Différentes catégories. Réseaux personnels sans fils (WPAN)

Transcription

1 WiFi: le standard IEEE Concepts de base Couche Physique Spécificités de la transmission radio Bandes de fréquences utilisées Modes de transmission de l information Couche MAC Spécificités du sans fil Modes d accès au canal Format des trames Conclusion et bibliographie 1 Réseaux sans fils / Wireless Différentes catégories Réseaux personnels sans fils (WPAN) Bluetooth (IEEE ), HomeRF (Home Radio Frequency), ZigBee (IEEE )» Permettent la communication machine à machine, à faible débit (de 1 Mbps à 20 Mbps), avec une très faible consommation électrique Réseaux locaux sans fils (WLAN) WiFi (IEEE ), HiperLAN Réseaux métropolitains sans fils (WMAN) WiMax (IEEE ) Réseaux étendus sans fils (WWAN) GSM, GPRS, UMTS, etc. 2

2 Réseaux WiFi / Wireless Fidelity Recherche sur le sans fil Depuis le début des années 1970 Normalisation du WiFi A travers la WIFI Alliance Fin des années 1990 par l IEEE Avantages du sans fil Ne nécessite pas de câblage des bâtiments Plus de souplesse et de mobilité Inconvénients du sans fil Problèmes supplémentaires de sécurité Qualité de service moins importante 3 Architecture du WiFi Architecture physique Deux modes d organisations Le mode infrastructure : centralisé autour de points d accès Le mode ad hoc : décentralisé Architecture protocolaire Défini sur les niveaux physique et liaison Différents niveaux physiques selon le débit, le codage, la bande de fréquence utilisée» IEEE a, b, g, n, Différents protocoles MAC» PCF (Point Coordination Function) : sans contention, en coopération» DCF (Distributed Coordination Function) : avec contentions, en compétition 4

3 Couche Liaison Architecture protocolaire Sous-couche LLC (Logical Link Control) Sous-couche MAC (Medium Access Control) Couche Réseau MAC Layer Management Couche Physique Sous-couche PLCP Sous-couche PHY Layer Management Station Management PMD PLCP : Physical Layer Convergence Protocol PMD : Physical Medium Dependent 5 Mode Ad Hoc IBSS : Independent Basic Service Set Ensemble de stations avec cartes sans fils, communiquant dans la même bande de fréquence Accès au canal : uniquement selon le mode DCF A1 C1 A2 C2 B1 B2 D2 IBSS1 IBSS2 6

4 Mode Infrastructure (1/2) BSS : Basic Service Set Ensemble de stations organisées autour d un point d accès (Access Point) ou commutateur WiFi Accès au canal : selon les modes DCF ou PCF A1 AP C1 B1 BSS 7 Mode Infrastructure (2/2) EBSS : Extended Basic Service Set Rassemble plusieurs BSS, leurs AP étant connectés par un autre réseau (le plus souvent filaire) ou système de distribution A1 A2 AP C1 AP C2 B1 Réseau / Système de distribution B2 BSS1 BSS2 8

5 WiFi: le standard IEEE Concepts de base Couche Physique Spécificités de la transmission radio Bandes de fréquences utilisées Modes de transmission de l information Couche MAC Spécificités du sans fil Modes d accès au canal Format des trames Conclusion et bibliographie 9 Couche Physique Propagation des ondes radio Domaine complexe, surtout à l intérieur Avec des obstacles sur la droite virtuelle reliant les émetteur et récepteur En vue directe Un seul trajet entre l émetteur et le récepteur P R = P E. λ n /(4πR) n. g R. g E» R : distance séparant les émetteur et récepteur» g R et g E : gains des antennes des récepteurs et émetteurs» λ = 300 / f : longueur d onde du signal où f est sa fréquence en MHz» n : constante variant entre 2 (vue directe) à 6 (milieu confinée) 10

6 En espace confiné Caractéristique fondamentale Plusieurs chemins entre l émetteur et le récepteur Par diffraction et / ou réflexion De longueurs variables : induit un retard entre le signal qui arrive par le chemin directe et les autres signaux E R 11 Dispersion des chemins (1/2) Si une impulsion est émise Le signal reçu à la forme suivante r(t) = Σ i c i δ(t T i )» c i : contribution du i-ième chemin au signal reçu» T i : délai de propagation sur le i-ème chemin La moyenne du délai de propagation D = t.r(t) dt La dispersion (variance) des chemins = [ (t-d) 2. r(t) dt ] 1/2 12

