No meu último ano de graduação tenho estudado redes sem fio. Confesso que não gostava muito desse assunto, mas passando a conhecê-lo um pouco mais, realmente tomei gosto pela coisa. É interessantíssimo o funcionamento de uma rede sem fio (e complexo também).

Como parte de um trabalho realizado, listo a seguir algumas conclusões sobre o porque de uma rede sem fio ser mais lenta (ter menos vazão de dados) do que uma rede cabeada, por exemplo.

Como introdução, vale destacar que alterações na pilha tcp/ip versão 4 foram necessárias para o funcionamento das redes sem fio (padrão 802.11), porém estas alterações (significativas, você perceberá) foram feitas apenas nas camadas 1 e 2. Na camada dois apenas na parte MAC (Media Access Control). Assim, ter um conhecimento prévio da pilha de protocolos tcp/ip v4 ajuda no entendimento do que vem a seguir.

Outro detalhe importante é que uma rede sem fio possui três tipos de quadros: dados, gerenciamento e controle.

Ok, vamos aos fatos: 1 a 6

1. Meio de transmissão, ruídos e sobreposição de canais: Como o meio de transmissão é o ar, este está sujeito a ruídos causados por vários Access Points no mesmo meio e/ou demais equipamentos que possam causar interferência. Além disso, basicamente temos 11 canais de transmissão diferentes nas redes sem fio, em uma faixa de freqüência que se for dividida para separar estes 11 canais, trará sobreposições. Destacando que os únicos canais que não se sobrepõem são os de número 1, 6 e 11.

2. Confirmação em camada 2: Para cada quadro de dados transmitido, é necessário enviar uma confirmação, gerando tráfego excessivo. Esta confirmação é enviada apenas para quadros de dados.

3. Beacon frames: informações sobre características das camadas 1 e 2 precisam ser enviadas constantemente para que os dispositivos saibam como está sendo realizada a transmissão. Todos devem "falar a mesma língua" em aspectos como a frequência de transmissão, por exemplo. Um beacon frame, por padrão, é enviado em média a cada 100ms. Desta forma, por segundo temos 10 beacon frames enviados, que ajudam a aumentar o volume de tráfego.

4. Informações redundantes nos quadros transmitidos: Para aumentar a confiabilidade dos dados transmitidos, informações redundantes são enviadas para que alguma informação perdida possa ser restaurada, haja vista o meio de transmissão utilizado pelas redes sem fio. Conforme o dispositivo sem fio se distancia do Access Point (AP), mais informações redundantes são enviadas, assim, a quantidade de dados efetivos transmitidos por quadro diminui, exigindo que mais quadros sejam usados para transmitir a informação útil (aquela proveniente das camadas superiores).

5. Divisão de largura de banda com o aumento de hosts adicionados ao AP: Conforme o número de equipamentos associados à um ap aumenta, a largura de banda é divida entre eles, semelhante ao que acontece num hub (meio de transmissão não determinístico).

6. RTS / CTS (Request to Sent / Clear to Sent): Com alguns problemas de interferência e, consequentemente, na transmissão, o rts/cts pode ser usado como alternativa para "organizar" a transmissão, onde cada dispositivo solicita permissão para transmitir e o AP libera para este dispositivo, fazendo os demais aguardarem. E como para cada transmissão este processo é executado, quando configurado, acarreta inevitavelmente numa sobrecarga.