experiencia i - elo.utfsm.clelo352/exp/electivas/redesw/experiencia_conf1.pdf · 192.168.1.40. se...

Experiencia 1 – Configuración de Redes y Dispositivos WI-FI 1

EXPERIENCIA I

“CONFIGURACIÓN DE REDES Y DISPOSITIVOS INALÁMBRICOS WI-FI”

Resumen:

En esta experiencia se introduce el concepto de redes WLAN (Wi-Fi). Se hace una breve descripción del estándar y de la arquitectura IEEE 802.11, se mencionan las herramientas necesarias para configurar distintos dispositivos inalámbricos y se hará uso de un sniffer inalámbrico para estudiar el estándar IEEE 802.11b y protocolos involucrados en este tipo de redes.


1.1 OBJETIVOS

Después de haber realizado esta experiencia, el alumno será capaz de:

• Implementar redes inalámbricas IEEE 802.11b operando en modo Ad-Hoc y en modo de infraestructura en dos tipos de Sistemas Operativos (SO), Windows XP1 y Linux-Knoppix.

• Configurar los parámetros más relevantes de redes IEEE 802.11b.

• Analizar de redes WLAN IEEE 802.11b mediante el uso del sniffer AiroPeek NX y la validación de éste para mediciones de throughput.

1.2 INTRODUCCIÓN 1.2.1 Introducción a las WLANs Una red inalámbrica de área local (WLAN: Wireless Local Area Network) es un sistema flexible de comunicación de datos, montado como una extensión a, o como una alternativa para, una red de área local alámbrica. Mediante el uso de ondas electromagnéticas, las WLANs transmiten y reciben datos sobre el “aire”, minimizando la necesidad de conexiones de alambre. Así, las WLANs combinan conectividad de datos con movilidad de usuario.

1.2.2 Ventajas de las WLANs Las WLANs, más que reemplazar a las redes de área local (LAN: Local Area Network ) alámbricas, frecuentemente proveen los metros finales de conectividad entre el backbone de la red y el usuario móvil. Las WLANs ostentan diversas ventajas, entre las cuales es posible contar las siguientes:

a. Movilidad. La tecnología inalámbrica permite el uso de terminales móviles (como es el caso de la telefonía celular o, como en el caso que nos preocupa en esta experiencia, de los equipos computacionales (notebooks, PDAs, etc).

b. Flexibilidad de instalación. La tecnología inalámbrica permite a la red ir donde el alambre no puede ir.

c. Costo de propiedad reducido . Si bien la inversión inicial requerida para el hardware de una WLAN puede ser mayor que el costo de una LAN alámbrica, los gastos de instalación globales y el costo asociado al ciclo de vida pueden ser significativamente inferiores. Los beneficios son mayores en ambientes dinámicos que requieren frecuentes movimientos, adiciones y cambios.

d. Escalabilidad . Los sistemas WLAN pueden ser configurados en una variedad de topologías para suplir las necesidades de aplicaciones e instalaciones específicas. Las configuraciones pueden ser fácilmente cambiadas, y su extensión se puede llevar desde redes independientes de unos pocos usuarios hasta redes de

1 El desarrollo de esta experiencia se realiza en Windows XP. Es posible que exista otra versión de Windows en el laboratorio.


infraestructura completa, con miles de usuarios, que permita el tránsito en un área amplia.

1.2.3 ¿Por qué se necesita un estándar para las WLAN’s? Antes de la adopción del estándar IEEE 802.11, los vendedores fabricaban los equipos basados en su propia tecnología. Precavidos de cerrarse en una relación con un vendedor específico, los clientes potenciales en lugar de eso optaron por tecnologías alámbricas basadas en estándares. Como resultado, el despliegue de las redes inalámbricas no ocurrió en gran escala y se mantuvo como un ítem de lujo para grandes compañías con amplios presupuestos.

La única forma en que las WLANs fueran generalmente aceptadas sería si el hardware envuelto tuviera bajo costo y se convirtiera en artículos como routers o switches.

Reconociendo que la única manera de que esto ocurriera sería si existiera un estándar para redes de datos inalámbricas, el grupo 802 del IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers’) lo tomó como su décimo primer reto. El 26 de Junio de 1997 el IEEE anunció la ratificación del estándar IEEE 802.11 para WLANs (Wireless Local Area Networks).

