Les Standards. Hacks #1-12 CHAPITRE UN

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1 Chapitre 1 CHAPITRE UN Les Standards Hacks #1-12 La ruée folle vers la mise sur le marché de produits sans fil a entraîné une kyrielle d acronymes se ressemblant mais incompatibles entre eux. Le b comme remplaçant du a? Faux. Si je n achète que du WiFi, alors tout pourra fonctionner ensemble bien sûr? Malheureusement, non. Quelle est la différence entre a/b/g, et 802.1x? Et GSM, GPRS, GMRS ou GPS? Où se positionne Bluetooth dans tout ça? Avant de passer au bricolage pur et dur réalisable avec les communications sans fil, il est important de comprendre ce avec quoi nous travaillons. Rappelez-vous qu aucune technologie n est intrinsèquement «meilleure» qu une autre ; celle que vous devriez utiliser dépend de ce que vous souhaitez accomplir et des ressources avec lesquelles vous travaillez. Le but de ce chapitre est de vous familiariser avec les nombreuses technologies sans fil disponibles à ce jour et de vous donner une idée sur leurs avantages et inconvénients respectifs. # : la mère de toutes les IEEE Ethernet sans fil Même s il commence à être âgé, le matériel original a toujours une utilité dans certains cas. Le premier standard défini dans la famille sans fil 802 était le Il fut approuvé par l IEEE en 1997 et définit trois couches physiques : le FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) à 2,4 GHz, le DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) à 2,4 GHz, ou l infrarouge. Le peut atteindre des débits de données de 1 ou 2 Mbps. Le matériel qui utilise le DSSS est interopérable avec le matériel b et g à ces vitesses, alors que le matériel FHSS et infrarouge ne l est clairement pas. Le matériel d origine est de plus en plus difficile à trouver, mais peut toujours être utile pour des connexions point-à-point ne nécessitant pas de bande passante élevée. Chapitre 1 Les Standards 1

2 HACK # a : le champion de la famille Très abordable (quelques euros ou même gratuit) lorsque vous en trouvez. Le matériel DSSS est compatible b/g. Le matériel infrarouge (pourtant rare) peut éviter des interférences avec des liens sans fil, particulièrement dans les environnements radio bruyants. L infrarouge offre également une sécurité accrue grâce à sa portée bien moins élevée. N est plus fabriqué. Débit de données bas de 1 ou 2 Mbps. Le matériel FHSS est incompatible avec tout le reste. Le matériel peut toujours être utile, surtout si vous en avez en stock. Mais la baisse de prix du matériel b et g rend l ancien équipement de moins en moins attractif. Le matériel FHSS et infrarouge ne communique qu avec le matériel de la même époque, donc n espérez pas qu il fonctionne en dehors de vos propres projets. L infrarouge requiert une vue complètement dégagée entre les appareils et offre une portée limitée, mais opère dans des bandes bien éloignées des ISM et UNII connus. Cela veut dire qu il n interfère pas (ou ne voit pas d interférences) avec d autres appareils de réseau, ce qui peut être un énorme avantage dans certaines situations. Je n achèterais sûrement pas d équipement , mais il est toujours possible de créer un réseau si ce n est que ce dont vous avez besoin. Ces réseaux sont probablement plus appropriés pour des connexions entre bâtiments en point-àpoint, mais il vaut peut-être mieux les éviter. # a : le champion de la famille Le a offre plus de canaux, une vitesse accrue et moins d interférences que les autres protocoles, mais n est toujours pas populaire. Selon les spécifications disponibles à l IEEE (à le a et le b ont tous deux été ratifiés le 16 Septembre Puis, le a était présenté comme le remplaçant du b, car en plus de fournir des débits de données bien supérieurs (jusqu à 54 Mbps en théorie, ou environ 27 Mbps en pratique), il opère dans une fréquence bien différente la bande UNII 5 GHz. La norme utilise une technique d encodage appelée Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). 2 Chapitre 1 Les Standards

