tipos de estaciones de la norma (según movilidad) Estaciones sin transición Estaciones con transición BSS Estaciones con transición ESS Soporta estaciones base y ad-hoc IEEE Arquitectura Conjunto de servicios de Ampliación (ESS) Servidor BSS I Estación Estación Punto Punto de de Acceso Acceso Estación Estación Conjunto de Servicios básicos BSS II Punto Punto de de Acceso Acceso Estación Estación Estación Estación Conjunto de Servicios básicos Estación Estación ad ad hoc hoc Estación Estación ad ad hoc hoc Red ad hoc 26

14 Tramas de gestión 27 Se utilizan para gestionar la asociación de una estación a un AP y procedimientos de comunicación segura Subtipos tramas gestión: association request, association response, reassociation request, reassociation response, probe request, probe response; beacon, disassociation; authentication; deauthentication Ejemplo asociación: 1. Estación envía probe request (ScanType Active) 2. todos los APs al alcance de la estación responden con probe response 3. La estación selecciona uno de los APs y envia association request 4. El AP responde con association response El AP puede periódicamente escanear estaciones para ver si desean asociación: 1. AP envía beacon (incluye el SSID y la dirección MAC del PA) 2. la estación que desea asociación envía association request 3. El AP responde con association response Problemas en Redes Inalámbricas Nodos ocultos La estación C no escucha a la estación A C puede empezar a transmitir mientras A está transmitiendo A y C no pueden detectar la colisión Se les denominan terminales ocultos Solamente el receptor puede detectar la colisión 28

15 Nodos ocultos: Solución CSMA/CA (evitar colisiones) Estación fuente envía el mensaje Ready to send (RTS) RTS contiene estación destino y duración del mensaje Las estaciones esperan a recibir CTS o temporizador Si reciben CTS: Todas las estaciones esperarán esta duración RTS CTS 29 Si estación destino lista para recibir envía: Clear to send (CTS) Problemas en Redes Inalámbricas Nodos expuestos Nodo B transmite a A Si nodo C quiere transmitir a D Se esperará a que termine B (No deseable) Nodo C es un nodo Expuesto Solución Los terminales expuestos escuchan el RTS pero no el CTS Ante esta situación se les da permiso de enviar paquetes D 30

16 Formato trama IEEE Control Duración Dir.1 Dir.2 Dir.3 Num. Sec. Dir.4 Datos (<= 2312 bytes) CRC Control: incluye entre otros los subcampos de Tipo y subtipo: indica tipo de trama (datos, ACK,...) WEP: indica si se utiliza encriptado o no Duración: cuando la asignación del canal se hace con RTS/CTS indica el tiempo disponible para transmitir Num. Secuencia: identificador de trama (necesario para distinguir tramas retransmitidas) 31 Direccionamiento Dir. 1: especifica la estación receptora de la trama En la mayoría de los casos será el destino, aunque no siempre Dir. 2: especifica la estación transmisora Dir. 3: su uso depende del tipo de red utilizada Dir. 4: utilizada sólo en enlaces inalámbricos entre PAs 32

17 33 Ejemplos direccionamiento R1 transmite un datagrama a H1 R1 no es consciente de la existencia del PA entre él y H1 { PA H1celda Router R1 R1 mediante ARP averigua dir. MAC de H1 Construye trama Ethernet con dir. MAC origen R1 1 y dir. MAC dst H1 PA recibe la trama Ethernet, la convierte a trama , rellenando los campos de direcciones: Dir. 1: Dir. MAC de H1 Dir. 2: Dir. MAC de PA Dir. 3: Dir. MAC R1 1 PA Internet Ejemplos direccionamiento SA/TA Cliente RA (BSSID) AP DS DA SA Cliente TA AP AP RA DA 34 Función IBSS From the AP To the AP Wireless DS To DS From DS Addr. 1 RA = DA RA = DA RA = BSSDI RA Servidor Addr. 2 Addr. 3 SA BSSDI BSSDI SA SA DA TA DA Addr SA Servidor Sourceaddress(SA) Sourceaddress(SA) Destination DestinationAddress (DA) (DA) Transmitter TransmitterAddress (TA) (TA) Receiver ReceiverAddress (RA) (RA) BSS BSS identifier identifier (BSSID) (BSSID)

18 IEEE MAC Protocolos de acceso Distribuido Mecanismos de detección de portadora como CSMA Redes ad hoc y redes con tráfico a ráfagas Protocolo de acceso Centralizado Estaciones conectadas con alguna estación base y a su vez a una LAN cableada núcleo Especialmente útil en datos sensibles al tiempo y prioritarios 35 IEEE MAC Proporciona un mecanismo de acceso distribuido con un control centralizado implementado sobre el anterior DCF: Función de Coordinación Distribuida servicio de competición (CSMA) PCF: Función de coordinación Puntual servicio sin competición Capa MAC El procedimiento de Entrega de datos involucra dos tramas (datos + ACK) o cuatro tramas (handshaking) 36 Servicio sin competición Función de coordinación puntual (PCF) Función de coordinación distribuida (DCF) Capa Física Servicio de competición

19 IEEE Función de Coordinación Distribuida Reglas de acceso CSMA: Una estación que desea transmitir escucha el medio Si esta libre, espera un tiempo igual a IFS, para ver si el medio continúa libre, si es así, la estación transmite Si esta ocupado, (inicialmente o tras esperar IFS) Continua escuchando hasta que finalice la transmisión en curso Espera un IFS Si medio libre -> Espera según algoritmo Backoff ~ Si libre transmite 37 IEEE Función de Coordinación Distribuida Reglas de acceso CSMA: Acceso inmediato cuando el medio esta libre un tiempo superior a DIFS DIFS DIFS PIFS SIFS Medio ocupado Ventana de contención Ventana de retroceso Trama siguiente Ranura de tiempo Tiempo Aplazamiento de acceso Selección de ranura usando backoff 38

20 39 IEEE Función de Coordinación Distribuida Esquema de prioridades. Tres valores de IFS SIFS. Es el IFS más corto, utilizado por todas las acciones de respuesta inmediata. Es el más prioritario Trama confirmación ACK Recuperación de colisiones Entrega eficiente de PDU LLC que requieren varias PDU MAC Permiso para enviar (CTS) Respuesta ante sondeo PIFS. Empleado por el controlador centralizado (PCF) cuando realiza sondeos DIFS. Es el IFS mayor, utilizado como retardo mínimo para tramas asíncronas que compiten por el medio IEEE Función de Coordinación Distribuida Ejemplo: 40

21 IEEE Función de Coordinación Centralizada 41 El gestor de sondeo centralizado realiza sondeos circulares a las estaciones configuradas como tales (poseen tráfico sensible al tiempo) utilizando PIFS Estas estaciones responden ante sondeo utilizando SIFS Como PIFS es prioritario respecto a DIFS, se puede adquirir el medio mientras realiza un sondeo y recibe respuesta, bloqueando de esta forma el tráfico asincrono que usa DIFS. Definición de Supertrama para evitar que el coordinador centralizado paralice el tráfico asíncrono. Parte de la supertrama realiza sondeos Resto de la trama permanece ocioso, permitiendo la competición del tráfico asíncrono. IEEE

22 Seguridad en RALs inalámbricas Problemas Con un sniffer se pueden ver todas las tramas de la WLAN Cualquiera en el área de cobertura de un AP podría unirse a la WLAN Solución WEP Encriptar todos los datos transmitidos Sin la clave de encriptación, un usuario no puede transmitir ni recibir datos Wireless LAN (WLAN) LAN cableada cliente Punto de acceso (AP) 43 Objetivo: Conseguir en WLANs un nivel de seguridad equivalente al de las redes cableadas (WEP: Wired Equivalent Privacy) Wired Equivalent Privacy (WEP) Especificado en , trata de suplir la deficiencia de seguridad que muestran las LAN inalámbricas debido al uso de un medio de transmisión inalámbrico en el que no hay conexión física (wired) al canal de comunicación Criterios: Razonablemente robusto Computacionalmente eficiente implementable en HW o SW y requiera pocos recursos Opcional no es un requisito indispensable su uso Objetivos: Confidencialidad integridad autenticación 44

23 WEP - Autenticación de estaciones El Procedimiento de autenticación es necesario para que la estación tenga derecho a transmitir; se produce antes de la asociación de la estación al AP Consta de los siguientes pasos: La estación wireless (E) envía la petición de autenticación (Authentication Request) al punto de acceso (AP) El AP envía un texto (random) La estación responde enviando el texto encriptado El AP envía un ACK o NACK E Auth. Req. Challenge Text AP Challenge Response Ack 45 IEEE Linksys Wireless-G Access Point 46