1.2.4 ¿Qué define exactamente el estándar IEEE 802.11? Como en todos los estándares IEEE 802.x, las especificaciones del IEEE 802.11 cubren la operación de control de acceso el medio (MAC) y la capa física (PHY). Como se puede ver en la figura 1.1, IEEE 802.11 define una subcapa MAC, servicios MAC y protocolos, y tres capas físicas: una de banda base de Infrarrojo (IR) y dos capas físicasde radio frecuencia (RF), FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) y DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), en la banda de los 2.4 GHz. Más detalles sobre el control de acceso al medio MAC y sobre las capas físicas se presentan en los anexos B y C.

Figura 1.1 Formato trama IEEE 802.11

1.2.5 Herramientas para el laboratorio. A continuación de nombran y describen algunos de los dispositivos y programas que se usarán durante las experiencias.


1.2.5.1 Dispositivos Inalámbricos

Tarjeta ORINOCO PC Card Silver

Esta tarjeta provee una conexión inalámbrica de alta velocidad a 11 Mbps y un acceso seguro a Internet para laptops y PCs. Posee la opción de encriptación WEP (Wired Equivalent Privacy) usando una clave de 64 bits. Esta tarjeta es compatible con otros fabricantes de dispositivos que se rigen por el estándar IEEE 802.11b, dado que se atiene a la norma Wi-Fi (WIreless-FIdelity standard).

Esta tarjeta tiene una característ ica muy importante que es ser una de las tarjetas compatibles con el Sniffer AiroPeek (NX) para realizar la captura de paquetes.

Información Técnica:

Modelo: 8471 (ORiNOCO Silver)

Interface: CardBus Card (32-bit). Puerto PCMCIA

Tasas de Tx: Soporta tasas de 11, 5.5, 2, 1 Mbps

Indicadores LED: Power, Actividad de Red

Frecuencia: 2400 - 2484 MHz

Alimentación: 3.3 VDC desde el computador (+/-0.2V)

Modulación: IEEE 802.11b Direct Sequence Spread Spectrum (CCK, DQPSK, DBPSK)

Protocolo de Acceso: CSMA/CA con ACK

Máxima Potencia de Salida: 85 mW

Consumo:Tx: 600 mA, Rx: 420 mA

Tarjeta Linksys WUSB12

A diferencia de la tarjeta Orinoco, este dispositivo se conecta a través del puerto USB. Esto hace más accesible tener una conexión inalámbrica ya que generalmente sólo los laptops poseen el puerto PCMCIA (al cual se conecta la tarjeta ORINOCO). Ahora sólo basta con tener un puerto USB disponible, en un desktop o laptop.

Esta tarjeta, dada la sensibilidad de recepción que posee, permite simular el problema del terminal oculto que será visto en una próxima experiencia.


Model: WUSB12


Estándar: IEEE 802.11b, USB 1.1

Plug and play

Puerto: USB Tipo-A

Tasa Tx: 1, 2, 5.5 y 11 Mbps

Potencia Tx: 14 dBm

Sensibilidad Recepción: -83 dBm

Indicadores LED: Power, Actividad de Red

Modulación: BPSK, QPSK, CCK

Protocolos de Red: IPX/SPX, TCP/IP, NetBEUI

Seguridad: Soporta encriptación WEP 128-bit

Alimentación: Interna, 5V DC desde el puerto USB del PC

Access Point

El Access Point que se utilizará en todas las experiencias es un AP CISCO de la serie 1100 modelo AIR -AP1120B-A-K9.


A continuación (ver tabla 1.1) se presentan las principales características que posee el AP (más información puede encontrarse en www.cisco.com). Para configurar al AP vía http, debe conectarse por medio de su interfaz Ethrnet y un cable UTP a un equipo de trabajo e ingresar a la dirección 192.168.1.40. Se debe dejar en blanco la casilla de usuario y ocupar la password “Cisco” (estos valores pueden variar. Consulte a su ayudante en el laboratorio).


Característica Beneficio

Tx de radio en 2.4 GHz IEEE 802.11b, configurable hasta 100 mW

Solución de alto desempeño que entrega tasas hasta un máximo de 11 Mbps (IEEE 802.11b) con la compatibilidad de equipos IEEE 802.11b Diseño de gran calidad del transmisor y receptor provee una amplia y confiable cobertura

Soporte de LAN’s Virtuales (VLAN)

Permite segmentación hasta un máximo de 16 grupos de usuarios Incrementa la flexibilidad del sistema, acomodando a los clientes con diferentes requerimientos de seguridad y capacidades

Calidad de Servicio (QoS) Prioriza tráfico para diferentes aplicaciones

WEP 40-bit, 128-bit Soporta los métodos de seguridad del estándar

Potencia de Tx Configurable

Facilita la administración del tamaño de la celda La cobertura puede ser disminuida a medida que los requerimientos de optimización del ancho de banda aumenten

