Pedeorelha | Como funciona o WiFi

Vlad Krasen
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As redes sem fio facilitam a conexão com a Internet. Ver mais fotos de rede de computador. .com

Se você esteve em um aeroporto, cafeteria, biblioteca ou hotel recentemente, é provável que você esteja no meio de uma rede sem fio. Muitas pessoas também usam redes sem fio, também chamadas de redes WiFi ou 802.11, para conectar seus computadores em casa, e algumas cidades estão tentando usar a tecnologia para fornecer aos residentes acesso gratuito ou de baixo custo à Internet. Em um futuro próximo, a rede sem fio pode se tornar tão difundida que você poderá acessar a Internet de qualquer lugar a qualquer momento, sem usar fios.

O WiFi tem muitas vantagens. As redes sem fio são fáceis de configurar e econômicas. Eles também são discretos - a menos que você esteja procurando um lugar para assistir filmes em streaming em seu tablet, você pode nem perceber quando está em um ponto de acesso. Neste artigo, veremos a tecnologia que permite que as informações viajem pelo ar. Também revisaremos o que é necessário para criar uma rede sem fio em sua casa.

Primeiro, vamos examinar alguns princípios básicos de WiFi.

Conteúdo

O que é WiFi?
Pontos de acesso WiFi
Construindo uma rede sem fio

Uma rede sem fio usa ondas de rádio, assim como os telefones celulares, televisores e rádios. Na verdade, a comunicação em uma rede sem fio é muito parecida com a comunicação de rádio bidirecional. Aqui está o que acontece:

O adaptador sem fio de um computador traduz os dados em um sinal de rádio e os transmite usando uma antena.
Um roteador sem fio recebe o sinal e o decodifica. O roteador envia as informações para a Internet usando uma conexão Ethernet física com fio.

O processo também funciona ao contrário, com o roteador recebendo informações da Internet, traduzindo em um sinal de rádio e enviando para o adaptador wireless do computador.

Os rádios usados para comunicação WiFi são muito semelhantes aos rádios usados para walkie-talkies, telefones celulares e outros dispositivos. Eles podem transmitir e receber ondas de rádio e podem converter 1s e 0s em ondas de rádio e converter as ondas de rádio de volta em 1s e 0s. Mas os rádios WiFi têm algumas diferenças notáveis de outros rádios:

Eles transmitem em frequências de 2,4 GHz ou 5 GHz. Essa frequência é consideravelmente mais alta do que as frequências usadas para telefones celulares, walkie-talkies e televisores. A frequência mais alta permite que o sinal transporte mais dados.
Eles usam padrões de rede 802.11, que vêm em vários sabores:
802.11a transmite a 5 GHz e pode mover até 54 megabits de dados por segundo. Também usa Multiplexação de Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM), uma técnica de codificação mais eficiente que divide o sinal de rádio em vários sub-sinais antes de chegarem a um receptor. Isso reduz bastante a interferência.
802.11b é o padrão mais lento e menos caro. Por um tempo, seu custo o tornou popular, mas agora está se tornando menos comum à medida que os padrões mais rápidos se tornam mais baratos. 802.11b transmite na banda de frequência de 2,4 GHz do espectro de rádio. Ele pode lidar com até 11 megabits de dados por segundo e usa codificação de código complementar (CCK) modulação para melhorar as velocidades.
802.11g transmite a 2,4 GHz como 802.11b, mas é muito mais rápido - pode lidar com até 54 megabits de dados por segundo. 802.11g é mais rápido porque usa a mesma codificação OFDM que 802.11a.
802.11n é o mais amplamente disponível dos padrões e é compatível com as versões anteriores a, b e g. Ele melhorou significativamente a velocidade e o alcance em relação aos seus predecessores. Por exemplo, embora o 802.11g teoricamente mova 54 megabits de dados por segundo, ele atinge velocidades no mundo real de cerca de 24 megabits de dados por segundo devido ao congestionamento da rede. 802.11n, no entanto, pode atingir velocidades de até 140 megabits por segundo. 802.11n pode transmitir até quatro fluxos de dados, cada um a um máximo de 150 megabits por segundo, mas a maioria dos roteadores permite apenas dois ou três fluxos.
802.11ac é o padrão mais recente no início de 2013. Ainda não foi amplamente adotado e ainda está em forma de projeto no Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE), mas os dispositivos que o suportam já estão no mercado. O 802.11ac é compatível com 802.11n (e, portanto, os outros também), com n na banda de 2,4 GHz e ac na banda de 5 GHz. É menos sujeito a interferências e muito mais rápido do que seus predecessores, atingindo no máximo 450 megabits por segundo em um único fluxo, embora as velocidades no mundo real possam ser menores. Como o 802.11n, ele permite a transmissão em vários fluxos espaciais - até oito, opcionalmente. Às vezes é chamado 5G por causa de sua banda de frequência, às vezes Gigabit WiFi devido ao seu potencial de exceder um gigabit por segundo em vários fluxos e às vezes Taxa de transferência muito alta (VHT) pela mesma razão.
Outros padrões 802.11 enfocam aplicativos específicos de redes sem fio, como redes de longa distância (WANs) dentro de veículos ou tecnologia que permite que você mude de uma rede sem fio para outra sem problemas.
Os rádios WiFi podem transmitir em qualquer uma das três bandas de frequência. Ou eles podem "pular de frequência" rapidamente entre as diferentes bandas. O salto de frequência ajuda a reduzir a interferência e permite que vários dispositivos usem a mesma conexão sem fio simultaneamente.

