LABORATORIO DE REDES Y TELEMÁTICA

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1 PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ Ingeniería de las Telecomunicaciones LABORATORIO DE REDES Y TELEMÁTICA LABORATORIO NÚMERO: 1 SEMESTRE : TEMA: Redes LAN Inalámbricas ( a/b/g/n) OBJETIVOS: Diseñar y configurar adecuadamente un sistema de Redes LAN Inalámbricas. Lograr un entendimiento de la forma de trabajo de las tecnologías Inalámbricas, así como su adecuada configuración de acuerdo a los requerimientos de la red de usuarios.

2 PARTE I.- FUNDAMENTOS TEORICOS 1.- Wireless LAN Descripción IEEE (Wi-Fi): Una WLAN es una red inalámbrica en la que una serie de dispositivos (PCs, workstations, impresoras, servidores) se comunican entre sí en zonas geográficas limitadas sin necesidad de tendido de cable entre ellos. Estandarización de Tecnologías WLAN: El estándar original de este protocolo (IEEE ), de 1997, trabajaba en la banda de 2.4 GHz y soportaba velocidades de 1 y 2 Mbps. La siguiente modificación apareció en 1999, designada como IEEE b, trabajaba en la banda de frecuencias de 2.4 GHz y soportaba velocidades de transmisión de 5 y 11 Mbps. También se realizó una especificación sobre la banda de 5 GHz (IEEE a) con velocidad de 54 Mbps, pero totalmente incompatible con IEEE b. Posteriormente se incorporó un estándar (IEEE g) a la velocidad de 54 Mbps, trabajando en la banda de 2.4 GHz, por lo que es compatible con IEEE b. En la actualidad, la mayoría de los productos son de la especificación IEEE b y IEEE g. También se está desarrollando la especificación IEEE n, que provee una máxima velocidad teórica de 600 Mbps. Las redes WLAN cumplen con los estándares genéricos aplicables al mundo de las LAN cableadas pero necesitan una normativa específica adicional que defina el uso de los recursos radioeléctricos. Estas normativas definen de forma detallada los protocolos de la capa física (PHY) y de la capa de Control de Acceso al Medio (MAC) que regulan la conexión vía radio. Es necesario mencionar que parte de la información transmitida en el aire es específica de la transmisión por radio (cabeceras, codificación) y por lo tanto no forma parte de la carga de datos útil para el usuario. Es decir que los valores de velocidad máxima de 11 Mbps ó de 54 Mbps no son equivalentes al concepto de velocidad aplicado en las redes LAN cableadas. El throughput resulta ser sensiblemente inferior al considerado como velocidad máxima de la tecnología. La banda de frecuencia de 2,4 GHz es compartida por WLAN y otras tecnologías (Bluetooth para redes PAN, HomeRF para Home-Networking) lo que incrementa la posibilidad de congestionar dicha banda (Figura 1). Para resolver esta problemática se decidió utilizar también la banda de 5 GHz para aplicaciones WLAN aumentando el ancho de banda disponible y la capacidad de tráfico de forma considerable. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 2

3 Figura 1: Señales de Sistemas Wireless operando en banda de 2.4 Ghz. IEEE b/g (Wi-Fi): Estándar de Facto para WLAN: La denominación Wi-Fi (Wireless-Fidelity) aplicada al protocolo inalámbrico IEEE b significa que, vía radio, mantiene con fidelidad las características de un enlace Ethernet cableado. Número de Canal Frecuencia (MHz) Figura 2: Esquema de canales - Banda 2.4 Ghz La banda de 2.4 Ghz permite hasta 13 canales (Figura 2), pero los más usados son el 1, 6 y 11. Equipos para comunicación Wireless: A continuación detallaremos los equipos a utilizar en esta experiencia: Estaciones de Trabajo con soporte USB: Es importante que la PC a utilizar tenga los respectivos drivers instalados. Actualmente la especificación USB revisión 2.0 cubre tres velocidades 150 Mbps, 54 Mbps y 11 Mbps. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 3