7 Dispersion des chemins (2/2) En pratique Un dispersion trop importante Peut entraîner des recouvrements ou interférences entre symboles rendant impossible leur décodage à la réception Si T S est la durée d émission d un symbole Il suffit que / T S > 10% pour que la transmission souffre d importantes difficultés T S étant d autant plus élevé que le débit est faible Il faudra parfois réduire le débit pour que / T S << 10% et que la transmission soit possible 13 Bandes de fréquences Deux bandes disponibles sans licences La bande ISM (Industrial, Scientific and Medical Band) 2,400 à 2,4835 Ghz, W = 83,5 MHz pour le WiFi» 2,400-2,485 GHz pour les USA (FCC)» 2,400-2,4835 GHz pour l Europe (ETSI)» 2,471-2,497 GHz pour le Japon (MKK)» 2,4465-2,4835 GHz pour France (ART) La bande U-NII (Unlicenced-National Information Infrastructure) 5,15 à 5,35 GHz et 5,725 à 5,825 Ghz, W = 300 MHz Remarque : largeurs de bande étroites A titre de comparaison : W = 100 MHz pour TP de Cat 5 Mais réutilisation spatiale possible des fréquences Dans des cellules suffisamment éloignées 14

8 Bande ISM Découper en 14 canaux de 20 MHz Seulement trois canaux disjoints (1, 7 et 13) En France, seuls les canaux 10 à 13 sont utilisables Implique qu il n y a pas de canaux disjoints disponibles Canal 1 2,412 GHz Canal 7 2,442 GHz Canal 13 2,472 GHz Bande ISM de 83 MHz 15 Mode de transmission Transmission par modulation Soit une porteuse dans la bande passante du support p(t) = A p cos (2Πf p t + ϕ p ) On fait subir des déformations à cette porteuse pour transmettre le signal à diffuser Modulation d amplitude : modification de son amplitude Modulation de phase : modification de sa phase Modulation de fréquence : modification de sa fréquence Après modulation Le spectre du signal est centré autour de la porteuse 16

9 Transmission par modulation s(t) x(t) Modulation d amplitude x(t) Modulation de fréquence x(t) Modulation de phase 17 Modulations de base Utilisées par les réseaux WiFi BPSK: Binary Phase Shift Keying Bit à 0 codé par un déphasage de θ = 0 Bit à 1 codé par un déphasage de θ = π QPSK: Quadratic Phase Shift Keying (0,0), (0,1), (1,0) et (1,1) sont respectivement codés par θ = 0, θ = π/2, θ = π et θ = 3π/2 16 ou 64-QAM: Quadrature Amplitude Modulation Modulation mixte, de phase et d amplitude» 16-QAM : 16 états / 4 bits transmis par état» 64-QAM : 64 états / 6 bits transmis par état 18

10 Quadrature Amplitude Modulation 16-QAM 64-QAM 19 Définition Lutte contre le fading Fading: altérations du signal du fait des obstacles, des réflexions et réfractions Comment lutter? Par la diversité spatiale Consiste à avoir au moins deux antennes pour un récepteur» Pour choisir dans la réception d une trame l antenne qui offre la meilleure information» Pour combiner les signaux reçus afin de retrouver le signal d origine Très utilisée dans les produits IEEE b, avec souvent deux antennes par nœud» Au niveau des points d accès» Au niveau des cartes PCMCIA 20

11 Lutte contre la dispersion Différentes solutions L équalisation Equalisation linéaire ou DFE (Decision Feedback Equaliser) L étalement de spectre Par séquence directe ou modulation CCK Par sauts de fréquence La modulation multi-porteuses Ce sont toutes des solutions utilisées par les produits IEEE Principe de base Equalisation (1/2) Toute trame physique commence par Un en-tête de synchronisation, puis Une séquence d apprentissage connue des émetteur et récepteur En comparant La séquence d apprentissage reçue (après dispersion) Avec la séquence d apprentissage connue Le récepteur détermine les paramètres d un filtre Pour retrouver au mieux la séquence d apprentissage Le même filtre est ensuite appliqué A toute la trame reçue 22