Contanto que todos tenham adaptadores sem fio, vários dispositivos podem usar um roteador para se conectar à Internet. Essa conexão é conveniente, virtualmente invisível e bastante confiável; entretanto, se o roteador falhar ou se muitas pessoas tentarem usar aplicativos de alta largura de banda ao mesmo tempo, os usuários podem sofrer interferência ou perder suas conexões. Embora mais novos e mais rápidos, padrões como 802.11ac podem ajudar com isso.

A seguir, veremos como se conectar à Internet a partir de um ponto de acesso WiFi.

Outros nomes e outros padrões de rede sem fio

Você pode estar se perguntando por que as pessoas se referem ao WiFi como rede 802.11. A designação 802.11 vem do IEEE. O IEEE define padrões para uma variedade de protocolos tecnológicos e usa um sistema de numeração para classificar esses padrões.

WiMax, também conhecido como 802,16, procura combinar os benefícios da banda larga e sem fio. O WiMax fornecerá Internet sem fio de alta velocidade em distâncias muito longas e provavelmente fornecerá acesso a grandes áreas, como cidades.

Muitos espaços públicos, como restaurantes e lojas de varejo, agora oferecem WiFi como um serviço gratuito para os clientes. © Steve Hix / Somos Images / Corbis

UMA Ponto de acesso WiFi é simplesmente uma área com uma rede sem fio acessível. O termo é mais frequentemente usado para se referir a redes sem fio em áreas públicas, como aeroportos e cafés. Alguns são gratuitos e alguns exigem taxas de uso, mas em ambos os casos podem ser úteis quando você estiver em trânsito. Você pode até criar seu próprio hotspot móvel usando um telefone celular ou um dispositivo externo que pode se conectar a uma rede celular. E você sempre pode configurar uma rede WiFi em casa.

Se você deseja aproveitar as vantagens de pontos de acesso WiFi públicos ou de sua própria rede doméstica, a primeira coisa que você precisa fazer é verificar se o computador tem o equipamento certo. A maioria dos novos laptops e muitos novos desktops vêm com transmissores sem fio integrados e quase todos os dispositivos móveis são habilitados para WiFi. Se o seu computador ainda não estiver equipado, você pode comprar um adaptador sem fio que se conecta ao slot de placa de PC ou porta USB. Os computadores desktop podem usar adaptadores USB ou você pode comprar um adaptador que se conecta ao slot PCI dentro do gabinete do computador. Muitos desses adaptadores podem usar mais de um padrão 802.11.

Depois de instalar um adaptador sem fio e os drivers que permitem sua operação, seu computador deve ser capaz de descobrir automaticamente as redes existentes. Isso significa que quando você liga o computador em um hotspot WiFi, o computador o informa de que a rede existe e pergunta se você deseja se conectar a ela. Se você tiver um computador mais antigo, pode precisar usar um programa de software para detectar e se conectar a uma rede sem fio.

