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Redes em Malha para Inclusão Digital

Prof. Luiz Claudio Schara Magalhães, PhD

Depto Eng. de TelecomunicaçõesUniversidade Federal Fluminense

GT-MESH Rede Nacional de Pesquisa


22/04/06

RoteiroMotivaçãoO que são redes em malha (mesh)Projeto da RNP/UFFConstrução de uma rede mesh Outras iniciativasFuturoConclusões

IC

Dout.Rede Rio

Ferraz

TCC

LCC


22/04/06

MotivaçãoComo prover acesso banda larga a baixo custo, num local sem infra-estrutura

Ou onde a infraestrutura seja dispendiosa ou de difícil instalação

Objetivo:Deter os meios de comunicação


22/04/06

Redes Sem FioRedes sem fio permitem levar acesso a grandes áreas a baixo custoProblemas

AlcanceBanda compartilhadaNecessita de visada

Ex: Piraí digital


22/04/06

O que são Redes em Malha

Redes em malha invertem o paradigma de usar rede cabeada para a distribuição e rede sem fio para o acesso localO backbone de uma rede mesh usa tecnologia de comunicação sem fio

A distribuição local pode ser com fio ou sem fio


22/04/06

HiperConectividadeO nome malha vem da possibilidade de cada roteador ter múltiplos vizinhos

Que por sua vez podem ter múltiplos vizinhos, formando uma estrutura altamente conectada, dependendo da densidade de roteadores

Existem múltiplos caminhos possíveisRetorno as idéias básicas da Internet


22/04/06

Vantagens de Redes MeshNão é necessário conectar todos os pontos de acesso à rede cabeadaResiliente devido aos múltiplos caminhosNão requer licenciamento, pois usa frequências abertas (wifi)Redes em malha são redes sem fio com roteamento de múltiplos saltos


22/04/06

SoapboxAlgumas comunidades, como a cidade de Pittsburg, na Pensilvania, EUA, decidiram que acesso banda larga é tão necessário quanto água ou luzDecidiram cobrir a cidade com uma rede mesh

As companhias de telecomunicação estão tentando passar legislação para impedir que outras cidades façam o mesmo


22/04/06

Projeto RNPRedes em malha para acesso universitário em banda-largaProponente UFF

http://mesh.ic.uff.br

EquipeProf. Célio Vinicius Neves de Albuquerque, PhD (IC/UFF)Profa. Dra. Débora Christina Muchaluat Saade (TET/UFF)Prof. Julius Leite, PhD (IC/UFF) Prof. Luiz Cláudio Schara Magalhães, PhD (TET/UFF)Douglas Vidal TeixeiraOutros alunos TET e IC


22/04/06

Nosso Modelo de Redes Mesh

Rede UFFInternet


22/04/06

Software e HardwareSoftware

OpenWRTWifiDogNossa versão de OpenOLSR

HardwareRoteador Linksys WRT54GCaixa, cabos (rede e antena), antena, POE


22/04/06

RoteadorLinksys WRT54G

Até a versão 5, rodava linuxVersão 5 roda vxworks

Existe uma distribuição de linux para ele

Permite modificações

4 MB memória Flash, 16 MB RAM, 5 portas 10/100, IEEE802.11G, telnet, tftp, http


22/04/06

Distribuição: OpenWrthttp://openwrt.orgDistribuição Linux para roteadores sem fioFunciona com outro roteadores além do WRTG54


22/04/06

Segurança: WifiDoghttp://dev.wifidog.orgSolução de autenticação com a técnica de Captive Portal

força o cliente a ver uma página web especial antes de poder navegar na internet.


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Wifidog - CaracteristicasOpen source (Licensa GNU GPL)Escrito em PHPGateway/Firewall roda dentro do roteador LinksysGera estatísticas de uso de banda por cliente dentro do servidor de autenticação


22/04/06

Servidor deAutenticaçãoda rede mesh

PostgreSQL

Associação permitidaPedido de associação

WAN

Usuario/Senha

Navegação

PostgreSQL

Navegador é redirecionado para a página de autenticação

Conexão com a página solicitada

Autenticação confirmada

Nó da rede mesh

Gateway rede meshNAT/FW (iptables)Adicionar regras no iptables para liberar conexão


22/04/06

OLSRProtocolo para redes ad-hoc adaptado para redes meshDá um peso para cada enlace dependendo de sua qualidadeEscolhe a melhor rota a partir destes pesos (usando Link-State)Melhoramos a versão disponível


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HardwareÉ necessária uma antena de melhor ganho

Cabo para conectar antena

Roteadores para uso interno

Caixa hermética


22/04/06

Power Over EthernetEvita ter que levar AC para o roteador (telhado)

Economiza um cabo

Usamos um conector de cabos RJ45

cortamos os fios 4,5,7 e 8, usando um par para força e um para terraAdicionamos conectores fêmea, macho e leds


22/04/06

Cabo JTAGNecessário para versão 5 do WRT54GO hardware mudou

Menos flashMenos RAM

O software mudouNão é mais linux

Mas ainda é possível usá-lo através de uma distribuição especial e um cabo JTAG


22/04/06

Cabo JTAGhttp://wiki.openwrt.org/JTAG_Cables

Foto de HairyDairyMaidhttp://www.ranvik.net/prosjekter-privat/jtag_for_wrt54g_og_wrt54gs/HairyDairyMaid_WRT54G_v22.pdf


22/04/06

Cabo JTAG


22/04/06

Juntando as peçasInstalar a distribuição do OpenWRT e o software de roteamento no WRT54GInstalar o software de captive portal e criar base de dados de autenticaçãoFazer o cabo de antena e o adaptador de POE, colocar roteador em caixa hermética e instalar em um mastro com tripéColocar no teto dos prédios


22/04/06

Vista Parcial UFF em Niterói


22/04/06

Nosso Primeiro RoteadorNo topo do prédio da EngenhariaCaixa hermética feita de alumínio, tripé, antena de alto ganho omnidirecional, cabo de baixa perda, POE

Cabo ethernet inadequadoAo fundo, o prédio do primeiro usuário


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Voluntários


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Rede com primeiro usuário


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Outras IniciativasVMesh [Grécia]RoofNet [MIT]CUWireless [Champaign-Urbana]Microsoft ResearchMeshNet [UCSB]Comerciais

Nortel WmeshCisco Mesh Network

Mitre Mobile Mesh, 4G MeshCube, LocustWorld, …


22/04/06

Aumentando o alcance de uma Rede Mesh

http://www.usbwifi.orcon.net.nz/

É possível criar nós remotos sem o gasto do cabo especial para antena, rodando o software de roteamento num PC


22/04/06

Foto Antena Redes sem fio permitem um sem número de soluções criativasDisseminar o conhecimento

hiperconectividade


22/04/06

FuturoAumentar o número de usuáriosExperimentos com VOIP

Telefonia para áreas carentesPermite compartilhar uma linha externa entre vários usuários, diminuindo o custo da assinaturaPode ser auto-sustentável


22/04/06

ConclusõesO GT-MESH se propõe a criar um protótipo para prover acesso banda larga a estudantes no entorno das universidadesProtótipo pode ser usado para prover acesso a comunidades carentes com alta densidade populacional, principalmente se integrado com o sistema de TV digital


22/04/06

ObrigadoLuiz Claudio Schara Magalhã[email protected]://mesh.ic.uff.brhttp://midiacom.uff.brhttp://telecom.uff.br

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