4 Adaptadores Wireless: Figura 3: Adaptador USB Inalámbrico Marca: TP -Link Modelo: TL-WN722N Access Point: Figura 3: Access Point Marca: TP-Link Modelo: TL-WA500G Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 4

5 Modos de configuración de los adaptadores inalámbricos Una vez instalados los drivers el adaptador inalámbrico podrá trabajar en cualquiera de los siguientes modos: Modo Ad-hoc: El driver del adaptador escaneará buscando una red Ad-hoc al cual unirse, si no encuentra ninguna iniciará su propia red Ad-hoc. Toda la red tomará un mismo identificador el cual será el SSID. Este dispositivo cumple con el standard IEEE n/g/b, que le permite alcanzar velocidades de hasta 150, 54 y 11 Mbps respectivamente, las cuales decrecen con la distancia entre los adaptadores wireless o la configuración de su entorno de trabajo. Modo Infraestructura: En este modo de operación los drivers de los adaptadores escanearán continuamente todos los canales disponibles hasta encontrar uno o más Access Point que coincida con su SSID para luego autenticarse y conectarse a uno. Todos los adaptadores Wireless estarán asociados al mismo Access Point a través de la dirección MAC de este último, que se conocerá en esta experiencia y para estos equipos como el SSID. Modos de configuración de un Access Point: Modo Access Point: Permite conectar los nodos inalámbricos entre sí y con la red cableada. (Default Mode). Modo Bridge Punto a Punto: Permite conectar 2 redes cableadas a través de un enlace inalámbrico. (Se intercambian las direcciones MAC). Modo Bridge Punto Multipunto. Permite conectar un AP a varios APs (Ej. 8 enlaces). Se colocan las direcciones MAC remotas. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 5

6 Modo AP Repeater. El AP amplía el margen de cobertura del enlace inalámbrico y se conecta a otro AP Remoto. Se coloca la MAC remota. Modo AP Cliente. Funciona como un cliente Wireless. En éste modo se requiere colocar la MAC Address del AP remoto al que se conecta. Figura 5: Configuración de un Access Point Control de Acceso al Medio: Todos los dispositivos Wireless tienen un único identificador MAC Address. Wireless LAN emplea algoritmos de censado de portadora y técnicas de evasión de colisiones (CSMA/CA), para asegurar el acceso a la red de todos los dispositivos así como el chequeo de errores. El método de control de acceso usado en las WLANs es llamado también Distributed Coordination Function (DCF). Tecnología Basada en Estándares: Los estándares IEEE g designan que los dispositivos operan a una frecuencia óptima de 54 Mbps. Ésta tecnología trabaja usando múltiples frecuencias en la banda de los 2.4GHz utilizando la tecnología Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 6

7 Consideraciones de instalación: Debe tenerse en cuenta que el alcance máximo de estos dispositivos es de 100 metros dentro de las edificaciones y de unos 400 metros en lugares abiertos, pero esto puede verse disminuido por la presencia de paredes, techos u otros objetos, así como el ruido de radio frecuencia, como el generado por microondas, motores eléctricos, monitores, etc. En todo caso debe ubicar todos los dispositivos inalámbricos de tal forma que atraviesen la menor cantidad de objetos interferentes. Encriptación Wireless: Hay varios métodos de encriptación disponibles. La IEEE define la Wired Equivalent Privacy (WEP) usando llaves de 64, 128 y 256 bits. Asimismo WPA - (Wi-Fi Protected Access) protocolo de seguridad que usa encriptación TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), el cual a su vez puede sr usado en conjunto con un servidor RADIUS. Una vez indicado el método de encriptación usted deberá indicar la llave de encriptación a usar, que deberán ser las mismas para todos los equipos que participen en la Wireless LAN. Hay dos formas de hacerlo: a. Indicando una Frase denominada Passphrase, a partir de la cual se generará la llave requerida. b. Indicando manualmente la llave, que deberán ser una secuencia de 10, 26 o más hexadecimales dependiendo si se eligió el método de encriptación 64, 128 o 256 bits. Referencias Bibliográficas: Cisco Networking Academy CCNA Exploration - Comutación y Conexión Inalámbrica de LAN Redes LAN Inalámbricas (Wireless) Objetivos: Familiarizar al alumno con los diferentes equipos y adaptadores de comunicación Wireless así como en su instalación y configuración. Grupo de Alumnos: 2 Grupos de 6 alumnos cada uno. Equipos: 8 Adaptadores USB Wireless TP-Link TL-WN722N 2 Access Point TP-Link TL-WA500G Recursos de Software: En cada Estación de Trabajo ya están instalados los drivers de los adaptadores USB Wireless D-link. Cada Estación de Trabajo tiene un carpeta con datos de prueba sobre el escritorio Comando Ping Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 7