Balance de Carga Distribuye la conexión de los usuarios a través de AP’s disponibles Optimiza el throughput agregado

Selección de Tasa Automática Mantiene la conectividad en distancias lejanas

Selección Automática de Canal

Determina y selecciona el canal menos congestionado

Tabla 1.1 Características AP Cisco AIR-AP1120B -A -K9

1.2.5.2 Sniffer

Una herramienta de gran ayuda en el análisis de redes son los Analizadores de Protocolos de Red comúnmente llamados sniffers por su capacidad de olfatear (sniff) la red. El sniffer que se utilizará durante las experiencias es el AiroPeek NX de WildPackets, un analizador de redes WLAN’s IEEE 802.11 de tiempo real. AiroPeek NX trabaja capturando tráfico desde uno a más adaptadores inalámbricos, entregando las herramientas de filtrado, análisis e interpretación de tráfico, contenidos de los paque tes, estadísticas y tipos de protocolos usados. AiroPeek NX opera con las últimas revisiones del estándar IEEE 802.11 y automáticamente presenta las opciones correctas para a, b o g. La idea de utilizar un sniffer de aire, es la de poder verificar las configuraciones de hardware como el intercambio de tramas RTS/CTS y ocupación del canal inalámbrico que se utilizará en las pruebas, con el objeto de minimizar interferencias.


Un completo manual y una guía de inicio rápido se encuentran en los archivos Manual.pdf y QuickTour.pdf respectivamente. Además, se encuentra disponible una versión demo en www.wildpackets.com y en la página web del laboratorio. Se recomienda al estudiante instalar esta versión y explorar las he rramientas que provee el sniffer.

1.2.5.3 Sistema Operativo utilizado

Para el desarrollo de los experimentos se trabajará con Windows XP y con Knoppix. Como Windows XP es un sistema operativo (SO) con el cual es estudiante está familiarizado, sólo se hará una pequeña referencia a Knoppix .

Knoppix es un CD bootable con una colección de programas GNU/Linux software, detección automática de hardware, y soporte de muchas tarjetas gráficas, tarjetas de sonido, dispositivos SCSI y USB y otros periféricos. Knoppix puede ser usado como una distribución demo de Linux, CD educacional, sistema de rescate, o adaptado y usado como plataforma comercial de demos de productos. No es necesario instalar nada en el disco duro.

Algunos Drivers WiFi (Wireless Fidelity) incluidos en el LiveCD Linux son:

- Linux-wlan-ng: Soporta tarjetas basadas en el chip PRISM2 de Intersil, tanto PCI, PCMCIA o USB por ejemplo Senao 2511UB, Linksys WPC11, SMC, Compaq (WL100 y WL200), D-Link, Nokia, Cisco Aironet y más para una lista completa (más de 100).

- Agere (Lucent) Orinoco: Soporta tarjetas basadas en el chip HERMES de Lucent tanto PCI como PCMCIA, ejemplos de fabricantes son: Lucent, WavelanIEEE/Orinoco, Cabletron/EnteraSys Roamabout, ELSA AirLancer, MELCO Buffalo, Avaya, IBM High Rate Wireless, Farralon Syyline, Samsung MagicLAN, Netgear MA401, Linksys WPC-11, D-Link DWL-650, 3Com AirConnect, Intel PRO/Wireless, and Symbol Spectrum24 High Rate y más.

1.2.5.4 Generador de tráfico Iperf

Iperf es una herramienta para medir el ancho de banda (BW) TCP máximo, permitiendo la configuración de varios parámetros y características UDP. Iperf reporta throughput, retardo (delay), jitter (variación del retardo) y pérdidas de datagramas.

Iperf fue desarrollado como una alternativa moderna para medir desempeño de ancho de banda en TCP y UDP.

Características de Iperf aprovechadas en los experimentos son:

Cuando sea apropiado, las opciones pueden ser especificadas en K (kilo-) y M (mega-). De este modo, se puede especificar 128K en vez de 131072 bytes.


Puede correr por un tiempo especificado, antes de especificar una cantidad de datos a transferir.

El servidor maneja múltiples conexiones. Imprime periódicamente throughput intermedio, jitter, y reportes de pérdidas en intervalos de tiempo especificados.


1.3 DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA En la siguiente sección se hará una descripción del ambiente de laboratorio donde se llevará a efecto el experimento. Esto tiene por objetivo describir el contexto en que se realizarán las mediciones. El estudiante deberá prepararse para poder llevar adelante su experiencia de laboratorio. Es de esperar que el preinforme contribuya para que el alumno pueda llegar con los conceptos y procedimientos a seguir claros.