3 802.11a : le champion de la famille HACK #2 Même si les promesses de vitesses accrues et de liberté d interférence avec les appareils 2,4 GHz rendaient le a prometteur, il est apparu sur le marché bien plus tard que le b. Il souffre également de problèmes de portée : avec la même puissance et le même gain, les signaux à 5 GHz semblent voyager deux fois moins loin que les signaux 2,4 GHz, présentant un réel souci technique pour les architectes et les intégrateurs. L adoption rapide du b n a rien arrangé, puisque les utilisateurs du matériel b n avaient pas de raison apparente de mettre à jour leur matériel vers le a (les deux n étant pas compatibles). Ainsi, le a n est pas aussi universel ou bon marché que le b, même si les cartes clients ou les points d accès bi-bande (qui intègrent généralement deux cartes WiFi, ou une carte WiFi avec un chipset bi-bande) baissent de prix. Débit de données très élevé : jusqu à 54 Mbps (débit radio brut), avec certains fabricants proposant 72 Mbps ou plus avec des extensions propriétaires. Utilise la bande UNII 5,8 GHz bien moins fréquentée (pour le moment, aux Etats-Unis). Au moment de l écriture de ce livre, l équipement a est toujours plus cher en moyenne que le b ou g. La plupart des clients a sont des cartes et la technologie est intégrée dans peu d appareils (dont les portables). Les cartes PCMCIA a nécessitent un emplacement CardBus 32-bit et ne fonctionnent pas sur des machines plus anciennes. Les cartes et AP avec connecteurs d antennes externes sont difficiles à trouver, rendant les liens distants quasiment impossibles. La mise à jour à partir du b peut être pénible, car le 5,8 GHz rayonne très différemment du 2,4 GHz, nécessitant un nouvel audit de site et probablement plus d AP. Portée limitée comparée au b et g, avec les mêmes niveaux de puissance et de gain. Les antennes internes a tendent à être plutôt directionnelles, les rendant souvent fâcheusement difficiles à bien orienter pour de meilleurs résultats. Le WiFi alliance ( voulait appeler le a «WiFi5», mais ce nom n a jamais marché. Ces appareils sont quelques fois abusivement étiquetés «WiFi», tout comme le totalement incompatible b. N oubliez pas de vérifier le nom réel de la spécification (802.11a) lorsque vous acquerrez du matériel. Chapitre 1 Les Standards 3

4 HACK # b : le standard de facto Le a peut être significativement plus rapide que le b, mais atteint à peu près la même vitesse que le g (27 Mbps pour le a, comparé aux Mbps pour le g).Le a pourrait être idéal pour créer des liens point-à-point, si les appareils avec des connecteurs d antennes externes étaient plus courants. Plusieurs personnes argumentent sur la capacité de l OFDM à gérer les réflexions causées par les obstacles (appelées chemins multiples) comme bonne raison d utiliser le a, mais le g utilise le même encodage tout en atteignant des portées plus importantes avec une puissance et un gain identiques. Certains considèrent la portée limitée du a comme un avantage pour la sécurité, mais cela peut mener à une mauvaise évaluation de la sécurité. Voir l introduction au chapitre 6 et «Calculer le budget du lien» [Hack #81] pour plus de détails. Gardez en mémoire que le débit de données 54 Mbps est un maximum théorique et n est atteint qu à proximité de l AP. La vitesse baisse rapidement lorsque vous vous éloignez de l AP et souffre davantage derrière un mur ou tout autre obstacle solide. Il est conseillé de procéder à un audit de site complet avec des tests de débit pour déterminer si le a est convenable pour le lieu à équiper. C est probablement une mauvaise idée de construire un réseau basé sur seulement du matériel a à moins de ne s être équipé qu avec cette norme. Si vous voulez permettre à des invités de se connecter à votre réseau, il vaut mieux incorporer quelques AP bi-bande (ou peut-être un AP g dédié), puisque les utilisateurs auront plutôt tendance à venir équipés en matériel b ou g. # b : le standard de facto Plusieurs personnes continuent à utiliser le b, protocole de la révolution WiFi. À travers ce livre, je parle principalement du b (aussi connu sous le nom de WiFi, mais là encore, le a l est également). C est le standard de facto des réseaux sans fil depuis ces dernières années et ce pour une bonne raison : il offre une portée excellente et un débit respectable (lorsque l émetteur radio peut envoyer des trames jusqu à 11 Mbps, les données d en-tête baissent le débit à 5 à 6 Mbps, ce qui équivaut à un ethernet filaire 10baseT). Il fonctionne en utilisant le DSSS à 2,4 GHz et sélectionne automatiquement le meilleur débit de données (soit 1, 2, 5.5 ou 11 Mbps), selon la puissance du signal disponible. Son plus grand avantage à ce jour est son omniprésence : des millions d appareils b ont été livrés et en plus d un prix très bas des appareils client et point d accès, le b est embarqué dans de nombreux ordinateurs et appareils portables. Étant donné qu il peut transmettre des données à des débits bien plus élevés qu une connexion à Internet typique, il est considéré comme «assez rapide» pour une utilisation courante. 4 Chapitre 1 Les Standards

