Una LAN inalámbrica ( WLAN ) es una red informática inalámbrica que vincula dos o más dispositivos mediante comunicación inalámbrica para formar una red de área local (LAN) dentro de un área limitada, como un hogar, una escuela, un laboratorio de computación, un campus o un edificio de oficinas. Esto brinda a los usuarios la posibilidad de moverse dentro del área y permanecer conectados a la red. A través de una puerta de enlace , una WLAN también puede proporcionar una conexión a Internet en general .
Las LAN inalámbricas basadas en los estándares IEEE 802.11 son las redes informáticas más utilizadas en el mundo. Estos comúnmente se denominan Wi-Fi , que es una marca registrada perteneciente a Wi-Fi Alliance . Se utilizan para redes domésticas y de pequeñas oficinas que conectan computadoras portátiles , impresoras , teléfonos inteligentes , televisores web y dispositivos de juegos con un enrutador inalámbrico , que los conecta a Internet. Los puntos de acceso proporcionados por enrutadores en restaurantes, cafeterías, hoteles, bibliotecas y aeropuertos permiten a los consumidores acceder a Internet con dispositivos inalámbricos portátiles.
Norman Abramson , profesor de la Universidad de Hawaii , desarrolló la primera red de comunicación informática inalámbrica del mundo, ALOHAnet . El sistema entró en funcionamiento en 1971 e incluía siete computadoras distribuidas en cuatro islas para comunicarse con la computadora central en la isla de Oahu sin utilizar líneas telefónicas. [1]
Inicialmente, el hardware de LAN inalámbrica costaba tanto que solo se usaba como alternativa a la LAN cableada en lugares donde el cableado era difícil o imposible. El desarrollo inicial incluyó soluciones específicas de la industria y protocolos propietarios, pero a finales de la década de 1990 fueron reemplazados por estándares técnicos , principalmente las distintas versiones de IEEE 802.11 (en productos que utilizan la marca Wi-Fi ).
A partir de 1991, el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) buscó una alternativa europea conocida como HiperLAN/1 y una primera versión fue aprobada en 1996. A esto le siguió una especificación funcional HiperLAN/2 con influencias ATM [ cita necesaria ] lograda en febrero 2000. Ninguno de los estándares europeos logró el éxito comercial de 802.11, aunque gran parte del trabajo en HiperLAN/2 ha sobrevivido en la especificación física ( PHY ) para IEEE 802.11a , que es casi idéntica a la PHY de HiperLAN/2.
En 2009, se agregó 802.11n a 802.11. Opera en las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz a una velocidad máxima de transferencia de datos de 600 Mbit/s. La mayoría de los enrutadores más nuevos son de doble banda y pueden utilizar ambas bandas inalámbricas. Esto permite que las comunicaciones de datos eviten la concurrida banda de 2,4 GHz , que también se comparte con dispositivos Bluetooth y hornos microondas . La banda de 5 GHz también tiene más canales que la banda de 2,4 GHz, lo que permite que una mayor cantidad de dispositivos compartan el espacio. No todos los canales WLAN están disponibles en todas las regiones.
En 1997 se formó un grupo HomeRF para promover una tecnología destinada al uso residencial, pero se disolvió en enero de 2003. [2]
Todos los componentes que pueden conectarse a un medio inalámbrico en una red se denominan estaciones. Todas las estaciones están equipadas con controladores de interfaz de red inalámbrica . Las estaciones inalámbricas se dividen en dos categorías: puntos de acceso inalámbrico (WAP) y clientes. Los WAP son estaciones base para la red inalámbrica. Transmiten y reciben frecuencias de radio para que los dispositivos inalámbricos se comuniquen. Los clientes inalámbricos pueden ser dispositivos móviles como computadoras portátiles, asistentes digitales personales , teléfonos VoIP y otros teléfonos inteligentes , o dispositivos no portátiles como computadoras de escritorio , impresoras y estaciones de trabajo que están equipadas con una interfaz de red inalámbrica.
El conjunto de servicios básicos (BSS) es un conjunto de todas las estaciones que pueden comunicarse entre sí en la capa PHY. Cada BSS tiene una identificación (ID) llamada BSSID, que es la dirección MAC del punto de acceso que da servicio al BSS.
Hay dos tipos de BSS: BSS independiente (también conocido como IBSS) y BSS de infraestructura. Un BSS independiente (IBSS) es una red ad hoc que no contiene puntos de acceso, lo que significa que no pueden conectarse a ningún otro conjunto de servicios básicos. En un IBSS, las STA se configuran en modo ad hoc (de igual a igual).
Un conjunto de servicios extendidos (ESS) es un conjunto de BSS conectados. Los puntos de acceso en un ESS están conectados por un sistema de distribución. Cada ESS tiene un ID llamado SSID, que es una cadena de caracteres de 32 bytes (máximo).
Un sistema de distribución (DS) conecta puntos de acceso en un conjunto de servicios extendido. El concepto de DS se puede utilizar para aumentar la cobertura de la red mediante el roaming entre celdas. DS puede ser cableado o inalámbrico. Los sistemas de distribución inalámbrica actuales se basan principalmente en protocolos WDS o Mesh , [3] aunque se utilizan otros sistemas.
El IEEE 802.11 tiene dos modos básicos de operación: infraestructura y modo ad hoc . En modo ad hoc, las unidades móviles se comunican directamente entre pares. En el modo infraestructura, las unidades móviles se comunican a través de un punto de acceso inalámbrico (WAP) que también sirve como puente hacia otras redes como una red de área local o Internet.