1.3.1 Material que se requiere para la experiencia:

§ Una estación de trabajo Windows XP (128 MB RAM o más) con CD-ROM y tarjeta de red Ethernet; 3 laptops (dos clientes más un sniffer) con unidad de CD ROM (128 MB RAM o más). Si no se dispone de dos laptops para utilizarlos como clientes, el laboratorio Armstrong cuenta con 3 computadores (en los bancos 1, 2 y 3 de la figura 1.2) con tarjetas adaptadoras PCI/PCMCIA, en los cuales pueden insertarse tarjetas ORINOCO. Estos también cuentan con puertos USB para la utilización de las tarjetas Linksys WUSB12.

§ 3 CDs con S.O. KNOPPIX (versión 3.2, 3.3 ó 3.4) § 1 AP CISCO AIR-AP 1100 Series. § 3 Adaptadores de red Wi-Fi Orinoco Silver. § 2 Adaptadores de red USB Wi-Fi Linksys WUSB12. § Un cable de red cruzado categoría 5.

1.3.2 Organización del Laboratorio Armstrong

La experiencia se llevará a cabo en el Laboratorio Armstrong del departamento de electrónica de la UTFSM. La figura 1.2 muestra una vista superior del laboratorio. En esta experiencia, la distancia no es un parámetro relevante considerando las dimensiones del laboratorio. Considerando lo anterior, en la figura 1.2 aparecen dos configuraciones sugeridas para la disposición física de los equipos (bancos 4 – 8 y bancos 3 – 7).


Figura 1.2 Vista superior laboratorio Armstrong y ubicación de los equipos.

1.3.3 Conexión AP – Servidor (Modo Infraestructura)

Existen dos maneras de realizar las conexiones entre el computador que tendrá la función de servidor y el Access Point. Una forma es utilizando el Patch Panel que posee el laboratorio y realizando una conexión por medio de un hub. El servidor debe ser conectado con el Patch Panel por medio de un cable de red UTP derecho y en el banco del frente se debe conectar el AP con el Patch Panel por medio de un cable de red del mismo tipo (figura 1.3). En este caso, la ubicación de los equipos que se sugiere es la que aparece en los bancos 3 y 7 de la figura 1.2.

Enchufes del banco de trabajoconectado con el Patch Panel

Banco 4

Banco 2

Banco 3

Banco 1

Patch Panel de Comunicaciones: Esdonde se realizan las conexiones delos equipos entre si y con los bancos

de trabajo

AP Sniffer STA1 STA2

Banco 5

Banco 6

Banco 7

Banco 8

Servidor

ServidorSTA1 STA2 Sniffer AP


Figura 1.3 Conexión AP – Servidor utilizando el Patch Panel.

La segunda forma de conexión es más directa. Se conecta la puerta Ethernet del AP, por medio de un cable de red UTP cruzado, con la tarjeta Ethernet del servidor, como lo ilustra la figura 1.4. Esto debería afectar el retardo que experimenta el tráfico de la red. Para este caso, la ubicación de los equipos que se sugiere es la que aparece en los bancos 4 y 8 de la figura 1.2.

Figura 1.4 Conexión AP – Servidor utilizando un cable UTP cruzado.

Debido a la simplicidad y para reducir retardos en la red (importantes para futuras mediciones) se utilizará el diagrama de la figura 3 para la conexión del AP y del servidor.

1.3.4 Descripción de la Experiencia

La experiencia se divide en 2 partes:

Servidor y Access Pointen banco 4

Servidor

Tarjeta Ethernet

Puerta Ethernet AP

Cable UTPcruzado

SnifferAP

Conexión externa enPatch Panel

Patch Panel deComunicaciones

Access Point en banco 7

Conexión interna(no accesible al alumno)

Tarjeta Ethernet

Puerta Ethernet AP

Servidor en banco 3

HUB Cable UTPderecho

Cable UTPderecho Servidor

Sniffer

Conexión en muro

Conexión en muro


La primera parte se desarrolla en entorno Windows XP. Se configuran redes operando en modo Ad-Hoc e Infraestructura. Se prueban 2 tipos de adaptadores en este sistema operativo y se aplican cambios de los parámetros más relevantes. Se realizan verificaciones con el Sniffer.