5 802.11b : le standard de facto HACK #3 Omniprésence dans plusieurs appareils communs, cartes add-on et AP. L extrême popularité et la pression du a/g ont permis de réduire massivement les coûts. Des cartes à moins de 40 et des AP à moins de 100 sont disponibles au moment où nous écrivons ce livre. Des «hot spots» b sont installés dans plusieurs cybercafés, restaurants, parcs publics, bibliothèques et aéroports, ce qui amplifie sa popularité. Avec le nombre de personnes qui l utilisent et l expérimentent, le b est sans conteste le protocole sans fil le plus modulable (et personnalisable) au monde. Le débit de données 11 Mbps du b ne sera jamais plus rapide et est déjà dépassé par les a et g. Le schéma de canaux du b ne permet que l utilisation de trois canaux ne se chevauchant pas, ce qui peut poser des problèmes d interférences dans la bande ISM 2,4 GHz. Les fonctionnalités de sécurité standards du b se sont révélées moins que sûres. Voir «Le mythe de la sécurité sans fil» [Hack #87] et tout le chapitre 7 pour plus de détails. Tandis qu il est impossible de prévoir la tendance du marché des consommateurs, il est fort probable que le b ait encore quelques années à vivre. Des millions d appareils ont été vendus, le rendant le protocole sans fil le plus connu dans le monde. Ironiquement, il connaîtra probablement une extension de sa durée de vie grâce à son concurrent, puisque le matériel g, plus récent, fonctionnera avec les points d accès b existants. Cela rend moins urgente la mise à jour et s il y a bien quelque chose que n aiment pas les administrateurs, c est bien la mise à jour des appareils critiques d un réseau. Considérant qu en général la vitesse d une connexion Internet est toujours bien moindre que le b, il est possible que le b soit utilisé comme moyen de fournir de l accès à Internet pour encore longtemps. Les liens dorsaux et les réseaux d entreprises ont peut-être un besoin immédiat en bande passante plus important que ce qu offrent le a et g. Pour un utilisateur courant d Internet, le b fournit une vitesse suffisante et un moyen très simple d accès aux réseaux. Même après trois années d une croissance explosive, le b continue de jouir d une reconnaissance large. Chapitre 1 Les Standards 5

6 HACK # g : comme le b, mais en plus rapide # g : comme le b, mais en plus rapide Dopez votre réseau sans fil sans prendre vos utilisateurs b au dépourvu. Au moment de l écriture de ce livre, la spécification g venait tout juste d être ratifiée par l IEEE. Le g utilise l encodage OFDM du a dans la bande 2,4 GHz et revient à l encodage DSSS pour rester compatible avec le matériel b. Cela signifie que les débits théoriques de 54 Mbps (20 à 25 Mbps en débit pratique) sont réalisables, dans la bande 2,4 GHz, tout en restant compatibles avec le matériel b existant. C est une technologie très prometteuse. Débit de données très élevé : 54 Mbps. Compatible avec le très répandu b, ce qui rend la mise à jour vers le g plus facile. Le g utilise la même bande de fréquences que le b, ce qui signifie que les antennes et les câbles peuvent être réutilisés. Légèrement plus cher que le b, mais les prix seront amenés à baisser lorsque d avantage de matériel aura été vendu. Comme il utilise la bande ISM 2,4 GHz, le g devra cohabiter avec plusieurs autres appareils, générant d avantage d interférences dans des lieux bondés. Si vous créez un réseau à partir de rien, prenez en compte les avantages du g. Il permet aux utilisateurs b existants de continuer à utiliser le réseau, tout en fournissant une vitesse accrue pour les utilisateurs g. Alors que la technologie est assez récente, les retours des premiers utilisateurs semblent très positifs. Apple a déjà décidé d utiliser le g comme son standard hautevitesse dans son matériel sans fil «AirPort Extreme». Notez bien que le WECA n a pas reconnu le g comme «WiFi» encore, mais il suffit de leur laisser un peu de temps. Le g sera sûrement une technologie très populaire, car il reprend la plupart des caractéristiques du a sans surcoût important ou sans rompre la compatibilité avec le b. Mon conseil est de surveiller le g et de le déployer si vous en avez les moyens. Puisqu il offre beaucoup d avantages pour peu d inconvénients, je pense qu il est amené à devenir la prochaine technologie universelle de masse. 6 Chapitre 1 Les Standards