Dado que la comunicación inalámbrica utiliza un medio de comunicación más abierto en comparación con las LAN cableadas, los diseñadores de 802.11 también incluyeron mecanismos de cifrado: Privacidad equivalente a cable (WEP), que ya no se considera segura, Acceso protegido Wi-Fi (WPA, WPA2, WPA3), para Redes informáticas inalámbricas seguras. Muchos puntos de acceso también ofrecerán Configuración protegida de Wi-Fi , un método rápido, pero que ya no se considera seguro, para unir un nuevo dispositivo a una red cifrada.
La mayoría de las redes Wi-Fi se implementan en modo infraestructura . En el modo de infraestructura, los clientes inalámbricos, como computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, se conectan al WAP para unirse a la red. El WAP suele tener una conexión de red por cable y puede tener conexiones inalámbricas permanentes con otros WAP.
Los WAP suelen ser fijos y brindan servicio a sus nodos clientes dentro del alcance. Algunas redes tendrán varios WAP que utilizan el mismo SSID y disposición de seguridad. En ese caso, conectarse a cualquier WAP en esa red une al cliente a la red y el software del cliente intentará elegir el WAP que brinde el mejor servicio, como el WAP con la señal más fuerte.
Una red ad hoc es una red donde las estaciones se comunican únicamente de igual a igual (P2P). No hay base y nadie da permiso para hablar. Esto se logra utilizando el Conjunto de Servicios Básicos Independientes (IBSS). Una red Wi-Fi Direct es un tipo diferente de red inalámbrica donde las estaciones se comunican de igual a igual. [4] En una red peer-to-peer, los dispositivos inalámbricos dentro del alcance entre sí pueden descubrir y comunicarse directamente sin involucrar puntos de acceso centrales.
En un grupo Wi-Fi P2P, el propietario del grupo opera como punto de acceso y todos los demás dispositivos son clientes. Existen dos métodos principales para establecer un propietario de grupo en el grupo Wi-Fi Direct. En un enfoque, el usuario configura manualmente el propietario de un grupo P2P. Este método también se conoce como propietario de grupo autónomo ( GO autónomo ). En el segundo método, llamado creación de grupos basada en negociación , dos dispositivos compiten según el valor de intención del propietario del grupo. El dispositivo con un valor de intención más alto se convierte en propietario del grupo y el segundo dispositivo se convierte en cliente. El valor de la intención del propietario del grupo puede depender de si el dispositivo inalámbrico realiza una conexión cruzada entre un servicio WLAN de infraestructura y un grupo P2P, la energía disponible en el dispositivo inalámbrico, si el dispositivo inalámbrico ya es propietario de un grupo en otro grupo o la intensidad de la señal recibida. del primer dispositivo inalámbrico.
IEEE 802.11 define las capas PHY y control de acceso al medio (MAC) basadas en el acceso múltiple con detección de operador y evitación de colisiones (CSMA/CA). Esto contrasta con Ethernet, que utiliza acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD). La especificación 802.11 incluye disposiciones diseñadas para minimizar las colisiones porque las unidades móviles tienen que lidiar con el problema del nodo oculto donde dos unidades móviles pueden estar dentro del alcance de un punto de acceso común, pero fuera del alcance entre sí.
Se puede utilizar un puente para conectar redes, normalmente de diferentes tipos. Un puente Ethernet inalámbrico permite la conexión de dispositivos en una red Ethernet cableada a una red inalámbrica. El puente actúa como punto de conexión a la LAN inalámbrica.
Un sistema de distribución inalámbrica (WDS) permite la interconexión inalámbrica de puntos de acceso en una red IEEE 802.11. Permite ampliar una red inalámbrica utilizando múltiples puntos de acceso sin la necesidad de una red troncal cableada para vincularlos, como se requiere tradicionalmente. La ventaja notable de un WDS sobre otras soluciones es que conserva las direcciones MAC de los paquetes de clientes a través de enlaces entre puntos de acceso. [5]
Un punto de acceso puede ser una estación base principal, de retransmisión o remota. Una estación base principal normalmente está conectada a Ethernet por cable. Una estación base de retransmisión transmite datos entre estaciones base remotas, clientes inalámbricos u otras estaciones de retransmisión a una estación base de retransmisión principal u otra. Una estación base remota acepta conexiones de clientes inalámbricos y las pasa a estaciones principales o de retransmisión.
Debido a que los datos se reenvían de forma inalámbrica, consumiendo ancho de banda inalámbrico, el rendimiento de este método se reduce a la mitad para los clientes inalámbricos que no están conectados a una estación base principal. Las conexiones entre estaciones base se realizan en la capa 2 y no involucran ni requieren direcciones IP de capa 3. La capacidad WDS también puede denominarse modo repetidor porque parece conectar y aceptar clientes inalámbricos al mismo tiempo (a diferencia del puente tradicional).
Todas las estaciones base en un WDS deben configurarse para usar el mismo canal de radio y compartir claves WEP o claves WPA, si se usan. Se pueden configurar con diferentes identificadores de conjuntos de servicios. WDS también requiere que cada estación base esté configurada para reenviar a otras en el sistema como se mencionó anteriormente.
Hay dos definiciones de roaming de LAN inalámbrica: