FLF - FACULDADE LOURENÇO FILHO
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para obtenção de Título de Graduação em Redes de
Computadores da...
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proposta de melhoria da rede sem f...
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INTRODUÇÃO
O advento da tecnologia tem se mostrado uma ferramenta poderosa, através
principalmente da internet, para aju...
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Devido ao grande número de usuários que frequentam a instituição e necessitam do
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Figura 03: topologia
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A instituição de ensino oferece acesso à rede mundial de computadores aos seus
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diminuir essa potência onde os AP’s de mesmo canal se sobrepõem, fazendo com que
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Figura 06: Controle de Firewall do Router OS Mikrotik
No que diz respeito a configuração da rede, os usuários irão aces...
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Figura 07: Log de Sessões de usuário
Na figura 08 está um exemplo da criação de perfis e criação de usuário. Na criação...
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CONCLUSÃO
Neste artigo abordamos a reestruturação da rede wireless da Instituição de Ensino
Lourenço Filho, de modo a o...
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MARCO AURELIO DA SILVA. espectro eletromagnético . , Brasil Escola, 2015.Disponível em:
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ANÁLISE E MELHORIAS EM REDE WIRELESS

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O advento da tecnologia tem se mostrado uma ferramenta poderosa, através principalmente da internet, para ajudar instituições de ensino, desde o ensino fundamental até o ensino superior, a levar um conhecimento mais amplo e de melhor qualidade aos seus alunos, tendo em vista o vasto material educacional disponível na grande rede. A internet gera uma grande facilidade na comunicação, simplificando a troca de informações entre estudantes de diversas partes do país e até mesmo do mundo. Com essa troca de informações, tanto aluno como pesquisadores e professores, ganham em produtividade e qualidade no seu conhecimento adquirido através deste acesso à rede, provido pela instituição de ensino, tornando a pesquisa para trabalhos acadêmicos por exemplo, mais rápida, simples e com maior qualidade no material adquirido.
Para os professores, é possível utilizar a internet no interior da instituição, e com isso, estar sempre atualizado sobre novos conhecimentos em sua área de atuação, provendo assim, um nível de conhecimento mais adequado aos alunos da instituição. Para a instituição de ensino, este nível de conhecimento adquirido por seus alunos, com o auxílio da internet, traz para a mesma, reconhecimento do mundo acadêmico, pela qualidade do ensino exercida por seus professores, que se utilizam da tecnologia para prover essa qualidade no ensino.
A internet tornou-se um recurso de fácil acesso, trazendo uma quantidade inimaginável de informações de diversas partes do mundo e sobre todas as linhas de pesquisa. É fato sobre essas informações, que parte delas não tem utilidade para o mundo acadêmico, mas este mesmo fato ensina ao aluno a ter uma visão crítica, a aprender a pesquisar, analisar e comparar os resultados de maneira que isso venha a colaborar com sua formação educacional e profissional.
Diante disso, vemos a necessidade de uma reestruturação e reorganização dessa rede provida pela instituição para alunos e professores, de modo a expandir a qualidade do sinal gerado pelos equipamentos de rede, expandir a área de alcance dessa rede dentro da instituição, prover meios de adequar essa rede às normas do Marco Civil, bem como garantir a segurança dos dados e informações que trafegam para evitar danos tanto para instituição, quanto aos seus usuários e com isso, pôr em prática os benefícios da utilização da internet na geração de conhecimento de qualidade.

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ANÁLISE E MELHORIAS EM REDE WIRELESS

  1. 1. FLF - FACULDADE LOURENÇO FILHO PROJETO INTEGRADOR MULTIDISCIPLINAR II ANÁLISE E MELHORIAS NA REDE WIRELESS FORTALEZA JUNHO2015
  2. 2. Trabalho de Conclusão de Curso requisitado como exigência para obtenção de Título de Graduação em Redes de Computadores da Faculdade Lourenço Filho – FLF. Francisco Ricardo Ferreira de Araújo Júnior tecnoric4rdo@gmail.com Bruno Navarro Gomes Carvalho brunoinavarro@gmail.com Elder Guedes de Freitas elderfreitas3@hotmail.com Direção Geral Antônio Filgueiras Lima Filho Direção Acadêmica Roberta Filgueiras Lima Barbosa Coordenação Acadêmica Profª Marcia Tonieto Coordenação do Curso Redes de Computadores Profº Carlos Manso Professor Orientador Carlos Eduardo Freire Gurgel Curso: Redes de Computadores 5 semestre - Noite Faculdade Lourenço Filho
  3. 3. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................ 3 2. PROBLEMÁTICA .................................................................................... 4 3. MARCO CIVIL DA INTERNET .................................................................. 8 4. PROPOSTA DE MELHORIA ...................................................................... 9 5. CONCLUSÃO ......................................................................................... 13 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................. 14 1.2 A FACULDADE ..................................................................................................... 1.3 A REDE ................................................................................................................ 1.4 OS EQUIPAMENTOS ................................................................................................ 1.5 CONFIGURAÇÕES................................................................................................. 1.6 ANALISE ............................................................................................................. 2 – SUGESTÃO DE MELHORIAS ......................................................................................... 2.1 TOPOLOGIA ............................................................................................................ 2.2 EQUIPAMENTOS E SOFTWARES.................................................................................. 2.3 CONFIGURAÇÕES ......................................................................................................
  4. 4. RESUMO O presente artigo tem por objetivo, apresentar uma análise e posteriormente, uma proposta de melhoria da rede sem fios (Wireless ou WiFi™) da Faculdade Lourenço Filho. Serão apresentados aqui, análises, argumentos e sugestões para que se tire um melhor proveito desta infra estrutura tanto por alunos, como por professores, sem a necessidade de grandes modificações ou de altos investimentos. Apresentaremos indicadores de que a infraestrutura pode melhorar sem grandes modificações e investimentos da rede atual. Mostraremos que ações simples poderão trazer grandes melhorias à rede e que poderão aumentar a taxa de acesso dos usuários e segurança de quem faz uso desta rede. Palavras-chave: Redes sem fio. Infraestrutura. Wireless. Mikrotik ABSTRACT This article aims to present an analysis and subsequently a proposal to improve the wireless network (Wireless or WiFi ™), Faculty Lourenço Filho. Will be presented here, analyzes, arguments and suggestions for it to take better advantage of this infrastructure both for students, for teachers, without the need for major modifications or heavy investments. Present indicators that the infrastructure can improve without major modifications and investments of the current network. We show that simple actions can bring major improvements to the network and may increase users' access fee and security of those who make use of this network. Palavras-chaves: WIRELESS NETWORKS . WI - FI . INFRAESTRUTURA .
  5. 5. 3 INTRODUÇÃO O advento da tecnologia tem se mostrado uma ferramenta poderosa, através principalmente da internet, para ajudar instituições de ensino, desde o ensino fundamental até o ensino superior, a levar um conhecimento mais amplo e de melhor qualidade aos seus alunos, tendo em vista o vasto material educacional disponível na grande rede. A internet gera uma grande facilidade na comunicação, simplificando a troca de informações entre estudantes de diversas partes do país e até mesmo do mundo. Com essa troca de informações, tanto aluno como pesquisadores e professores, ganham em produtividade e qualidade no seu conhecimento adquirido através deste acesso à rede, provido pela instituição de ensino, tornando a pesquisa para trabalhos acadêmicos por exemplo, mais rápida, simples e com maior qualidade no material adquirido. Para os professores, é possível utilizar a internet no interior da instituição, e com isso, estar sempre atualizado sobre novos conhecimentos em sua área de atuação, provendo assim, um nível de conhecimento mais adequado aos alunos da instituição. Para a instituição de ensino, este nível de conhecimento adquirido por seus alunos, com o auxílio da internet, traz para a mesma, reconhecimento do mundo acadêmico, pela qualidade do ensino exercida por seus professores, que se utilizam da tecnologia para prover essa qualidade no ensino. A internet tornou-se um recurso de fácil acesso, trazendo uma quantidade inimaginável de informações de diversas partes do mundo e sobre todas as linhas de pesquisa. É fato sobre essas informações, que parte delas não tem utilidade para o mundo acadêmico, mas este mesmo fato ensina ao aluno a ter uma visão crítica, a aprender a pesquisar, analisar e comparar os resultados de maneira que isso venha a colaborar com sua formação educacional e profissional. Diante disso, vemos a necessidade de uma reestruturação e reorganização dessa rede provida pela instituição para alunos e professores, de modo a expandir a qualidade do sinal gerado pelos equipamentos de rede, expandir a área de alcance dessa rede dentro da instituição, prover meios de adequar essa rede às normas do Marco Civil, bem como garantir a segurança dos dados e informações que trafegam para evitar danos tanto para
  6. 6. 4 instituição, quanto aos seus usuários e com isso, pôr em prática os benefícios da utilização da internet na geração de conhecimento de qualidade. PROBLEMÁTICA Para avaliar e descobrir os principais problemas da rede, na visão dos usuários, foi realizada uma pequena pesquisa, onde questionamos aos usuários, como eles avaliam a experiência do acesso à rede provido pela faculdade, e como este acesso contribui para sua formação dentro da instituição. Foram entrevistados 100 alunos do ensino superior do turno da noite. Os resultados obtidos nos mostraram que 90% dos entrevistados estão insatisfeitos com o acesso à internet provido pela instituição e que esperam melhorias na rede. A partir deste resultado, procuramos o departamento de informática da instituição, afim de coletarmos informações para conhecer a infraestrutura existente, links utilizados, bem como equipamentos e configurações utilizadas na rede. Com os dados cedidos pelo departamento de informática da instituição, temos o seguinte:  Quantidades de links: 1  Velocidade: 120 Mbps  Equipamentos: 13 access points e 3 switchs  Gerenciamento: os access points são gerenciados pelo software da UBIQUITI – Unifi v3.2.10 controller.  Firewall + Proxy e DHCP O link de internet dedicado ao acesso dos usuários é de 120 mbps (megabits por segundo) dividido em 02 links menores: 01 de 60 mbps para os laboratórios e outro de igual tamanho para a rede sem fio. Esta rede sem fios está distribuída pela instituição através de 13 access points, interligados em 03 switchs distribuídos nos 2 prédios da faculdade.
  7. 7. 5 Devido ao grande número de usuários que frequentam a instituição e necessitam do acesso à rede, temos dois problemas principais: A velocidade de acesso e a associação ao AP. O problema de associação ao Access Point, se dá principalmente por dois motivos, primeiro pelo limite de usuários simultâneos de cada equipamento, que no caso dos access points utilizados na faculdade, ficam em torno de 100 a 120 usuários simultaneamente conectados a ele. Após ser atingido esse número de usuários, o AP começa a recusar novas solicitações de usuários e os mesmos não conseguem se conectar. O segundo problema é a velocidade de acesso, que em alguns horários de pico, não permite que os dispositivos acessem sequer o buscador Google. Os AP’s são do modelo UAP (figura 01) da Ubiquiti Networks; este modelo possui uma interface ethernet com velocidade 10/100mbps e interface wireless com antena OMNI de 3dBi e suporta protocolo MIMO 2x2, alcançando uma velocidade de transmissão de dados de até 300mbps. Opera nos padrões 802.11 b/g/n e suporta até 100 usuários conectados ao mesmo tempo. Estes AP’s são gerenciados através de um software chamado Unifi Controller, (figura 02) fornecido pela própria fabricante do AP: a Ubiquiti Networks. Este software permite o gerenciamento de múltiplas redes wireless usando apenas o navegador. Com ele é possível configurar sistemas de hotspot com controle de usuário e senha e contabilizar os acessos dos usuários à rede. Esta ferramenta conta ainda com serviços como firewall, servidor proxy e servidor DHCP. Porém, a Ubiquiti utiliza um protocolo proprietário chamado Unifi que opera em seus equipamentos e devido a esse fato, o software Unifi Controller gerencia apenas com os equipamentos do próprio fabricante, o que inviabiliza a utilização de access point de outro fabricante. Figura 01: Access Point UAP – Ubiquiti Networks
  8. 8. 6 Figura 02: captura de tela do software Unifi Controller Na figura 03, temos uma representação gráfica da topologia existente na rede wifi, com a distribuição dos access points e switchs. Entende-se por espectro eletromagnético na área das telecomunicações, como o intervalo que contém as radiações eletromagnéticas utilizadas para comunicação, no nosso caso, as radiofrequencias. Para realizar uma simples análise do espectro eletromagnetico na área da faculdade, utilizamos o aplicativo Wifi Analyzer. Este é um aplicativo que roda em aparelhos celulares e tablets que são baseados em Sistema Operacional Android e permite visualizar as redes sem fios que são detectadas pelo aparelho, disponibilizando informações importantes como SSID (Service Set IDentifier – Conjunto Identificador de Serviço) das redes, canal de frequência utilizado, potência recebida pelo dispositivo e endereço MAC (endereço físico do dispositivo) do access point. Com a ajuda deste aplicativo, podemos mapear todos os access points, verificar se há falhas em sua distribuição e configuração.