7 : infrastructure sans fil à longue distance HACK #5 # : infrastructure sans fil à longue distance Le très attendu protocole d accès réseau métropolitain arrive, mais n est pas totalement disponible pour l instant. Approuvé le 6 Décembre 2001, le promet de répondre aux besoins de tous les manques constatés lors de l utilisation d applications sur de longues distances en utilisant les protocoles Il est important de noter que la famille n a jamais eu comme intention de fournir une couverture d accès métropolitaine sur de longues distances (malgré cela, je vais vous montrer des exemples de personnes le faisant). La spécification a pour objectif spécifique de fournir une infrastructure sans fil couvrant des villes entières, avec des portées moyennes mesurées en kilomètres. Il utilisera des fréquences de 10 à 66 GHz pour proposer des services commerciaux dans des lieux fixes (par exemple des bâtiments). En Janvier 2003, une nouvelle extension (802.16a) a été ratifiée, qui fonctionnera dans la bande 2 à 11 GHz. Cela devrait permettre une utilisation sans nécessiter une vue directe, contrairement aux ondes courtes sur 10 à 66 GHz. En tout cas, l équipement actuel qui implémente le ne fait qu arriver sur le marché et coûtera sûrement bien plus cher que l équipement de la famille destiné aux consommateurs. Le est conçu pour les réseaux à longue distance, capable probablement de portées de 20 à 30 kilomètres. Vitesse très élevée pour le sans fil fixe, vraisemblablement 70 Mbps. Les longueurs d ondes de 10 à 66 GHz sont plus sensibles à l affaiblissement du signal, à cause des conditions environnementales (comme la pluie). Plusieurs bandes utilisées par le et le a sont des spectres à licence. Il n est toujours pas disponible. Il sera intéressant de suivre l histoire du MAN alors qu il évolue, mais il est encore trop tôt pour savoir si cette technologie persistera. Fujitsu développe actuellement un chipset a qui devrait être prêt en 2004 et coûtera environ 300. Le sera accueilli en tant que technologie pour les applications longue distance point-à-multipoint, difficilement implémentables en utilisant le Mais malheureusement, le matériel n est pas encore disponible pour test. Chapitre 1 Les Standards 7

8 HACK #6 Bluetooth : remplace les câbles pour tout appareil #6 Bluetooth : remplace les câbles pour tout appareil Bluetooth élimine le besoin de câbles accrochés à vos minuscules appareils. Tandis que les protocoles étaient conçus pour remplacer le très utilisé câble réseau CAT5, Bluetooth vise à remplacer tous les autres câbles connectés à votre ordinateur (excepté, malheureusement, le câble d alimentation). Opérant comme un sauteur de fréquence dans la bande ISM 2,4 GHz, il partage le même spectre que le b/g et bien d autres appareils. Il est conçu de manière à créer un soi-disant «Réseau d Accès Personnel» pour les appareils tels que les téléphones portables, les appareils photos numérique, les organiseurs électroniques de poche, les kits piétons, les claviers et les souris, et bien sûr, les ordinateurs. Bien qu il soit possible d utiliser Bluetooth pour se connecter à Internet, il est plus adapté aux applications de données et voix bas débit. Consommation très faible, ce qui le rend idéal pour les petits appareils alimentés par pile, tels que les organiseurs électronique de poche, les téléphones et les kits piétons. Interface et modèle de sécurité simple. Interopérabilité exceptionnelle entre les appareils. Support intégré pour le transfert simultané de données et de voix. Débit de données relativement bas (environ 720 Kbps maximum). Partage la bande 2,4 GHz avec plusieurs autres appareils, dont le b/g. Portée très limitée, par conception. Bluetooth recourt à une méthode agressive de saut de fréquence en full duplex (changeant de canal jusqu à 1600 fois par seconde) afin d éviter du bruit dans la bande 2,4 GHz. Bien qu avantageux pour Bluetooth, le saut de fréquence à puissance élevée peut provoquer des interférences considérables pour tout autre appareil utilisant la bande. Heureusement, la plupart des produits Bluetooth n opèrent qu à 1mW, rendant la plupart des interférences limitées à un endroit très localisé. Même en utilisant Bluetooth simultanément avec une connexion b, l interférence perçue est minimale et la plupart des personnes ne remarquent pas de différence avec un usage normal. Si vous utilisez le a en présence d appareils Bluetooth, aucun n interférera avec l autre. Les protocoles et Bluetooth sont complémentaires et résolvent des problèmes bien différents. Je vous montrerai comment faire des choses très évoluées avec Bluetooth au chapitre 2, le reste du livre se focalisera sur les joies du Chapitre 1 Les Standards