8 Experiencia # 1: Instalación del Adaptador Inalámbrico Puntaje: 10,0 Puntos Tiempo de duración: 50 min. Proceso de Instalación 1. Deshabilitar la interfaz de red cableada de la PC. 2. Conectar la tarjeta wireless a un puerto USB disponible de la PC. 3. El Sistema operativo detectará la presencia de la tarjeta y la configurará, no es necesario instalar los drivers pues ya se encuentran preinstalados en las estaciones de trabajo. Configuración de los adaptadores Inalámbricos Asigne direcciones IP, sin default gateway, a los adaptadores Wireless en el siguiente rango según el Grupo (Dejar libre la última dirección IP de cada rango): Grupo Rango Direcciones IP Mascara Puerta de Enlace Llenar cada grupo según les corresponda. GRUPO 1 DIRECCION IP ASIGNADA ADAPTADOR WIRELESS 1 GRUPO 2 ADAPTADOR WIRELESS 2 ADAPTADOR WIRELESS 1 ADAPTADOR WIRELESS 2 Modo de Comunicación: Infraestructura Para evitar el problema del canal adyacente con Access Point cercanos utilizaremos canales distintos por cada Access Point. 1. Se formaran 2 grupos. 2. Cada grupo procederá a configurar un Access Point y sus correspondientes clientes Wireless de la siguiente manera: Configuración de los Access Point 1. Conectar el AP a una PC ayudándose de un patch cord. Después de establecer conexión deberá colocar en la barra de direcciones del navegador la IP del Access Point. Datos: La dirección IP de fábrica del AP es Usuario: admin Contraseña: admin Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 8

9 2. Una vez conectado se puede ver una ventana similar al gráfico anterior. 3. Ubíquese en STATUS. 4. Anote los datos que aparecen en la ventana para la parte ethernet y la parte wireless. IP Address Ethernet MAC Address Wireless SSID Channel Mode 1. Toda la red wireless será identificada por el string SSID 2. Verificar que los datos concuerden con los de la siguiente tabla, para lo cual deberá consultar las lengüetas WIRELESS y BASIC SETTINGS GRUPO1 / GRUPO2 / GRUPO3 / GRUPO4 Wireless SSID : respectivamente por grupo. Wireless Channel: Un canal diferente para cada grupo: 1, 6, 11 y 1 Operation Mode : Access Point 3. El resto de los parámetros deben dejarse como están, es decir los valores por defecto, no modificarlos. Verifique que la opción WEP esté desactivada (Disable). Deje en blanco el campo de Gateway y no modifique los demás parámetros. 11. Seleccione la opción Network y asigne al AP una IP en el rango dado para cada grupo. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 9

10 i. AP del Grupo 1: ii. AP del Grupo 2: Retire el cable que une su AP con la Pc desde la cual lo ha configurado. Implementación de la topología Infraestructura Configuración de los Clientes Wireless Asignar una dirección IP al adaptador inalámbrico instalado. 1. Ubicarse sobre la configuración del adaptador de red inalámbrico y hacer clic derecho y seleccionar Propiedades. 2. Ubicar el protocolo Internet (TCP/IP) y hacer clic en Propiedades. 3. Llenar los datos correspondientes a su grupo. Hacer clic en Aceptar. Cada grupo realizará coordinadamente el siguiente procedimiento: Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 10