24 Punto de acceso Linksys Wireless-G 47 Punto de acceso Linksys Wireless-G 48

25 Punto de acceso Linksys Wireless-G 49 Punto de acceso Linksys Wireless-G 50

26 Punto de acceso Linksys Wireless-G 51 Punto de acceso Linksys Wireless-G 52

27 Punto de acceso Linksys Wireless-G 53 Punto de acceso Linksys Wireless-G 54

28 Punto de acceso Linksys Wireless-G 55 Redes de Área Local e Interconexión de Redes Bluetooth

29 Índice Introducción Arquitectura Radio Bluetooth Banda Base LMP L2CAP Networking SDP Perfiles 57 Introducción Especificación abierta que describe como se pueden interconectar dispositivos como teléfonos celulares, PDAs, PCs, cámaras digitales (y muchos otros dispositivos) utilizando una conexión inalámbrica (vía radio), que no necesita de visión directa entre los dispositivos que se conectan. Tecnología de bajo coste --> baja potencia --> corto alcance: Objetivo: eliminación de cables y conectores entre dispositivos Porqué no utilizar Wireless LANs? Potencia y coste 58

30 Introducción 59 Especificación dividida en dos partes: Núcleo Características de radio, jerarquía de protocolos y funcionalidad. Perfiles Cjto. de mensajes y procedimientos para una situación de uso concreta Aseguran la interoperabilidad. Cada dispositivo Bluetooth tiene al menos un perfil una aplicación para la cual se puede utilizar el dispositivo. Generic Access Profile (GAP). Service Discovery Application Profile (SDAP). Cordless Telephony Profile (CTP). Serial Port Profile (SPP). Dial-up networking Profile (DUN). Introducción Especificaciones desarrolladas por el Bluetooth SIG Febrero 1998: Se forma el Bluetooth SIG Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba Mayo 1998: Se da a conocer el Bluetooth SIG Julio 1999: Se publica la especificación 1.0A (>1,500 páginas) Diciembre 1999: Se lanza la versión 1.0B Diciembre 1999: El grupo promotor se incrementa a 9 empresas + 3Com, Lucent, Microsoft, Motorola Febrero 2000: Más de 1,500 empresas interesadas Gran aceptación Crecimiento rápido > > 1.0A --> 1.0B --> 1.1 -> >2.0 Noviembre 2004 release 2.0 (EDR: Extended Data Rate) triplica la velocidad consiguiendo 2 Mb/s 60

31 Arquitectura vcard/vcal WAE OBEX WAP COMANDOS AT TCS BIN SDP UDP TCP IP PPP RFCOMM Audio L2CAP Host Controller Interface LMP Banda Base Radio BlueTooth 61 Arquitectura Protocolos adoptados Protocolos de control de telefonía Protocolos esenciales de Bluetooth Protocolo de desplazamiento de cable 62

32 Arquitectura: Transport Protocol Group Protocolos que permiten a los dispositivos Bluetooth localizar a otros, así como crear, configurar y manejar enlaces físicos y lógicos que permiten a los protocolos de alto nivel y aplicaciones pasar datos a través de éstos. Transport Protocol Group SDP Applications IP RFCOMM Data L2CAP Audio Link Manager Baseband RF Control 63 Arquitectura: Transport Protocol Group Radio Bluetooth (RF) Envío y recepción de flujos de bits (capa física) Banda Base Define temporización y tramas Control de flujo del enlace Link manager Configuración del enlace tamaño de los paquetes usados al transmitir datos modos del chip de radio (RF) consumo de energía mecanismos de autenticación y encriptación. L2CAP - Logical Link Ctrl & Adaptation Protocol Multiplexación de protocolos de alto nivel Segmentación y reensamblado de paquetes largos Descubrimiento de dispositivos y calidad de servicio 64 La interfaz es el HCI: Host Controller Interface (firmware y driver). Las interfaces HCI definidas son UART, RS232 y USB.

33 Arquitectura: Middleware Protocol Group Protocolos de transporte adicionales que permiten tanto a las nuevas aplicaciones como a las ya existentes operar sobre Bluetooth. Middleware Protocol Group Service Discovery Protocol (SDP) Permite descubrir información sobre dispositivos, servicios y sus características TCP/IP RFCOMM Protocolo de sustitución de cable Emulación de puerto serie sobre red inalámbrica TCS BIN SDP Applications IP RFCOMM Data L2CAP Audio Link Manager Baseband RF Control 65 Arquitectura: Application Group Application Group Las aplicaciones que utilizan tanto de forma consciente como inconsciente Bluetooth. RFCOMM Applications L2CAP SDP SDP Applications IP RFCOMM Data L2CAP Audio Link Manager Control 66 HCI Link Manager Baseband RF Baseband RF

34 Comunicación extremo a extremo 67 Radio Bluetooth (RF) Banda ISM (Industrial, Científica y Médica) 2,4 Ghz Muchas interferencias: LANs, mandos, hornos microondas Usa técnica FHSS: Frequency Hopping Spread Spectrum Salta de frecuencia cada 625 µs --> 1600 saltos/s Area USA Europa España Francia Japón Banda de frecuencias (GHz) , , , , Canales Bluetooth Canales de 1 Mhz k Mhz, k = canales Banda inferior de protección de 2 Mhz y superior de 3,5 Mhz 68

35 Radio Bluetooth (RF) 69 Alcance normal 10m (0dBm) Alcance opcional 100m (+20dBm) Potencia de txón. 0dBm (1mW) Potencia de txón. opcional -30 to +20dBm (100mW) Sensibilidad del receptor -70dBm Banda de frecuencia 2.4Ghz ISM band Vel. txón. máx. 1Mbit/s Transferencia de datos máx kbps/3 canales de voz Consumo 300uA(max), 30uA(standby), ~50uA(hold/park) Espectro expandido con salto en frecuencias (1600 saltos/s) Modulación GFSK Gaussian Frequency Shift Keying Permite la implementación de unidades radio de bajo coste Símbolo 1 desviación de frecuencia positiva Símbolo 0 desviación de frecuencia negativa Radio Bluetooth (RF) Power Class Max Output Power Max Output Power Expected Range Range in Free Space Class 1 100mW 20dBm 42m 300m Class 2 2.5mW 4dBm 16m 50m Class 3 1mW 0dBm 10m 30m 70

36 Banda Base Control de Acceso al Medio (MAC) Canales Frequency Hopping (entre 79 frecuencias distintas) Una piconet es un grupo de 2 hasta 8 dispositivos que comparten un mismo canal FH (Frequency Hopping) Maestro: el dispositivo que establece la piconet El maestro controla el canal FH de la piconet: Determina la secuencia de saltos de frecuencia Tiempos de salto según su reloj local El resto de dispositivos son esclavos Siguen la secuencia de saltos determinada por el maestro Sincronizan sus relojes con el del maestro, para determinar correctamente los tiempos de salto de frecuencia 71 Banda Base maestro esclavo maestro/esclavo Punto de acceso RAL Todos los dispositivos pueden actuar como maestros o esclavos Piconet Un maestro puede conectar simultáneamente hasta 7 esclavos Scatternet Las piconets pueden coexisitir en tiempo y espacio Auriculares Teléfono móvil Impresora Ratón PC PC 72

37 Banda Base Técnica TDD (Time Division Duplex) El canal se divide en slots de 625 µs Se transmite un paquete por slot Un nodo transmite y recibe en diferentes slots Para evitar crosstalk (implementación del nodo on-chip) Se mantiene una alternancia de slots estricta entre maestro y esclavos El maestro solo puede enviar paquetes a un esclavo en slots pares Un esclavo solo puede enviar paquetes al maestro en los slots impares 73 Banda Base Control centralizado por el maestro Para cada slot esclavo a maestro, el maestro decide qué esclavo puede transmitir Acceso libre de colisiones 74

38 Banda Base Dos tipos de enlace Orientado a conexión y síncrono (SCO) Conmutación de circuito Conexión punto a punto Soporta información en tiempo real (p.e audio) Los paquetes nunca son retransmitidos El maestro envía paquetes en intervalos regulares (Tsco) al esclavo en las ranuras reservadas maestro a esclavo El maestro soporta 3 conexiones SCO con el mismo o diferentes esclavos. Sin conexión y asíncrono (ACL) Conmutación de paquete Esquema de acceso basado en polling 75 Banda Base La información se intercambia mediante paquetes Son distintos para SCO y ACL Protegidos mediante códigos detectores y/o correctores de errores Normalmente se transmiten en una ranura f n f n+1 f n+2 f n+3 f n+4 f n+5 f n+6 f n+7 f n+8 f n+9 f n+10 f n+11 f n+12 Maestro Esclavo Pueden ocupar hasta cinco ranuras consecutivas f n f n+1 f n+2 f n+3 f n+4 f n+5 1 slot 3 slots 76 5 slots

