Réseaux Wi-Fi Normes Dominique PRESENT Dépt S.R.C. - I.U.T. de Marne la Vallée

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1 Réseaux Wi-Fi Normes Dominique PRESENT Dépt S.R.C. - I.U.T. de Marne la Vallée

2 Des WLAN utilisant les fréquences radio Ces réseaux sans fil (Wireless Local Area Network) utilisent des fréquences de la gamme 2,4GHz La norme a autorise des débits de 1Mb/s ou 2Mb/S La norme b «High Rate» permet 5,5Mb/s ou 11Mb/s, destinée aux réseaux Ethernet sans fil (réseaux Wi-Fi) La norme e ajoute de la qualité de service La norme f introduit le nomadisme (Roaming : dialogue entre bornes) La norme g atteint 54Mb/s, adaptée au protocole ATM (Wi-Fi5) La norme i améliore la sécurité

3 Le mode Ad- Hoc sans infrastructure Le mode Ad-Hoc Permet de réaliser un réseau poste à poste (chaque poste peut communiquer avec chacun des autres postes) Ce mode est également appelé Ensemble de Services de Base Indépendants (Independent Basic Service Set)

4 Pour un réseau local : le mode infrastructure Le mode infrastructure nécessite des points d accès connectés au réseau local filaire. Chacun définit une cellule. Hub L ensemble Point ESB d accès et postes inclus dans la cellule constituent ESE un Ensemble de Services de Base (Basic Service Set). Point d accès cellule Les ESB connectés en sous-réseau constituent un Ensemble de Services Etendus (Extended Service Set).

5 Se synchroniser à un point d accès Ecoute passive : Le point d accès émet périodiquement des «trames balises» (Beacon Frame) La station attend de recevoir une de ces trames BF Ecoute active Ecoute active : La station émet une trame de test (Probe Request Frame) et attend une réponse d un point d accès PRF RF

6 Le poste doit être authentifié et associé Authentification : Le poste doit connaître la clé d authentification du point d accès 1. Le poste émet une trame «demande AR d authentification» 2. Le point d accès renvoie un texte texte 3. Le poste crypte le texte avec la clé d authentification 4. Le point d accès confirme ou non l authentification du poste Association : Association : La poste demande les informations d association Le point d accès informe le poste sur les capacités de la cellule, et enregistre la position du poste (niveau du signal) Texte crypté confirm Request confirm

7 Coordination distribuée : le CSMA/CA La détection de la méthode d accès CSMA/CD des réseaux Ethernet n est pas utilisable pour les réseaux sans fil : la détection de collision implique que la station émettrice puisse écouter et transmettre en même temps ; une station qui émet des ondes radio sature son récepteur si celui-ci écoute simultanément ; Le protocole CSMA/CA utilise : des trames d acquittement positif ; des temporisateurs d espacement des trames (Inter-Frame Spacing) ; l écoute du support avant d émettre (durée DIFS) ; l algorithme de Backoff DIFS : Distributed IFS PIFS : Point Coordination EIFS EIFS EIFS : Extended IFS DIFS DIFS SIFS : Short IFS PIFS SIFS PIFS transmission des données ACK Backoff

8 CSMA/CA : acquittement et Backoff Les postes d un même BSS écoutent l activité des autres stations de ce BSS pendant un temps DIFS ; si aucune activité n est détectée, le poste émet ; sinon, il écoute jusqu à ce que la porteuse soit libre et calcule un temps d attente aléatoire par l algorithme de Backoff avant de transmettre ; Algorithme de Backoff : initialise un temporisateur avec une valeur aléatoire entre 0 et 7 ; décrémente le temporisateur dès que le support est libre ; quand la valeur est nulle, la station peut émettre ; si le support est occupé avant la valeur 0, le décompte est bloqué ; à chaque nouvelle tentative la valeur du temporisateur est incrémentée [2 2+i * randf()] * source destinataire autres stations DIFS données timeslot avec SIFS ACK DIFS écoute i : nb de tentatives timeslot = 625µs Backoff

9 CSMA/CA : écoute et attente aléatoire Station A données ACK Station B ACK Station C Station D données Station E données Station F Instant où la station veut émettre Ecoute du support Time slot expiré Nb de timeslots d attente (algorithme de Backoff)

10 Problème de la station «cachée» Le rayon de propagation des trames émises par une station est limité. une station n est pas obligatoirement reçue par toutes les autres stations. Station A collision collision Point d accès Station B Station C La station A ne reçoit pas les trames de la station C ; Si les 2 stations veulent émettre, elles détecteront toutes les deux un support libre et émettront leurs trames. Il y aura collision ; La méthode de réservation de support permet de résoudre ce problème

11 Les fréquences radio utilisées en Pour , b (Wi-Fi) et g : bande sans licence dans les 2,4GHz (fréquences scientifiques et médicales) ; largeur de bande de 83MHz affectée aux réseaux sans fil. Pour a (Wi-Fi5) : bande sans licence UN-II dans les 5,2GHz ; largeur de bande de 300MHz affectée aux réseaux sans fil Réglementation française : a l intérieur des bâtiments : - pas d autorisation préalable - bande 2,4465 2,4835GHz pour 100mW - bande 2,4 2,4835GHz pour 10mW a l extérieur des bâtiments dans un domaine privé : - autorisation obligatoire auprès de l ART - bande 2,4465 2,4835GHz sur le domaine public : - règles édictées par l ART

12 22MHz b :14 canaux de transmission Canal 1 Canal 7 Canal 13 2,4GHz 83MHz Séquence directe (Direct Sequence Spread Spectrum) : La bande de 83MHz est divisée en sous canaux de 22MHz La transmission ne se fait que sur un seul canal Un espace ne peut être couvert que par 3 canaux disjoints maximum 2,4835GHz Canal 1 Canal 7 Canal 13 F Canal 1 Exemple d affectation de canaux

13 4 canaux de transmission en extérieur A l extérieur des bâtiments, la bande de 37MHz est organisée en 4 canaux de 22MHz 2,4465GHz 37MHz 22MHz Canal Canal Canal Canal F 2,4835GHz La portée des ondes radios diminue quand on augmente le débit : Débit (Mb/s) Portée (m) En intérieur En extérieur

14 Le débit diminue avec la distance

15 La mobilité des postes : le handover Hub Le handover est le passage d un poste d une cellule à une cellule voisine. Non prévu dans les premières versions, il est introduit dans les nouvelles versions La norme ne prévoit pas de mécanisme précis, mais définit des règles : -synchronisation de l horloge du poste avec celle du point d accès -Écoute active et passive -Mécanismes d association permettant aux postes de choisir le point d accès auquel elles veulent s associer

16 Configurer le réseau sans fil 1. Mode Ad Hoc. Configurer : le mode Ad Hoc sur chaque station ; le même nom de réseau sur chaque station (32 caractères) ; les stations pour ne pas utiliser de cryptage WEP ou un cryptage identique (même clé); le même canal de communication sur chaque station 2. Mode infrastructure. Configurer : le mode infrastructure sur chaque station ; le même nom de réseau sur chaque station ; le même nom de réseau sur le point d accès ; les station pour ne pas utiliser de cryptage WEP ou un cryptage identique (même clé); les canaux de communication à utiliser par le point d accès (il n est pas nécessaire de configurer les canaux sur les stations qui les scannent automatiquement.

17 Configuration des cartes b Se configure comme une carte réseau classique : adresse IP ou DHCP passerelle DNS Wins Paramètres supplémentaires : mode Nom du réseau

18 Configuration des cartes : le WEP Taille de la clé 64 bits ou 128 bits Clé unique alphanumérique Clés multiples permet de différencier des groupes d utilisateurs ou de postes

19 Administration des cartes Adresse MAC de la carte Canal utilisé Débit autorisé Performance de la liaison

20 L administration des points d accès 1. Par port USB : relier le port USB du point d accès au port USB de l ordinateur d administration ; utiliser le logiciel d administration fourni avec le point d accès. 2. Par réseau local : relier le point d accès au réseau local Ethernet ; utiliser le gestionnaire SNMP (Simple Network Manager protocol)

21 L administration des points d accès Le paramétrage : Nom du réseau n du canal clés de cryptage