Funcionamiento de WLAN

Funcionamiento de WLAN
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Resumen

Se explica cómo la tecnología inalámbrica permite el funcionamiento de la WLAN. ¡¡Empieza a aprender CCNA 200-301 gratis ahora mismo!!

¡Bienvenido!: Este tema forma parte del Módulo 12 del curso de Cisco CCNA 2, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 2 para guiarte del índice.

1. Vídeo – Operación de WLAN

El tema anterior cubrió componentes WLAN. Este tema va a cubrir la operación WLAN.

Haz clic en Reproducir para ver un video de cómo opera una WLAN.

2. Modos de Topología Inalámbrica 802.11

Las LAN inalámbricas pueden acomodar varias topologías de red. El estándar 802.11 identifica dos modos principales de topología inalámbrica: modo Ad hoc y modo Infraestructura. Tetherin o Anclaje a red también es un modo en ocasiones usado para proveer un acceso inalámbrico rápido.

Haz clic en cada modo de topología inalámbrica para obtener más información.

Es cuando dos dispositivos se conectan de forma inalámbrica de igual a igual (P2P) sin utilizar AP o routers inalámbricos. Los ejemplos incluyen clientes inalámbricos que se conectan directamente entre sí mediante Bluetooth o Wi-Fi Direct. El estándar IEEE 802.11 se refiere a una red ad hoc como un conjunto de servicios básicos independientes / Independent Basic Service Set (IBSS).

Modo Ad hoc

Modo Ad hoc

Esto ocurre cuando los clientes inalámbricos se interconectan a través de un router inalámbrico o AP, como en las WLAN. Los AP se conectan a la infraestructura de red utilizando el sistema de distribución por cable, como Ethernet.

Modo Infraestructura Inalámbrica

Modo Infraestructura Inalámbrica

La variación de la topología ad hoc es cuando un smartphone o tablet con acceso a datos móviles está habilitado para crear un punto de acceso personal. En ocasiones se refiere a esta característica como “anclaje a red (tethering)”. Un punto de acceso suele ser una solución rápida temporal que permite que un smartphone brinde los servicios inalámbricos de un router Wi-Fi. Otros dispositivos pueden asociarse y autenticarse con el smartphone para usar la conexión a Internet.

Anclaje a red o Tethering

Anclaje a red o Tethering

3. BSS y ESS

El modo de infraestructura define dos bloques de construcción de topología: un conjunto de servicios básicos /Basic Service Set (BSS) y un conjunto de servicios extendidos /Extended Service Set (ESS).


Haz clic en BSS y ESS para más información.

Basic Service Set / Conjunto de Servicios Básicos (BSS)

Utiliza un AP único para interconectar todos los clientes inalámbricos asociados. Dos BSS se muestran en la figura. Los círculos representan el área de cobertura del BSS, que se denomina Área de Servicio Básico (BSA). Si un cliente inalámbrico se muda de su BSA, ya no puede comunicarse directamente con otros clientes inalámbricos dentro de la BSA.

La dirección MAC de capa 2 del AP se utiliza para identificar de forma exclusiva cada BSS, que se denomina Identificador de conjunto de servicios básicos (BSSID). Por lo tanto, el BSSID es el nombre formal del BSS y siempre está asociado con un solo AP.

Conjunto de Servicios Básicos o BSS

Conjunto de Servicios Básicos o BSS

Extended Service Set / Conjunto de Servicios Extendidos

Cuando un solo BSS proporciona cobertura insuficiente, se pueden unir dos o más BSS a través de un sistema de distribución común (DS) en un ESS. Un ESS es la unión de dos o más BSS interconectados por un DS cableado. Cada ESS se identifica por un SSID y cada BSS se identifica por su BSSID.

Los clientes inalámbricos en una BSA ahora pueden comunicarse con clientes inalámbricos en otra BSA dentro del mismo ESS. Los clientes móviles inalámbricos pueden moverse de un BSA a otro (dentro del mismo ESS) y conectarse sin problemas.

El área rectangular en la figura representa el área de cobertura dentro de la cual los miembros de un ESS pueden comunicarse. Esta área es llamada área extendida de servicios /Extended Service Area (ESA).