39 Banda Base Tráfico SCO y ACL en una piconet: MAESTRO SCO ACL SCO ACL ACL SCO SCO ACL ESCLAVO 1 ESCLAVO 2 ESCLAVO 3 77 Banda Base Polling en enlaces ACL: Un esclavo solo puede enviar tras la indicación del maestro El maestro invita a transmitir al menos en Npoll slots (negociado) El maestro puede enviar a voluntad POLL Datos Maestro Datos Esclavo Slot tiempo 78

40 LMP LMP (Link Manager Protocol) Responsable de la configuración del enlace entre dispositivos Bluetooth Funciones Autenticación Cifrado 79 Control y negociación del tamaño de los paquetes de Banda Base Estado de los dispositivos en una piconet Control de energía Supervisión del enlace... L2CAP L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) Capa de enlace sobre el protocolo Baseband hace de interface (adapta) otros protocolos de comunicación Proporciona principalmente: Capacidad de multiplexión de protocolos Segmentación y ensamblado de paquetes Calidad de servicio (QoS) Gestión de grupos Algunas primitivas L2CAP CONNECT / CONNECT RESPONSE; DISCONNECT 80 CONFIGURE / CONFIGURE RESPONSE WRITE / READ

41 Estableciendo conexiones Maestro Esclavo Inquiry 1 Inquiry Scan 2 Inquiry Response 3 Page 4 Page Scan 5 Slave Response 6 Master Response 7 Connection Connection 81 Estados de la conexión Active mode Maestro y esclavo participan activamente en el canal, transmitiendo o recibiendo paquetes (A,B,E,F,H) Sniff mode Modo de baja potencia en el cual la actividad de escucha del esclavo se reduce El esclavo escucha solo en determinados intervalos T sniff. (en los que le transmitirá el maestro) el resto de tiempo duerme (C) Hold mode Temporalmente (durante T Hold seg.) no atiende tráfico ACL en el canal (los posibles enlaces SCO siguen atendiéndose). Largos periodos en los que no vayan a transmitirse paquetes Mediante esta capacidad puede ahorrar energía o dedicarse a otras tareas como scanning, paging, inquiring, o atender otra piconet (G) Park mode Modo de muy baja potencia y actividad Cuando un esclavo no necesita participar en un canal, pero debe seguir sincronizado. Pierde su AM_ADDR El esclavo parked ha de ser informado de forma especial por el maestro A HB sobre cualquier mensaje u otra información (D, I) C 82 I H Master G D E CF

42 SDP Service Discovery Protocol Define cómo una aplicación cliente puede descubrir servicios disponibles y sus características. Se puede buscar una clase específica de servicio O ver los servicios disponibles Establece una conexión L2CAP con el dispositivo Se interroga sobre servicios ofrecidos Se obtienen detalles para conectar con el servicio deseado Se establece una conexión separada para utilizar el servicio 83 Interoperabilidad y perfiles Los perfiles son un conjunto de mensajes y procedimientos para una situación de uso concreta del equipo. El concepto de perfil se utiliza para asegurar la interoperabilidad entre varias unidades Bluetooth que cumplan los mismos perfiles. Cada dispositivo Bluetooth soporta uno o más perfiles. Para interoperar con otro equipo debe tener un perfil compartido Tocan verticalmente la pila de protocolos. Aplicaciones Protocolos 84 Perfiles

43 85 Interoperabilidad y perfiles Generic access profile proporciona canales seguros entre maestro y esclavo. Serial port profile para aplicaciones que necesitan comunicaciones mediante puerto serie Generic object exchange profile proporciona soporte para el modelo cliente/servidor. un esclavo puede ser tanto cliente como servidor. LAN access profile permite a un dispositivo Bluetooth conectarse a una red fija competidor de Dialup access profile motivación original de Ericsson permite a un notebook comunicarse con un teléfono móvil sin necesidad de cables Interoperabilidad y perfiles Fax profile permite que aparatos de fax se conecten inalámbricamente a teléfonos móviles para enviar y recibir faxes Cordless Telephony Profile para conectar un teléfono inalámbrico a la estación base. Intercom profile permite a dos teléfonos conectar como walkie-talkies Headset Profile manos libres Los últimos profiles pensados para el intercambio de datos entre dispositivos wireless File transfer profile Synchronization profile 86

44 Links Bluetooth SIG The Official Bluetooth Wireless Info Bluetooth Resource Center BlueZ 87