Para la segunda parte se utiliza el SO booteable desde CD, Knoppix-Linux. Se configuran redes operando en modo Ad-Hoc e Infraestructura. Se prueban 2 tipos de adaptadores en este sistema operativo y se aplican cambios de los parámetros más relevantes. Se realizan verificaciones con el sniffer. Además, se utiliza el generador de tráfico Iperf para hacer la validación del sniffer, para futuras mediciones, y el análisis del formato de la trama MAC IEEE 802.11.


1.4 INFORME PREVIO 1.4.1 WLANs, arquitectura y capa MAC IEEE 802.11

Responda las siguientes preguntas:

a. Para que un cliente en una WLAN IEEE 802.11 pueda transmitir datos, ¿debe estar asociado o autenticado?

b. ¿Cuántos Access Point posee un Basic Service Set (BSS)?

c. ¿Quién almacena los paquetes de aquellas estaciones que se encuentran “durmiendo”, en una red de tipo Ad-Hoc?

d. Indique las principales funciones de las tramas beacons.

e. Debido a que los laptops son equipos escasos, ¿podrían utilizarse computadores de escritorio (como los que existen en el laboratorio) como estaciones clientes, utilizando las tarjetas disponibles?

f. ¿Puede una estación cliente configurarse como Access Point, utilizando las tarjetas disponibles?

1.4.2 Configuración de WLANs en Linux 1.4.2.1 iwconfig

Este comando será utilizado para configurar la tarjeta ORINOCO en Linux.

i. Estudie el manual del comando iwconfig (Iwconfig .doc).

ii. Indique la línea de comando que permita:

§ crear una red Ad-Hoc cuyo SSID sea “ad_hoc” y que opere en el canal 6. Llame “STA1” a la estación con la que crea la red. Fije la tasa de transmisión en 5.5 Mbps. El dispositivo inalámbrico es reconocido como eth1.

§ la asociación a un Access Point cuyo SSID es “tsunami” y que opera en el canal 11. Asígnele el nombre “STA1” a la estación cliente, seleccione un umbral RTS de 512 bytes y fije la tasa en 11 Mbps.

1.4.2.2 wlanctl-ng

Este comando será utilizado para realizar las configuraciones de las tarjetas Linksys WUSB12 en Linux.

i. Estudie las opciones principa les de este comando e indique cómo se activa un dispositivo reconocido como wlan0.

ii. Indique las líneas de comando que permitan:

§ crear una red Ad Hoc de SSID “linksys” operando en el canal 6.


§ la asociación con un Access Point de SSID “tsunami” operando en el canal 11.

§ cambiar los umbrales de fragmentación y de intercambio de tramas RTS/CTS, y selección de tasa de transmisión.

iii. Según el estándar, qué ocurriría si se desea transmitir desde una STA al AP un paquete de 1024 bytes y se tiene:

§ umbral RTS/CTS de 512 bytes y umbral de fragmentación de 256 bytes.

§ umbral RTS/CTS de 128 bytes y umbral de fragmentación de 256 bytes.

Para los dos casos anteriores, indique cómo se realiza la transmisión del paquete, incluyendo tiempos IFS, tramas ACK, RTS, CTS, fragmentos y estación trasmisora y receptora, según corresponda. Asuma que el paquete se fragmenta en Tamaño del Paquete/Umbral de Fragmentación. Esto nunca ocurre en la realidad debido a los encabezados de los paquetes. Realice un diagrama como los que aparecen en el anexo B en la sección Estableciendo y Restableciendo el NAV.

1.4.2.3 ifconfig

Este es el comando principal para la configuración de dispositivos de red en Linux. Averigüe las opciones principales de este comando e indique la línea que activaría al dispositivo eth1 y le asignaría la IP 192.168.1.1 con la máscara de red 255.255.255.0.

1.4.3 Generador de tráfico Iperf 1.4.3.1 Estudie algún manual de Iperf (en Internet existe mucha información al respecto) y averigüe cómo configurar:

§ modo servidor o cliente § tipo de paquete § nodo des tino § intervalo de despliegue de medición § ancho de banda (sólo UDP) § tamaño del paquete § tiempo de transmisión

1.4.3.2 Indique la línea que permita:

§ correr un servidor (cuya IP es 192.168.1.1) Iperf que reciba paquetes UDP, que despliegue reportes cada un segundo indicando el ancho de banda en Mbps,

§ enviar paquetes UDP de 1472 bytes desde un cliente al servidor anterior durante 10 segundos, a una tasa de 11 Mbps.


