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Monitorización Wifi: el alcance de la señal inalámbrica con Pandora FMS

febrero 26, 2019

Monitorización Wifi: el alcance de la señal inalámbrica con Pandora FMS

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Monitorización wifi, potencia y alcance de red inalámbrica

Si bien desde 1985 el gobierno federal de los Estados Unidos de América dispuso las bandas (frecuencias) de radio a utilizar para nuestro uso cotidiano, no fue sino hasta 1999 cuando se registra la marca Wi-Fi®, la cual es un apócope de wireless fidelity («fidelidad inalámbrica», en idioma inglés) y en ese mismo año se funda la WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance o Alianza para la Compatibilidad Ethernet Inalámbrica).

Un poco de historia

Tal vez os sorprendimos al deciros que Wi-Fi® es una marca registrada, pero tras tantos años de uso masivo hay muchas formas de escribirlo y la Wikipedia las recoge todas; sin embargo, aquí la escribiremos simplemente como Wifi. El caso que nos ocupa hoy es la monitorización Wifi y como bien veis os dejaremos enlaces a lo largo de todo el artículo complementando así nuestras indicaciones.

Ya en el año 2005, con la norma G plenamente establecida (54 millones de bits por segundo en la banda de los 2 400 000 000 hertz), y cuando los primeros teléfonos móviles con conectividad Wifi aparecieron, la palabra comenzó a figurar en los diccionarios y desde entonces su ubicuidad la hemos dado por sentada. Durante muchos años fue más rápido conectar nuestros móviles a nuestras redes inalámbricas en casas y oficinas (incluso sitios públicos como parques y centros comerciales) hasta que llegaron las normas de cuarta generación (Long-Term Evolution, LTE con 4G) para nuestros móviles, con el pequeño detalle de que sigue siendo más rápido y seguro acceder a nuestros documentos, aplicaciones y repositorios de datos en nuestras oficinas u hogares por medio de Wifi a nuestros servidores locales, incluidos los de Pandora FMS.

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Dicho esto, el número de enrutadores inalámbricos no ha hecho sino aumentar, y para este año con la explosión del Internet de las Cosas ha llegado una avalancha de dispositivos nuevos a monitorizar. Ahora bien, amigo lector o lectora, se estarán preguntando: ¿Qué pepinos me importa la intensidad de la señal, que con moverme yo un poco con mi ordenador portátil/móvil/tableta/etcétera basta? El asunto va más allá en las empresas e industrias con los ordenadores de sobremesa y otros artefactos “inmóviles”.

Especificaciones

No podemos arrancar sin una base firme como lo son las normas públicas, y lo expondremos de forma tal que prive la simplicidad sobre la formalidad. Como dijimos, la Comisión Federal de Comunicaciones (sí, esa que vemos en las etiquetas de nuestros aparatos electrónicos) dispuso en 1985 para usos cotidianos las bandas de frecuencia de 900 Mega Hertz, 2,4 Giga Hertz y 5,8 Giga Hertz.

Monitorización Wifi
Logotipo de la Comisión Federal de Comunicaciones (“Federal Communications Commision” o FCC)

Es más fácil representarlos con prefijos múltiples (kilo para miles, mega para millones y giga para millardos) que como os lo colocamos al principio del artículo con una gran cantidad de ceros. Lo hicimos de una manera totalmente didáctica; un Hertz (nombrado en honor de Heinrich Rudolf Hertz, físico alemán) indica el número de repeticiones por segundo de un determinado fenómeno físico. Para los dispositivos electrónicos se utiliza este concepto para llevar cuenta del reloj que viene a ser el corazón necesario e imprescindible para que funcione todo el mundo digital que conocemos. Dichos relojes son hechos de cuarzo y generalmente vibran a 32 Kilo Hertz a temperatura ambiente, pero a temperaturas extremas pueden acelerar su funcionamiento e incluso detenerse por completo en condiciones de trabajo muy particulares como sucede con los iPhone® en presencia del gas helio.

En el caso de las bandas de frecuencia, mientras más alta mayor cantidad de datos a transmitir, eso sí y por supuesto con mayor consumo de energía. Sin embargo, el uso de algoritmos de codificación ingeniosos permiten multiplexar datos y aumentar la eficiencia:

  • En el año 2000 la norma 802.11b transmite a once millones de bits por segundo (11 Mbps) a 2,4 GHz.
  • Año 2002 la norma 802.11a transmite a 54 Mbps a 5 GHz.
  • En 2003 la norma 802.11g transmite a 54 Mbps a 2,4 GHz: es aún la norma más utilizada, ya que muchos modelos nuevos de enrutadores traen compatibilidad.
  • En 2006 la norma 802.11n tiene un máximo teórico de 600 Mbps en 2,4 GHz y 5 GHz.

Como explicamos en un artículo anterior las normas han ido avanzando, siempre en mayor velocidad. ¿Recuerdan lo de la velocidad de reloj? Pues bien, ahora los enrutadores han crecido en complejidad necesitando incluso procesadores con varios núcleos y a ciclos fantásticos. ¡Son ahora todos unos ordenadores completos!

A su vez estas bandas de frecuencia fueron dividas en canales, valores en MHz o GHz prefijados para que cada enrutador pueda transmitir sin molestar o interferir a otros enrutadores cercanos. Lamentablemente todavía quedan enrutadores que no cambian de canal de manera automática, o bien en el caso de las empresas los depósitos tienen movimiento de maquinarias y camiones que interfieren con la señal, entre otros factores medioambientales que pueden afectar la potencia y calidad de la señal Wifi.

Monitorización Wifi

Con todas estas buenas nuevas de mayores frecuencias y mejores tecnologías no podemos nunca olvidar que toda esta infraestructura es apenas una sección de la topología de red y su monitorización. Lo que sucede es que ahora debemos recoger una nueva serie de datos que luego convertiremos en información. Existe mucho software que puede informar directamente al usuario cómo está su conexión Wifi, como por ejemplo NetSpot, WiFi Analyzer, inSSIDer y muchos más. En nuestro caso, los caballos de batalla son sistemas Unix o Linux y para ellos uno de los software que nos permite ver de una “manera gráfica” por medio de una terminal es wavemon, escrito por Jan Morgenstern en 2009 y mantenido por Gerrit Renker desde entonces. Se encuentra en los repositorios Debian y derivados, así como para CentOS: en el primer caso lo instalaremos con apt install wavemon y en el segundo caso con yum install wavemon (para cualquier otra distribución podremos compilar descargando su código fuente). Solo resta ejecutarlo y presionar la tecla F8 para la ayuda, que solo consiste en el consejo “don’t panic” (“no entres en pánico”), del cual todavía nos reímos (el humor geek es un tanto difícil de entender y apreciar) y con la tecla F9 la consabida ventana “Acerca de”.

Monitorización Wifi
wavemon: ayuda y ventana «acerca de»

Con la tecla F3 visualizaremos, por ejemplo, el canal y frecuencia a la cual está conectada la tarjeta de red inalámbrica, además de otros valores importantes tal como la dirección MAC del enrutador, por ejemplo:

Monitorización Wifi
wavemon informa sobre enrutador inalámbrico: SSD, dirección MAC, potencia de señal, canal, frecuencia y tipo de conexión

Pandora FMS: Módulos y plugins

Pandora FMS funciona en base a módulos y plugins, los cuales están muy bien explicados en un excelente artículo publicado por una de nuestras colegas de escritura. El problema es que wavemon no entrega este tipo de valores tipo por entrada estándar, pero en su lugar podremos utilizar un comando mucho más sencillo llamado iwconfig el cual forma parte de las wireless-tools mantenidas por Jean Tourrilhes. Aunque su función principal es fijar configuraciones y parámetros de conexión, nosotros solo emplearemos las opciones de consulta, es decir, valores de solo lectura.

Con iwconfig obtendremos los datos resumidos de cada una de nuestras tarjetas de red, ya sean reales o virtuales. En caso de no conseguir una conexión inalámbrica en la conexión de red, mostrará el mensaje “no wireless extensions”; para ello deberemos filtrar el resultado, ya que no nos interesan las salidas de error o STDERR:

iwconfig 2>/dev/null

Una vez tengamos identificada la tarjeta que sí tiene capacidades de conexión inalámbrica podremos realizar su Monitorización Wifi. Nuestro ejemplo concreto tiene el nombre wlp4s1 :

Monitorización Wifi
Comandos iwconfig, grep y cut para extraer la ESSID

Para la ESSID y Access Point utilizaremos en Pandora FMS un «Generic string» para almacenar dichas cadenas de texto y colocaremos una alerta si cambian, porque no deberían variar, trabajamos con dispositivos que deben estar conectados siempre a los mismos enrutadores. En el caso de la calidad de la señal utilizaremos un «Generic numeric» teniendo en cuenta que de los dos valores numéricos obtenemos un porcentaje.

Monitorización Wifi
Comandos iwconfig, grep y cut para extraer la MAC ADDRESS
Monitorización Wifi
Comandos iwconfig, grep y cut para extraer el porcentaje de la calidad de la señal Wifi

Monitorización por SNMP

Para cerrar, deberemos combinar la información aquí recabada con la que recolectamos de los enrutadores inalámbricos por medio de SNMP, el cual explicamos profusamente en esta entrada.

Sin embargo, debido a la gran cantidad de fabricantes, esta área pertenece a profundidad a la versión Enterprise. Por favor contacta con nosotros si vuestro hardware tiene OID’s especializados. ¡Gracias por leernos!


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    One comment
    1. Avatar

      Jimmy Olano

      ¡¿Queréis avizorar el futuro de las conexiones inalámbricas en una red de área local?! No os perdáis este otro excelente artículo de nuestro blog sobre la nueva tecnología lumínica: https://blog.pandorafms.org/es/tecnologia-lifi/

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