11 1. Ejecutar el utilitario TP-LINK Wireless Client Utility que se encuentra sobre el escritorio de su PC. Seleccione la lengüeta Profile Managemente, luego marque el profile Default y haga clic sobre el botón Modify. 2. Completar los datos de la lengüeta General. 3. Ingresar a la lengüeta Security, seleccionar la opción None. 4. Finalmente ingresar a la lengüeta Advanced y seleccionar como se muestra en la figura, y hacer clic en Aceptar. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 11

12 Grupo N : Status: SSID: Network type: Channel: Prg # 1 Cómo podría usted saber a qué Access Point se ha asociado el adaptador? (2,5 Ptos.) Prg # 2 Verificar que los clientes Wireless se comuniquen entre si y con las PCs que están conectadas al switch o hub que a su vez se conecta a su Access Point. (2,5 Ptos.) Modo Infraestructura con Encriptación Para esta parte usaremos los mismos tres canales para cada uno de los AP de la experiencia anterior. Configuración de Access Point con Encriptación En la lengüeta correspondiente WIRELESS y SECURITY SETTINGS correspondientes: configurar los parámetros 1. Cada uno de los GRUPOS configurará la encriptación de la siguiente manera: Version : WPA2-PSK Encryption : AES Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 12

13 Grupo 1 PSK Passphrase Grupo 2 PSK Passphrase Grupo 3 PSK Passphrase Grupo 4 PSK Passphrase Configuración de los clientes Wireless con Encriptación 1. Abrir el utilitario de configuración del adaptador wireless TP-LINK Wireless Client Utility. 2. Aparecerá la siguiente ventana. Vaya a la opción Security. 3. Hacer clic en Configure y completar los parámetros según le corresponda a su grupo. 4. Una vez conectados, pruebe la comunicación con el comando :>ping entre las estaciones wireless. El ingreso de las claves puede ser una tarea tediosa si existen muchos terminales Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 13

14 Prg # 3 Configure los adaptadores inalámbricos de tal manera que tengan acceso a Internet. Anote lo realizado. (2,5 Ptos.) Prg # 4 Conclusiones y comentarios de estas dos experiencias: (2,5 Ptos.) Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 14

15 Experiencia # 2: Configuración de una Red LAN Inalámbrica a través de enlaces Punto a Punto. Puntaje: 10 Puntos Tiempo de duración: 50 min. Ejercicio : Configuración Punto a Punto Implemente la siguiente topología de red: b/g grupo b/g grupo4 grupo b/g grupo b/g grupo3 Pasos a seguir Para cada enlace utilice el mismo identificador (SSID) y el mismo canal. SSID: grupo1-2 ó SSID: grupo3-4 Colocar el AP en modo Bridge (Point to Point). En la opción MAC of AP debe colocar la dirección MAC del AP al cual se conectará. Vea la figura 5 de la página 8 de la parte teórica para guiarse. Configure adecuadamente los parámetros TCP/IP para cada host dentro de su grupo. La dirección del GW y de los DNS les serán dadas por su JP. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 15

16 Se solicita lo siguiente: 1. Que las pruebas de enlace entre los hosts sean exitosas. Para ello use el comando PING. (5,0 Ptos.) Para ser llenado por el JP: 2. Observaciones y conclusiones: (5,0 Ptos.) NOTA IMPORTANTE: Antes de desconectar los equipos asegúrese de borrar la configuración de los Access Points, para ello debe ingresar al Menú System Tools y seleccionar la opción Factory Defaults, y finalmente hacer clic en el botón Restore. Luego proceda a guardar los equipos en sus respectivas cajas. Para desconectar el adaptador USB inalámbrico asegúrese de realizar los siguiente: o Ubiquese con el mouse sobre el icono el cual se encuentra en la barra de tareas. Haga clic derecho y seleccione la opción indicada en la figura. Laboratorio de Redes LAN Inalámbricas 16