  9. 9. 7 Figura 03: topologia Com a utilização do software wifi analyzer, foi verificado que em todos os access points distribuidos pela instituição, apenas se utilizam dos canais 1, 6 e 11, que são os únicos canais que não se sobrepõem, mas com a proximidade entre alguns destes aparelhos, acaba por acontecer esta sobreposição do canal. A sobreposição do canal de radiofrequência é quanto um aparelho opera em uma frequência distinta, e existe outro aparelho próximo a ele, operando na mesma frequência, causando interferência em ambos dispositivos. Em uma captura realizada em um ambiente da faculdade, através do Wifi Analyzer (figura 04), verificamos que em cada um dos 3 canais principais (1, 6 e 11) existem pelo menos 3 dispositivos da própria faculdade (SSID FLFFREE), além de outros dispositivos de terceiros, os quais também são detectados dentro da área da instituição.
  10. 10. 8 Figura 04: Captura de tela do Wifi Analyzer O MARCO CIVIL DA INTERNET O Marco Civil da Internet é a Lei que regula o uso da internet no Brasil e visa prover garantias de direitos e deveres para quem usa a rede, e determina diretrizes para a atuação do estado. O texto traz temas como: Neutralidade da rede: diz que todas as informações que trafegam na rede devem ser tratadas da mesma forma, com uma mesma velocidade, garantindo livre acesso a toda e qualquer informação disponível na rede, sem discriminação por conteúdo; Privacidade: que é o direito de controlar a exposição e a disponibilidade das informações acerca de si; Retenção de Dados: é a retenção de dados do usuário pelo período mínimo de 01 ano por quem prove o acesso à rede. Esses dados devem ter seu sigilo garantido por quem provê o acesso à rede. Dentre esses dados, consta principalmente, nome do usuário e endereço ip; Responsabilidade Civil: que é a responsabilidade por atos de terceiros praticados na rede do provedor de serviços.
  11. 11. 9 A instituição de ensino oferece acesso à rede mundial de computadores aos seus alunos, professores, funcionários e visitantes por meio de rede wireless (sem fios), através de um único usuário e senha padrão para todos que se conectam a essa rede. A adequação à nova legislação do Marco Civil se dá, principalmente, pela necessidade da instituição em identificar quem acessa sua rede, para se resguardar no caso de algum ilícito e/ou prejuízos à terceiros sejam feitos por algum usuário da rede. Para se isentar de culpa, quem provê este acesso, precisa fornecer estas informações, sob ordem judicial, às autoridades competentes para colaborar com possíveis investigações. Este controle será efetuado realizando-se um cadastro de todos que devem ter acesso à rede. Neste cadastro deverá conter os dados do usuário e do dispositivo que este usa para ter acesso à rede (smartphone, notebook, tablete, etc) e deverá manter estas informações em segurança. PROPOSTA DE MELHORIA Com o objetivo de sanar os problemas descritos neste artigo, bem como adequar o acesso à internet à Lei do Marco Civil, propomos modificações em duas linhas de atuação. Na linha de infraestrutura, existe uma proposta do departamento de TI da faculdade, como mostrado na figura 05, de adição de 10 access points, mas é possível melhorar a qualidade do sinal a adição de apenas 5 novos Access Points: 3 localizados no prédio novo, que hoje não conta com nenhum equipamento e 2 localizados no pátio principal, que também não conta com nenhum dispositivo. Estes AP’s serão da marca Ubiquiti Networks, mas do modelo UAP-Pro. Este modelo é mais robusto que o modelo em uso na faculdade. Suporta o dobro de usuários simultâneos (aproximadamente 220 usuários), possui interface ethernet com velocidade de 1Gbps e opera com antena OMNI de 5 dBi com protocolo MIMO 3x3 e suporta tráfego na interface wireless de até 450mbps. A adição destes equipamentos, fará com que mais usuários consigam acessar à rede da instituição e o mais importante, com um sinal de qualidade. Outro fator que será levado em consideração é a potência utilizada nos AP’s. Quanto maior a potência utilizada, maior também será o ruído gerado por esse AP, logo, maior será a interferência entre eles e menor a qualidade do sinal wireless. A proposta é
  12. 12. 10 diminuir essa potência onde os AP’s de mesmo canal se sobrepõem, fazendo com que essa sobreposição de canais deixe de existir. Isso trará menos interferência e os dispositivos dos usuários, conseguirão se associar e navegar na rede com mais facilidade. Figura 05: Topologia proposta pela TI da faculdade Na linha de software e configuração, a proposta é substituir o Unifi Controller pelo Router OS Mikrotik. O Router OS Mikrotik é um sistema operacional baseado em Linux. Ele vem crescendo na área das telecomunicações por ser uma ferramenta robusta, que transforma qualquer computador comum em um poderoso roteador. Traz ferramentas importantes de rede como VPN, suporte a VLANS, oferece QoS (Qualidade de Serviço), controle de banda, balanceamento de links, hotspot, autenticação por servidor RADIUS e conta com uma poderosa ferramenta de Firewall e servidor Proxy, demonstrado na figura 06. O Router OS conta também com suporte a protocolos de roteamento como BGP, RIP, OSPF, entre outros.
  13. 13. 11 Figura 06: Controle de Firewall do Router OS Mikrotik No que diz respeito a configuração da rede, os usuários irão acessá-la por meio de Hotspot com Portal Captativo. O Hotspot é o termo utilizado para definir uma área pública de acesso à internet. Este acesso é controlado utiliza autenticação baseada em nome de usuário e senha. O Portal Captativo faz o papel de captar todos os acessos a qualquer página digitada no browser pelo usuário e direcionar este usuário para a página de login do hotspot, fazendo com que para ter acesso à rede, o usuário tenha que digitar um usuário e senha válidos. O Controle de usuários será feito por meio do pacote User Manager do Mikrotik. Este pacote efetua os controles de acesso do hotspot, faz a divisão de banda de acesso para um usuário ou grupos de usuários, efetua o isolamento de dispositivos, que seria uma importante ferramenta de segurança, impedindo que usuários possam acessar dispositivos de terceiros e guarda um log de acesso destes usuários, o que seria adequado às definições do Marco Civil. Este log contém dados como nome do usuário, IP do dispositivos, tempo de conexão, tráfego de dados e endereço IP do AP ao qual ele se conectou como na figura 07.
  14. 14. 12 Figura 07: Log de Sessões de usuário Na figura 08 está um exemplo da criação de perfis e criação de usuário. Na criação de perfil se define o perfil dos usuários e as limitações daquele grupo específico, onde pode se definir horário liberado para o acesso e velocidade de conexão, o que ajudaria a manter um equilíbrio entre a velocidade de conexão dos usuários. No cadastro do usuário é possível definir os dados pessoais do usuário como nome, senha e endereço, além de dados técnicos, como endereço IP e a que perfil de acesso este usuário se enquadra. Figura 08: cadastro de perfil e cadastro de usuário
  15. 15. 13 CONCLUSÃO Neste artigo abordamos a reestruturação da rede wireless da Instituição de Ensino Lourenço Filho, de modo a oferecer melhor qualidade de acesso à internet, sem a necessidade de grandes modificações na estrutura existente e nem de grandes investimentos para a instituição, inclusive com a redução na aquisição de novos AP’s, reduzindo a pedida de 10 equipamentos propostos pelo departamento de TI da instituição para 5 equipamentos propostos pela equipe deste artigo. Vimos que a simples mudança de canal de frequência em que um AP está operando poderá reduzir a interferência entre estes AP’s, melhorando a qualidade do sinal e melhorando a experiência do usuário no acesso à rede mundial de computadores. O objetivo do trabalho foi oferecer uma análise tanto pela visão do usuário, como pelo lado técnico e procurar mesclar nossos conhecimentos adquiridos na instituição, com nossas experiências do dia a dia. Vimos também que a aquisição de equipamentos mais robustos para as áreas que se encontram sem cobertura do sinal trará a diminuição no número de AP’s. O Uso do software Router OS da empresa Mikrotik, trará mais facilidade, mais segurança e irá adequar a rede da instituição ao Marco Civil da Internet, no que diz respeito à responsabilidade civil, fazendo a identificação de todos os usuários da rede.
  16. 16. 14 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MARCO AURELIO DA SILVA. espectro eletromagnético . , Brasil Escola, 2015.Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/espectro-eletromagnetico.htm>. Acesso em: 05 jun. 2015. BRASIL. Lei nº 12.965,de 23 de abril de 2014.. Marco civil da internet. Brasília, 2014.Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2011-2014/2014/lei/l12965.htm>. Acesso em: 02 jun. 2015. MICHIGAN BRASIL. Guia exclusivo de referencia: Hotspot. Brasil: Michigan, 2014.Disponível em: <http://www.michigan.com.br/downloads/mikrotik/Hotspot-Mikrotik.pdf>. Acesso em: 02 jun. 2015. UBIQUITI NETWORKS. Unifi ap datasheet. , 2015. Disponível em: <http://https://www.ubnt.com/downloads/datasheets/unifi/UniFi_AP_DS.pdf>. Acesso em: 02 jun. 2015. MIKROTIK. Mikrotik router os. , 2010. Disponível em: <http://www.mikrotik.com/pdf/what_is_routeros.pdf>. Acesso em: 02 jun. 2015.

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