Redes WLAN para Oposiciones TAI: Guía Completa

¿Qué es una red WLAN (Wi-Fi)?

Una WLAN (Wireless Local Area Network) es una red de área local que permite la comunicación entre dispositivos mediante ondas de radio, sin necesidad de utilizar cableado físico.

Las redes WLAN se basan en la familia de estándares IEEE 802.11 y permiten conectar ordenadores, teléfonos móviles, tabletas, impresoras o dispositivos IoT a una red local con movilidad y flexibilidad.

Su finalidad es proporcionar acceso a los recursos de la red y, habitualmente, a Internet, sin necesidad de una conexión física mediante cable Ethernet.

Conceptos fundamentales

Para comprender las redes WLAN es imprescindible conocer los siguientes conceptos:

• IEEE 802.11: conjunto de estándares que regulan las redes Wi-Fi.
• Comunicación inalámbrica: transmisión de información mediante ondas de radio.
• Red de área local (LAN): red que conecta dispositivos dentro de un área limitada.
• Ondas de radio: medio físico utilizado para transmitir los datos.

Funcionamiento de una red Wi-Fi

Una red Wi-Fi está formada por uno o varios Puntos de Acceso (Access Points o AP) que emiten una red inalámbrica identificada mediante un SSID (Service Set Identifier).

El funcionamiento general es el siguiente:

1. El AP emite el SSID.
2. El dispositivo cliente detecta la red disponible.
3. El usuario se autentica mediante el mecanismo configurado (WPA2, WPA3, etc.).
4. El cliente obtiene una dirección IP, normalmente mediante un servidor DHCP.
5. El punto de acceso actúa como bridge (puente) entre la red inalámbrica y la red cableada.
6. El dispositivo comienza a intercambiar información con el resto de la red.

Conceptos imprescindibles

• Access Point (AP).
• SSID.
• Autenticación.
• DHCP.
• Bridge.

Comparación entre Ethernet y WLAN

Conclusión

Las redes Ethernet proporcionan mayor estabilidad, menor latencia y un rendimiento más constante.

Las WLAN destacan por ofrecer movilidad, facilidad de despliegue y flexibilidad, siendo la solución habitual para dispositivos móviles.

Estándares IEEE 802.11

La familia IEEE 802.11 ha evolucionado para ofrecer mayores velocidades, mejor eficiencia y menor congestión.

Conceptos imprescindibles

• Bandas de frecuencia.
• Evolución de IEEE 802.11.
• MIMO.
• MU-MIMO.
• OFDMA.
• MLO.

Bandas de frecuencia

Las redes Wi-Fi pueden operar en distintas bandas de frecuencia.

Resumen

2,4 GHz

• Mayor cobertura.
• Mejor penetración en paredes.
• Más interferencias.
• Menor velocidad.

5 GHz

• Mayor velocidad.
• Menor alcance.
• Menor congestión.
• Más canales disponibles.

6 GHz

• Gran cantidad de espectro disponible.
• Canales más anchos.
• Muy poca congestión.
• Requiere equipos compatibles con Wi-Fi 6E o Wi-Fi 7.

Seguridad en redes Wi-Fi

Los mecanismos de seguridad han evolucionado para mejorar la protección de las comunicaciones inalámbricas.

Conceptos imprescindibles

• AES.
• SAE.
• Autenticación.
• Cifrado.

Diseño de una red Wi-Fi

Caso práctico

Una biblioteca de dos plantas necesita cobertura inalámbrica homogénea para alumnos y personal.

Aspectos a considerar

• Cobertura.
• Número de usuarios simultáneos.
• Ubicación de los puntos de acceso.
• Interferencias.
• Planificación de canales.
• Potencia de emisión.
• Segmentación mediante VLAN.
• SSID.
• Seguridad WPA3-Enterprise.
• Alimentación PoE.
• Redundancia.
• Capacidad de los enlaces ascendentes (uplinks).

Configuración de una red Wi-Fi corporativa

Los pasos generales para desplegar una red inalámbrica empresarial son:

1. Realizar un estudio de cobertura (Site Survey).
2. Instalar los puntos de acceso.
3. Configurar los SSID.
4. Configurar la seguridad (WPA2/WPA3).
5. Asociar cada SSID a la VLAN correspondiente.
6. Configurar el servicio DHCP.
7. Optimizar canales y potencia de emisión.
8. Validar el funcionamiento y la cobertura.

Caso práctico: roaming Wi-Fi

Situación

Un edificio dispone de seis puntos de acceso que emiten un único SSID.

¿Cómo puede desplazarse un usuario sin perder la conexión?

Todos los AP pertenecen a la misma red lógica y emiten el mismo SSID.

El dispositivo cliente realiza automáticamente el roaming, conectándose al punto de acceso con mejor calidad de señal.

En redes empresariales pueden utilizarse:

• 802.11k (selección de AP).
• 802.11r (Fast Roaming).
• 802.11v (gestión inteligente de clientes).

Estos mecanismos reducen el tiempo de cambio entre AP y mejoran la experiencia del usuario.

Diagnóstico de problemas

Si los usuarios experimentan baja velocidad o cortes frecuentes, conviene revisar:

• Cobertura.
• Saturación de los AP.
• Interferencias.
• Solapamiento de canales.
• Potencia de emisión.
• Firmware actualizado.
• Número de clientes por AP.
• Capacidad del enlace cableado.
• Errores de autenticación.
• Latencia de la red.

VLAN y redes Wi-Fi

En una red empresarial es recomendable utilizar VLAN para separar el tráfico de distintos perfiles de usuarios.

Por ejemplo:

• Administración.
• Personal.
• Estudiantes.
• Invitados.
• Dispositivos IoT.

Las VLAN permiten:

• Mejorar la seguridad.
• Reducir el dominio de broadcast.
• Aplicar políticas de acceso.
• Implementar calidad de servicio (QoS).

Integración con servicios de directorio

En redes empresariales es habitual integrar la autenticación Wi-Fi con un servicio de directorio.

Normalmente se utiliza:

• 802.1X para la autenticación.
• Un servidor RADIUS.
• Un directorio corporativo como Active Directory o LDAP.

Esto permite que los usuarios utilicen sus credenciales corporativas y puedan asignarse automáticamente a distintas VLAN según las políticas definidas.

Capacidad de una red Wi-Fi

La capacidad de una red inalámbrica depende de múltiples factores:

• Número de puntos de acceso.
• Densidad de usuarios.
• Estándar Wi-Fi utilizado.
• Bandas disponibles.
• Ancho de canal.
• Tecnologías MIMO y MU-MIMO.
• OFDMA.
• Capacidad del enlace ascendente.
• Interferencias.
• Distribución equilibrada de clientes entre AP.

Ventajas e inconvenientes

Ventajas

• Movilidad.
• Flexibilidad.
• Despliegue rápido.
• Menor necesidad de cableado.
• Fácil ampliación.
• Escalabilidad.

Inconvenientes

• Sensible a interferencias.
• Mayor latencia que Ethernet.
• Seguridad más compleja.
• Cobertura variable.
• Medio de transmisión compartido.

Errores habituales

• Instalar los AP sin realizar un estudio de cobertura.
• Configurar canales solapados, especialmente en 2,4 GHz.
• Utilizar potencias de emisión demasiado altas o demasiado bajas.
• Emplear WEP o WPA en lugar de WPA2/WPA3.
• No segmentar el tráfico mediante VLAN.
• Sobrecargar un único punto de acceso.
• No planificar el roaming.
• Ignorar la capacidad de los switches PoE y los enlaces cableados.
• No actualizar el firmware.
• No monitorizar el rendimiento ni las interferencias.

Cómo evitarlos

• Realizar un Site Survey previo.
• Planificar correctamente canales y potencia.
• Utilizar WPA3-Enterprise o WPA2-Enterprise con 802.1X.
• Segmentar la red mediante VLAN.
• Dimensionar adecuadamente el número de AP.
• Supervisar continuamente el rendimiento.
• Mantener el firmware actualizado.

Relaciones con otros temas

Las redes WLAN están directamente relacionadas con:

• Redes LAN.
• Ethernet.
• Modelo OSI y TCP/IP.
• Direccionamiento IP.
• DHCP.
• DNS.
• VLAN.
• Switching.
• Routing.
• Seguridad de redes.
• IEEE 802.1X.
• RADIUS.
• Active Directory y LDAP.
• PoE (Power over Ethernet).
• Calidad de Servicio (QoS).
• Redes empresariales e infraestructuras de comunicaciones.