Rede Mesh sem Fio: Funcionamento e Projeto MeshON para Imperatriz

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Wireless MESH Network

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Sobre mim
● Prof. Esp. Paulo Henrique
S. Barbosa.
– Especialista em Seguranca da
Informacao e Computadores;
– Fundador Escola Hacker Etico
EAD;
–
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– fb.com/agenteph
– agenteph@gmail.com
– ph@escolahacker.com.br

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Agenda
● O que são redes Mesh.
● Características.
● Funcionamento.
● Equipamentos.
● Projeto MeshON
– Pontos Estratégicos.

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● O que são redes Mesh
● Redes Mesh (Redes em Malha):
– São um aglomerado de AP (Access Points)
distribuindo conexões em massa formando
uma única rede dentro de uma rua, bairro
ou cidade inteira.
– Cada AP tem uma função de repetidor e
pode se conectar a um ou mais repetidores
espalhados por uma área.
– Podemos gerar uma rede decentralizada,
formando uma topologia única e um design
inovador do conceito Internet para todos.

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● Redes Mesh (Redes em Malha):
– Diferente de uma topologia estrela que
necessita de um equipamento centralizado
como um router por exemplo, em uma Mesh
cada pode pode conversar com cada nó
independente, em alguns casos cada nó não
necessariamente precisa estar conectado
na internet, basta somente um nó na rede.
– Uma das vantagens é, além de uma rede
única e descentralizada, é que, se um dos
nós (AP) cair a rede continua
normalmente.

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● Temos dois tipos de redes Mesh:
– Full Mesh – Todos os AP são conectados.
– Parcial Mesh – AP conectados, não todos.

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Mesh no mundo

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Vamos aos pontos Mesh...
● Vantagens...
– Eles são self-healing: Se qualquer nó
falhar, outro tomará o seu lugar.
– A rede se torna maior e mais rápido à medida
que mais nós são adicionados.
– Eles são convenientes em locais que não
possuem conexões Ethernet, tais como salas
de concerto ao ar livre, armazéns e
configurações de transporte.
– Eles são úteis onde sinais sem fio são
intermitentemente bloqueados.
– A rede é mais rápida. Porque os pacotes
locais não precisam correr de volta para um
servidor central.

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Vamos aos pontos Mesh...
● Desvantagens...
– Eles ainda estão em desenvolvimento.
– Ainda estão criando novas normas para o uso.
– Ligações sem fios são inerentemente não
confiável.
– Elas não são completamente transparentes.
– Nós em movimento (por exemplo, aqueles em
veículos) não pode estabelecer novas
conexões facilmente (ainda em estudo).
– Quando a topologia de uma rede muda, algumas
vias de transmissão pode ser interrompida
temporariamente. Voz e vídeo ainda não
funcionam bem em Mesh.

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Funcionamento
● Basicamente toda a rede funciona usando
pontos de acesso sem fio (APs).
● Um protocolo de roteamento dinâmico é a
principal medida usada em cada AP.
● Quando o tráfego é gerado cada AP procura a
rota mais rápido e segura para o destino
dos pacotes de rede.
● Trabalha nos padrões IEEE 802.11x para
redes Wireless.

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Funcionamento
● Podemos funcionar necessitamos de apenas um
dos nós conectados a Internet.
● Caso haja mais ISP, necessitamos criar
rotas.

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Funcionamento
● A maioria das redes wireless funcionam em
modo de infra-estrutura, diferente do modo
Ad-HOC.
● o modo adhoc não existe uma relação
hierárquica master-cliente.
● Os nós podem comunicar entre si, desde que
estejam ao alcance dos seus interfaces
wireless e ambos os poderiam atingir a
velocidade plena de transmissão de dados
trabalhando em modo adhoc, por exemplo.
● A desvantagem do modo adhoc é que os
clientes não repetem o tráfego destinado a
outros clientes.

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Funcionamento
● Como vimos, redes adhoc não repetem dados,
MAS PODEM FAZÊ-LO SE APLICARMOS ROTEAMENTO.
● As redes mesh são baseadas na estratégia de
que cada nó em modo mesh atua como um
repetidor para estender a cobertura da rede
wireless.
● Quanto mais nós, melhor a cobertura de
rádio e maior o alcance da nuvem mesh.
● Através do uso de protocolos de roteamento
que, automaticamente, mantém tabelas de
roteamento individuais em cada nó
envolvido, podemos ter uma rede melhor.

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Funcionamento
● Alguns protocolos atuais que usam
cabeamento físico, como protocolo OSPF -
Open Shortest Path First (“Abrir primeiro o
caminho mais curto”) não funcionam muito
bem em redes wireless porque não podem
lidar muito com comunicações que mudam
rapidamente, ele atua melhor em áreas
fixas.
● Desta forma é necessário um protocolo
específico que ajude as redes Mesh e
evoluir sem perder suas características.
● Para este fim, temos o Optimized Link State
Routing Daemon (OLSR) (RFC 7181) (Camada
03, modelo OSI).

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Funcionamento
● O Optimized Link State Routing Daemon (OLSR
- Serviço de roteamento optimizado para
ligação) é uma aplicação de roteamento
desenvolvida para funcionar em redes
wireless.
● É um projeto de código aberto com suporte a
Mac OS X, Windows, linux e Unix. olsrd está
disponível para pontos de acesso que usam
(ou podem usar) o Linux, como a família dos
linksys, asus, accesscube e etc.
● O OLSRD pode trabalhar com vários
interfaces de rede e ser estendido através
de plugins, e ainda suporta ipv6.

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Funcionamento
● Em execução por algum tempo, um nó sabe da
existência de todos os outros nós da nuvem
Mesh usando OLSRD.
● Este tratamento dado ao roteamento é
chamado de roteamento pró-ativo (Proactive
Routing), que procura as rotas
automaticamente.
● Com o OSLRD um AO constantemente envia uma
mensagem de broadcast em intervalos de
tempos, de forma que os vizinhos possam
detectar sua presença.
● Cada nó faz a estatística de quantas
mensagens foram perdidas ou recebidas de
cada vizinho.

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Funcionamento
● A informação recebida é transmitida como
mensagens de controle chamadas Topology
Control, ou TC messages) e encaminhada
pelos vizinhos escolhidos para serem
retransmissores multi-ponto.
● Cada multi-ponto discute qual a melhor rota
para enviar os pacotes.
● Outro detalhe é que cada rota deve ter um
endereçamento único, desta forma ajuda o
algoritmo e mantém a comunicação constante.
● Pode ser instalado em qualquer distribuição
Linux, seu arquivo de configuração é o
/etc/olsrd.conf

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Funcionamento
● Exemplo de uma instalação simples:
UseHysteresis no #previne erros
TcRedundancy 2 #controla a redundância do TC
MprCoverage 3 # quant. cobertura multi-ponto
LinkQualityLevel2 #qualidade do link.
LinkQualityWinSize 20 #tamanho da janela de pacote
LoadPlugin "olsrd_dyn_gw.so.0.3" {
PlParam "Interval" #intervalos
PlParam "Ping"
PlParam "Ping"
}
Interface "eth0" "wlan0" {
Ip4Broadcast 255.255.255.255
}

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Equipamentos
● Hoje em dia, temos Repetidores e AP
disponíveis no mercado que podem nos ajudar
na criação de uma pequena ou média rede
Mesh, ou até mesmo computadores como
routers.
– Em uma rua ou em um bairro já podemos
usar equipamentos comuns.
– Porém toda a configuração de rotas e
conexões devem ser feitas de maneira
adequada.
● E quanto a cidades inteiras? Ou distâncias
maiores? Já existem equipamentos
disponíveis?

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Equipamentos
● Caso o uso for equipamentos já prontos,
temos exemplos:

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Redes Mesh pelo mundo...
● Em Portugal, com Batman-adv, 18 aps.
● Espanha - Guifi.net 31.302 nós estando
20.130 operacionais cobrindo 36.465 km.
● Alemanha - http://freifunk.net/
● Argentina – Altermundi.
● Australia - The Mesh http://the-mesh.org.
● EUA - openlibernet.org
● Canada - Reseaulibre em Montreal.
● Brasil - Existe um projeto no SP, no
hackerspacesp.
– Imperatriz? Vamos lá!? :)

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Projeto MeshON Imperatriz
● Podemos usar equipamentos adaptados (menos
custo) ou equipamentos prontos.
– O maior equipamento em questão hoje em
dia pode chegar a 600 pés (180m).
● Vamos utilizar um mapa e ver qual
distância de cobertura da Rede.
● Vamos conhecer alguns pontos
estratégicos.

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Projeto MeshON Imperatriz

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Referências
● http://www.tldp.org/HOWTO/OLSR-IPv6-HOWTO/olsrlinux.html
● https://wiki.openwrt.org/doc/howto/mesh.olsr
● http://www.openlibernet.org
● http://freifunk.net/en/how-to-join/
● http://www.open-mesh.com/products/access-points.html
● http://www.olsr.org/
● http://wiki.funkfeuer.at/index.php/OLSR-NG
Perguntas?
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