Ser capaz de se conectar à Internet em hotspots públicos é extremamente conveniente. As redes domésticas sem fio também são convenientes. Eles permitem que você conecte facilmente vários computadores e os mova de um lugar para outro sem desconectar e reconectar os fios. Na próxima seção, veremos como criar uma rede sem fio em sua casa.

Um roteador sem fio usa uma antena para enviar sinais para dispositivos sem fio e um fio para enviar sinais para a Internet. Foto cedida pelo Consumer Guide Products

Se você já tem vários computadores em rede em sua casa, pode criar uma rede sem fio com um ponto de acesso sem fio. Se você tiver vários computadores que não estão em rede ou se quiser substituir a rede Ethernet, precisará de um roteador sem fio. Esta é uma única unidade que contém:

Uma porta para conectar ao seu cabo ou modem DSL
Um roteador
Um hub Ethernet
Um firewall
Um ponto de acesso sem fio

Um roteador sem fio permite que você use sinais sem fio ou cabos Ethernet para conectar seus computadores e dispositivos móveis uns aos outros, a uma impressora e à Internet. A maioria dos roteadores fornece cobertura para cerca de 30,5 metros (100 pés) em todas as direções, embora paredes e portas possam bloquear o sinal. Se sua casa for muito grande, você pode comprar extensores de alcance ou repetidores baratos para aumentar o alcance do seu roteador.

Assim como acontece com os adaptadores sem fio, muitos roteadores podem usar mais de um padrão 802.11. Normalmente, os roteadores 802.11b são ligeiramente mais baratos do que outros, mas como o padrão é mais antigo, eles também são mais lentos do que os roteadores 802.11a, 802.11g, 802.11ne 802.11ac. Roteadores 802.11n são os mais comuns.

Depois de conectar o roteador, ele deve começar a funcionar com as configurações padrão. A maioria dos roteadores permite que você use uma interface da Web para alterar suas configurações. Você pode selecionar:

O nome da rede, conhecido como identificador de conjunto de serviços (SSID) -- A configuração padrão é geralmente o nome do fabricante.
O canal que o roteador usa -- A maioria dos roteadores usa o canal 6 por padrão. Se você mora em um apartamento e seus vizinhos também usam o canal 6, pode haver interferência. Mudar para um canal diferente deve eliminar o problema.
As opções de segurança do seu roteador -- Muitos roteadores usam um logon padrão disponível publicamente, por isso é uma boa ideia definir seu próprio nome de usuário e senha.

A segurança é uma parte importante de uma rede sem fio doméstica, assim como de pontos de acesso WiFi públicos. Se você configurar seu roteador para criar um ponto de acesso aberto, qualquer pessoa que tenha uma placa sem fio poderá usar seu sinal. A maioria das pessoas prefere manter estranhos fora de sua rede, no entanto. Fazer isso requer que você tome algumas precauções de segurança.

Também é importante verificar se as precauções de segurança estão atualizadas. A medida de segurança Wired Equivalency Privacy (WEP) já foi o padrão para a segurança de WAN. A ideia por trás do WEP era criar uma plataforma de segurança sem fio que tornasse qualquer rede sem fio tão segura quanto uma rede com fio tradicional. Mas os hackers descobriram vulnerabilidades na abordagem WEP e hoje é fácil encontrar aplicativos e programas que podem comprometer uma WAN executando a segurança WEP. Ele foi sucedido pela primeira versão do WiFi Protected Access (WPA), que usa criptografia Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) e é um avanço em relação ao WEP, mas também não é mais considerado seguro.

Para manter sua rede privada, você pode usar um ou ambos os métodos a seguir:

WiFi Protected Access versão 2 (WPA2) é o sucessor do WEP e do WPA e agora é o padrão de segurança recomendado para redes sem fio. Ele usa criptografia TKIP ou Advanced Encryption Standard (AES), dependendo do que você escolher na configuração. AES é considerado o mais seguro. Tal como acontece com o WEP e o WPA inicial, a segurança do WPA2 envolve o logon com uma senha. Os hotspots públicos são abertos ou usam qualquer um dos protocolos de segurança disponíveis, incluindo WEP, portanto, tenha cuidado ao se conectar fora de casa. WiFi Protected Setup (WPS), um recurso que vincula um PIN codificado ao roteador e torna a configuração mais fácil, aparentemente cria uma vulnerabilidade que pode ser explorada por hackers, então você pode querer desligar o WPS, se possível, ou examinar os roteadores que não tem o recurso.
Controle de acesso de mídia A filtragem de endereço (MAC) é um pouco diferente de WEP, WPA ou WPA2. Ele não usa uma senha para autenticar usuários - ele usa o hardware físico de um computador. Cada computador tem seu próprio endereço MAC exclusivo. A filtragem de endereço MAC permite que apenas máquinas com endereços MAC específicos acessem a rede. Você deve especificar quais endereços são permitidos ao configurar seu roteador. Se você comprar um novo computador ou se os visitantes de sua casa quiserem usar sua rede, você precisará adicionar os endereços MAC das novas máquinas à lista de endereços aprovados. O sistema não é à prova de falhas. Um hacker inteligente pode paródia um endereço MAC - isto é, copie um endereço MAC conhecido para enganar a rede à qual o computador que ele está usando pertence à rede.

Você também pode alterar outras configurações do roteador para melhorar a segurança. Por exemplo, você pode configurá-lo para bloquear as solicitações de WAN para evitar que o roteador responda às solicitações de IP de usuários remotos, definir um limite para o número de dispositivos que podem se conectar ao seu roteador e até mesmo desativar a administração remota para que apenas os computadores conectados diretamente ao seu roteador pode alterar suas configurações de rede. Você também deve alterar o Service Set Identifier (SSID), que é o nome da sua rede, para algo diferente do padrão para que os hackers não possam dizer imediatamente qual roteador você está usando. E selecionar uma senha forte nunca é demais.

As redes sem fio são fáceis e baratas de configurar, e a maioria das interfaces da Web dos roteadores são praticamente autoexplicativas. Para obter mais informações sobre como configurar e usar uma rede sem fio, verifique os links na próxima página.

Nota do autor: Como funciona o WiFi - Bernadette Johnson

Trabalhei em uma atualização do conteúdo deste artigo e acho incrível que em poucos anos passamos da transferência de dados principalmente com fio para a maioria sem fio, via WiFi em nossas casas e locais públicos, bem como em telefones celulares . É claro que grande parte da infraestrutura ainda usa fios, mas o fato de podermos nos comunicar por ondas de rádio e eletricidade viajando por fios é incrível. Um grande agradecimento aos inventores do telégrafo e a todas as inovações de comunicação que vieram depois.

Lembro-me da época em que a maioria dos meros mortais não tinha modem e não conseguia se conectar à rede, mesmo que tivesse computador. Talvez eu esteja projetando minhas experiências em todo mundo, mas quando eu era criança, nosso computador era uma ferramenta que usávamos isoladamente, exceto quando amigos vinham jogar videogame. Minha tia programadora de computador era a única pessoa que eu conhecia que tinha um modem. Era o tipo em que você coloca seu telefone diretamente em uma base e alguma comunicação analógica maluca acontecia.

Quando os modems se espalharam, eles ainda eram essas coisas externas desajeitadas que conectamos aos nossos computadores para discar ruidosamente e lentamente para uma Internet larval. Eles amarraram a linha telefônica, então você não podia mantê-los conectados indefinidamente, e se você não quisesse acumular uma conta telefônica astronômica, tinha que ter certeza de que estava usando um número de telefone para um ponto de acesso local. Os modems foram internos e ficaram um pouco mais rápidos, mas agora o dial-up está seguindo o caminho do dodô devido à onipresença de serviços de banda larga acessíveis em casa, como DSL e cabo.

Com um salto surpreendente na largura de banda e a capacidade de nossos computadores se conectarem sem fio, muitos de nós estamos online o tempo todo e livres para fazer computação em toda a casa ou até mesmo fora de casa. Eu naveguei na internet, transmiti programas e baixei livros durante as férias em hotéis, aeroportos e outros pontos de acesso. E adormeço todas as noites transmitindo Netflix no meu tablet somente Wi-Fi em casa. O que é ótimo, além do fato de que eu realmente deveria estar descansando. Mas a insônia e a sobrecarga de informações são assuntos para outro momento.

Mais ótimos links

Perguntas e respostas sobre rede sem fio
PC Magazine Como configurar uma rede doméstica sem fio
Tempo: Como configurar uma rede doméstica sem fio

Fontes

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Como funciona o WiFi

Nota do autor: Como funciona o WiFi - Bernadette Johnson

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Fontes