1.4.4 Sniffer 1.4.4.1 Averigüe en el manual o en la guía de inicio rápido (Manual.pdf y QuickTour.pdf):

§ Cómo elegir el adaptador de captura § Opciones de selección de canal de captura § Inicio-detención de una nueva captura § Salvar reportes en formato HTML § Filtrado de paquetes. § Decodificación de paquetes

1.4.4.2 En la experiencia 2 se realizarán mediciones de uno de los indicadores de desempeño de redes más relevante, el throughput. Se de be asegurar que las mediciones de throughput no están limitadas por la habilidad del sniffer de captar paquetes. ¿Qué experimento realizaría para verificar que el sniffer capta todos los paquetes? ¿Dónde situaría el sniffer, si se trata de una red operando en Modo Infraestructura?

1.4.4.3 En la figura 1.5 se muestra una captura realizada por el sniffer. ¿Cómo calcularía el periodo de generación de tramas beacons de un AP? ¿Se necesita información adicional y en caso de ser así, de qué tipo? Revise Packets List Options del sniffer y averigüe sobre datos temporales que entrega el sniffer, como Relative Time, por ejemplo.

Figura 1.5 Ejemplo de captura del sniffer.

1.4.5 Modelo Capas ISO y TCP/IP 1.4.5.1 Averigüe en cual capa del modelo ISO de interconexión de redes se encuentra la capa MAC IEEE 802.11.


1.4.5.2 El sniffer capta un paquete UDP a nivel de capa MAC IEEE 802.11 que fue transmitido en una WLAN operando en modo infraestructura compuesta por un servidor (conectado al AP en forma alámbrica) y una estación cliente inalámbrica. La codificación hexadecimal del paquete capturado se muestra a continuación.

00-15: 20 80 E1 87 00 02 8A A4 20 06 00 02 2D 3A 33 F4 16-31: 00 D0 09 68 7B 9B 00 75 AA AA 03 00 00 00 08 00 32-47: 45 00 00 5C 27 0A 40 00 40 11 90 30 C0 A8 01 05 48-63: C0 A8 01 01 80 00 13 89 00 48 3B FF 00 00 00 07 64-79: 3E D5 58 3F 00 09 2D BD 00 00 00 00 25 32 56 21

El formato de una trama MAC IEEE 802.11 aparece en la figura 1.6.

Figura 1.6 Formato general de trama MAC

El campo Frame Body incluye todos los encabezados de las capas superiores. La figura 1.7 muestra el formato del campo Frame Body para este caso.

Encabezado 802.2 LLC

(8 bytes)

Encabezado IP (20bytes)

Encabezado UDP

(8 bytes)

Datos (Capa de Aplicación

Figura 1.7 Estructura del paquete UDP sobre una red Ethernet.

Consulte al anexo B (sección Formato de Tramas MAC) y realice el siguiente ejercicio:

a) Descomponga el campo Frame Control de la trama MAC. b) Descomponga el paquete en los campos mostrados en la figuras 1.6 y 1.7. c) Indique cuántos bytes componen la carga de datos. d) ¿El paquete fue transmitido desde el servidor al cliente, o viceversa? Justifique. e) Indique las direcciones físicas (MAC) del AP, del servidor y de la estación

cliente. f) Indique las direcciones lógicas (IP) del destino y fuente en formato punto

decimal. g) ¿El paquete corresponde a un fragmento IEEE 802.11? h) Indique por cuánto tiempo (en microsegundos) tendrá ocupado el canal el

paquete (actualización del NAV).

1.4.5.3 Si en la capa de aplicación se genera un paquete de 1472 bytes, ¿de qué tamaño es el paquete que captura el sniffer? El sniffer capta los paquetes a nivel de capa MAC, esto implica que todos los headers de capas superiores son incluidos en el campo Frame Body del formato de la trama MAC. El paquete se transmite en modo infraestructura desde una STA inalámbrica cliente hacia un servidor que está


conectado al AP. ¿Qué ocurre si el paquete que se genera en la capa de aplicación es de 2000 bytes? Asuma umbral RTS y fragmentación desactivados (OFF).


1.5 DESARROLLO DE LA SESIÓN Es importante, para la confección del informe final, que almacene las capturas importantes realizadas con el sniffer, así como también las salidas generadas por la ejecución de los comandos ifconfig, iwconfig (en Knoppix), ping, etc.

1.5.1 Primera parte, desarrollada en ambiente Windows XP [Anexo E]. 1.5.1.1 Modo Ad-Hoc:

i. Con 2 dispositivos inalámbricos (puede utilizar los dispositivos inalámbricos que guste, ORINOCO o Linksys) implemente y configure una red operando en modo Ad-Hoc en uno de los canales no traslapados (en el menos congestionado según el sniffer). El SSID debe ser “ad_hoc_Gnºgrupo”.

ii. Analice el canal con el Sniffer y describa lo que aprecia. ¿Hace alguien de maestro? ¿Cómo se sincronizan? Capture el intercambio de tramas que permiten la autenticación y asociación con la red.

iii. Asigne las direcciones IP 192.168.1. 1 y 192.168.1. 2 a las STA’s de la red, con máscara de red 255.255.255.0 para ambas.

iv. Verifique que ambas estaciones clientes (STA’s en adelante) se “escuchen” por medio del comando PING. Observe los paquetes con el sniffer (puede realizar filtrado de paquetes ICMP).

1.5.1.2 Modo Infraestructura:

Para este modo de operación, en ambos SO, se debe armar la topografía de red que aparece en la figura 1.8, donde x corresponde al número del grupo, y = x + 1 y z = y + 1 . La disposición física del los equipos aparece en la figura 1.2.

STA1192.168.1.y SERVIDOR

192.168.1.x

SNIFFER

AP CISCO AIRONET192.168.1.40

CABLE UTP CRUZADO

STA2192.168.1..z

Figura 1.8 Topografía Modo Infraestructura.

i. Configure una red de infraestructura según aparece en la figura 1.2 (bancos 4 y 8 del laboratorio) utilizando la conexión ent re AP y Servidor que aparece en la figura 1.4, con una estación cliente STA1. Asígnele la dirección IP (según la figura


1.8) a la interfaz Ethernet del PC al cual está conectado el AP. Ingrese a la página de configuración del AP (http://192.168.1.40 o la IP que corresponda) y ubique los parámetros de importancia. Seleccione un canal de operación en el AP (el menos congestionado) y cree una red de SSID “Grupo_nºgrupo ”.

ii. Comience a “sniffear” el canal y a observar los beacons. Luego conecte una STA a la red y conéctese a la red. Observe y registre en el sniffer el proceso de asociación a la red. Calcule el periodo promedio de generación y la desviación estándar de beacons del Access Point. Para esto, filtre la información dejando sólo visible los beacons y luego salve en un archivo de texto.

iii. Asigne direcciones IP (según la figura 1.8) y verifique el buen funcionamiento de la red con el comando PING. Haga PING desde la STA hacia el PC al cual está conectado el AP. Esta vez sólo realice filtrado de beacons y otras tramas para poder observar en forma clara el modo de acceso básico del estándar (two-way handshaking) en el sniffer.

iv. Observe y registre qué parámetros le permite el controlador de la tarjeta cambiar. Cambie algunos parámetros de importancia, como el umbral RTS/CTS y verifique con el sniffer el cambio en el método de acceso (four-way handshaking o con intercambio de tramas RTS/CTS).

1.5.2 Segunda parte, desarrollada en SO knoppix-Linux.

Ingrese un CD Knoppix a 2 laptops y al PC que cumplirá el rol de servidor, dejando el laptop que tiene el Sniffer en Windows. Debe verificar que en todos los computadores que utilicen el CD de Knoppix posean el programa Iperf (consúltelo a su ayudante).

1.5.2.1 Modo Ad-Hoc:

i. Primeramente con 2 tarjetas Orinoco Silver y posteriormente con tarjetas Linksys WUSB12, cree una red del tipo Ad-Hoc operando en el canal menos congestionado según el sniffer. El SSID debe ser “ad_hoc_Gnºgrupo”, cuando se utilicen tarjetas ORINOCO y “linksys_Gnºgrupo”, cuando se utilicen estos dispositivos. Verifique la configuración.

ii. Asigne las direcciones IP 192.168.1.2 y 192.168.1.3 a las STA’s de la red, con máscara de red 255.255.255.0 para ambas. Utilice ifconfig o NETCARDCONFIG. Verifique el buen funcionamiento de la red ejecutando PING. Observe los paquetes con el sniffer.

1.5.2.2 Modo Infraestructura:

i. Configure una red de infraestructura según aparece en la figura 1.2 (bancos 4 y 8 del laboratorio) utilizando la conexión entre AP y Servidor que aparece en la figura 1.4, con una estación cliente STA1. Asígnele una dirección IP (según la figura 1.8) a la interfaz Ethernet que utiliza el AP. Mantenga el SSID del caso anterior (Windows) y ocupe el canal menos congestionado.

ii. Conecte una tarjeta Orinoco Silver a la STA y ejecute iwconfig . Asígnele una dirección IP (según la figura 1.8) a la STA con el comando ifconfig .


iii. Verifique el funcionamiento de la red utilizando el comando PING. Observe los paquetes en el sniffer.

iv. Quite el adaptador Orinoco Silver y conecte la tarjeta Linksys WUSB12. Conéctese a la red creada anteriormente con el AP y asígnele direcciones IP (según la figura 1.8) a la interfaces utilizadas. Realice cambios en la tarjeta de los parámetros relevantes (RTS, fragmentación). Ejecute PING desde la STA hacia el servidor para un tamaño de paquete de 1024 bytes, para cada una de las siguientes configuraciones:

1. RTS Threshold= 512 bytes y Frag Threshold=off (ó 2347 bytes)

2. RTS Threshold= off (ó 2432 bytes) y Frag Threshold=512 bytes

3. RTS Threshold= 512 bytes y Frag Threshold=256 bytes

4. RTS Threshold=128 bytes y Frag Threshold=256 bytes

Para cada configuración obtenga la salida del comando iwconfig y la captura del sniffer, comentando lo observado y haciendo comparaciones con diagramas que aparecen en el estándar (9.2.5.4 Setting and resetting the NAV) sobre umbrales RTS y fragmentación.

v. Validación del sniffer.

Corra un servidor Iperf en la estación conectada al AP. Con la intención de validar el sniffer, es decir, verificar que capte todos los paquetes de la red, envíe paquetes UDP desde una STA durante 20 segundos hasta el AP o hasta la otra STA. Guarde la información que entrega Iperf y contrástela con lo que muestra el sniffer. Repita lo mismo pero esta vez mandando una cantidad fija de paquetes ICMP (comando PING).

vi. Formato Trama MAC

Nuevamente utilizando Iperf, genere paquetes UDP de 1472 bytes. Observe en el sniffer el tamaño total del paquete y haga un completo análisis del formato de la trama. Desglose la trama MAC indicando todos los headers de capas superiores. Explique por qué el campo Address 4 no aparece, haciendo que la trama MAC sea más corta.

Para el desarrollo de esta parte, estudie el modelo de redes TCP/IP y los formatos de los datagramas IP y UDP.


1.6 INFORME FINAL 1.6.1 Presente un diagrama completo y detallado con las conexio nes hechas en el

laboratorio.

1.6.2 Presente y comente los resultados obtenidos en cada punto del desarrollo de la sesión.

1.7 BIBLIOGRAFÍA [1] The Institute of Electtrical and Electronic Engineers Inc. IEEE 802.11, 1999 edition

(ISO/IEC 8802-11:1999). http://standars.ieee.org/getieee802/802.11.html [2] “Certified Wireless Network AdministratorTM Official Study Guide”, Copyright © 2002

Planet3 Wireless. [3] http://www.wildpackets.com [4] http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Tools.html [5] Manual iwconfig http://gd.tuwien.ac.at/linuxcommand.org/man_pages/iwconfig8.html [6] Educator’s Corner Experiments, Experiment 12: “Study of the IEEE 802.11 WaveLan” [7] Mario Cagalj, Jean-Pierre Hubaux, Imad Aad, “Hands-on Exercises: IEEE 802.11

Standard”, January 6, 2004. [8] Agustín González V., Apuntes del ramo Redes de Computadores ELO 322, Departamento

de Electrónica USM, 2002. [9] Aruchandar Vasan, Udaya Shankar. “An Empirical Characterization of Instantaneous

Throughput in 802.11b WLANs”. [10] David Guzmán, “Análisis de desempeño de un sistema WLL usando el protocolo IEEE

802.11b (en forma experimental y mediante simulaciones”,Mayo 2004. [11] Hugo Araya, “Análisis de Desempeño de Protocolo IEEE 802.11b en Ambiente WLL”,

Febrero 2003. [12] Martin Heusse, Franck Rousseau, Gilles Berger-Sabbatel, Andrzej Duda, “Performance

Anomaly of 802.11b”, IEEE INFOCOM 2003. [13] Jeffrey Wheat, Randy Hiser, Jackie Tucker, Alicia Neely, Andy McCullough, “Designing

a Wireless Network Understand How Wireless Networks Works”, Copyright © 2001 by Syngress Publishing.

[14] Doc umentación Iperf v1.7.0, Marzo 2003. http://dast.nlanr.net/Projects/Iperf/ [15] RFC 768 - User Datagram Protocol http://www.faqs.org/rfcs/rfc768.html [16] http://www.cisco.com

experiencia i - elo.utfsm.clelo352/exp/electivas/redesw/experiencia_conf1.pdf · 192.168.1.40. se...

Documents