Conjunto de Servicios Extendidos o ESS

Conjunto de Servicios Extendidos o ESS

4. 802.11 Estructura de la Trama

Recuerda que todas las tramas de capa 2 consisten en un encabezado/header, carga útil /payload y sección de secuencia de verificación de trama (FCS). El formato de la trama 802.11 es similar al formato de la trama de Ethernet, excepto que contiene más campos, como se muestra en la figura.

Estructura de Trama 802.11

Estructura de Trama 802.11

Todas las tramas 802.11 inalámbricas contienen los siguientes campos;

  • Control de la trama -identifica el tipo de trama inalámbrica y contiene subcampos para la versión del protocolo, el tipo de trama, el tipo de dirección, la administración de energía y la configuración de seguridad.
  • Duración – En general, se usa para indicar el tiempo restante necesario para recibir la siguiente transmisión de tramas.
  • Dirección 1 Normalmente contiene la dirección MAC del dispositivo inalámbrico receptor o AP.
  • Dirección 2 Por lo general, contiene la dirección MAC del dispositivo inalámbrico transmisor o AP.
  • Dirección 3 En ocasiones, contiene la dirección MAC del destino, como la interfaz del router (gateway predeterminado) a la que se conecta el AP.
  • Control de Secuencia – Contiene información para controlar la secuencia y las tramas fragmentadas
  • Dirección 4 – suele estar vacío, ya que se usa solo en el modo ad hoc.
  • Carga útil – contiene los datos para la transmisión.
  • FCS – Esto se utiliza para el control de errores de la capa 2.

5. CSMA/CA

Las WLAN son configuraciones de medios compartidos half-duplex. Half-duplex significa que solo un cliente puede transmitir o recibir en dado momento. Medios compartidos significa que todos los clientes pueden transmitir y recibir en el mismo canal de radio. Esto crea un problema porque un cliente inalámbrico no puede escuchar mientras está enviando, lo que hace que sea imposible detectar una colisión.

Para resolver este problema las WLAN utilizan el acceso múltiple por detección de portadora y prevención de colisiones (CSMA / CA) para determinar cómo y cuándo enviar datos. Un cliente inalámbrico hace lo siguiente:

  1. Escucha el canal para ver si está inactivo, es decir, no hay otro tráfico actualmente en el canal. El canal es también llamado el portador.
  2. Envía un mensaje Ready to Send (RTS) al AP para solicitar acceso dedicado a la red.
  3. Recibe un mensaje Clear to Send (CTS) del AP que otorga acceso para enviar.
  4. Si el cliente inalámbrico no recibe el mensaje CTS este espera una cantidad de tiempo aleatoria antes de reiniciar el proceso.
  5. Después de recibir el CTS, trasmite la información.
  6. Todas las transmisiones son reconocidas. Si un cliente no recibe el reconocimiento, asume que ocurrió una colisión y reinicia el proceso.

6. Asociación de AP de Cliente Inalámbrico

Para que los dispositivos inalámbricos se comuniquen a través de una red, primero se deben asociar a un AP o un router inalámbrico. Una parte importante del proceso 802.11 es descubrir una WLAN y conectarse a esta. Los dispositivos inalámbricos completan el siguiente proceso de tres etapas, como muestra en la figura:

  • Descubre un AP inalámbrico
  • Autenticar con el AP.
  • Asociarse con el AP.
Asociación AP de Cliente Inalámbrico

Asociación AP de Cliente Inalámbrico

Para lograr una asociación exitosa, un cliente inalámbrico y un AP deben acordar parámetros específicos: Para permitir la negociación de estos procesos, se deben configurar los parámetros en el AP y posteriormente en el cliente.

  • 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.

7. Modo de Descubrimiento Pasivo y activo

Los dispositivos inalámbricos deben detectar un AP o un router inalámbrico y se deben conectar a este. Los clientes inalámbricos se conectan al AP mediante un proceso de análisis (sondeo). Este proceso puede ser pasivo o activo.

Haz clic en cada uno para obtener más información.

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.

Modo pasivo AP

Modo pasivo AP

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.

Para descubrir las redes WLAN cercanas, un cliente inalámbrico también podría enviar una probe request sin un nombre de SSID. Los AP configurados para transmitir por difusión tramas de beacon responderían al cliente inalámbrico con una probe response y proporcionarían el nombre del SSID. Los AP con la función SSID por broadcast desactivada no responden.

Modo Activo AP

Modo Activo AP

Glosario: Si tienes dudas con algún término especial, puedes consultar este diccionario de redes informáticas.

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