12 Equalisation (2/2) Exemple d un filtre linéaire Entrée T T α 1 α 2 α n + Sortie 23 Principe commun Etalement de spectre Elargir le spectre du signal émis pour améliorer la robustesse de la réception Intuitivement, en élargissant le spectre du signal, on introduit des redondances dans le signal Différentes propositions Etalement par séquence directe» Utilisation d une séquence aléatoire pour moduler la transmission» DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum Etalement par saut de fréquence» Utilisation de différentes porteuses suivant une séquence pré-établie» FHSS: Frequency Hop Spread Spectrum 24

13 Par séquence directe (1/2) Principe de base à l émission Multiplication du signal d(t) {-1,1} par une séquence pseudo-aléatoire p(t) {-1,1} d(t) p(t) p(t).d(t) 25 Par séquence directe (2/2) Principe de base à la réception Multiplication du signal reçu d(t).p(t) par la séquence pseudo-aléatoire p(t) : d(t).p(t) 2 = d(t) p(t).d(t) p(t) d(t) 26

14 Par la modulation CCK Généralise l étalement par séquence directe Etalement par séquence directe Un bit à 0 se traduit par l envoi d une séquence p(t) Un bit à 1 se traduit par l envoi de la séquence p(t) Modulation CCK / Complementary Code Keying Une séquence de bits est découpée en bloc de m bits L envoi d un bloc de valeurs «i» (entre 0 et 2 m ) se traduit par l envoi d un code c i (t) La complexité de la modulation CCK réside dans le choix des codes c i (t) 27 Principe de base Par saut de fréquence Diviser la bande passante disponible du support En différents canaux Centrés sur des porteuses de différentes fréquences Changer de fréquence de porteuse suivant une séquence pseudo-aléatoire prédéfinie Connue des émetteur et récepteur Se répétant de manière périodique Utiliser des séquences prédéfinies multiples Pour permettre des transmissions simultanées 28

15 Par modulation multiporteuse Principe de base OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Pour émettre à un débit de D symboles par seconde On utilise N porteuses indépendantes (suffisamment espacées) Sur chaque porteuse, on transmet D/N symboles par seconde porteuse 1 Entrée porteuse 2 + Sortie porteuse N 29 Tableau récapitulatif Différentes variantes IEEE Norme Bande de fréquence Technique de transmission Technique de modulation Débit théorique a U-NII OFDM BSPK 6-9 Mbps QSPK Mbps b ISM High Rate DSSS 16-QAM 64-QAM DSSS / BPSK CCK / QPSK Mbps Mbps Mbps Mbps g ISM OFDM CCK 54 Mbps n ISM et U-NII MIMO-OFDM 250 Mbps Multiple IN Multiple OUT : plusieurs antennes en émission et réception 30

16 Portée d un réseau WiFi (1/2) Pour le norme b Débit maximal Portée à l intérieur m Portée à l extérieur 200 m m 300 m m 400 m m 500 m 31 Portée d un réseau WiFi (2/2) Pour le norme g Débit maximal Portée à l intérieur m m m m m 50 m 60 m 70 m 32

17 WiFi: le standard IEEE Concepts de base Couche Physique Spécificités de la transmission radio Modes de transmission de l information Bandes de fréquences utilisées Couche MAC Spécificités du sans fil Modes d accès au canal Format des trames Conclusion et bibliographie 33 Spécificité du sans-fil (1/2) Le problème du taux d erreur Beaucoup plus élevé que dans les réseaux câblés Principalement liée au fort affaiblissement du signal radio lorsqu il se propage Quelle gestion des erreurs? Prévues au niveau MAC du standard IEEE Même si elle est possible au niveau de la souscouche LLC supérieure 34

18 Spécificité du sans-fil (2/2) La détection de collision Dans les réseaux filaires Effectuée pendant la transmission» Par la détection de violation de seuil due à l addition des puissances des signaux émis et reçus» Par détection de violation du codage (bloc de bits non valide) Dans les réseaux sans fil Impossible pendant la transmission» Du fait que les signaux reçus sont de puissance trop faible (affaiblissement bcp plus fort que sur les réseaux filaires)» Aveuglement par le signal émis de puissance trop forte Quelle solution pour IEEE ?» Par non acquittement (implicite) des trames émises 35 Les collisions cachées Zones de couvertures différentes Obstacle A B C D Alors que A et B ne reçoivent pas de signaux, il y a collision au niveau de C et D 36

19 Sous-couche MAC Medium Access Control Au dessous de la sous-couche LLC Logical Link Control Contrôle l accès au canal de transmission Deux types de service sont offerts De type best-effort» Via un mode d accès à compétition» Mode d accès par défaut De type temps réel» Via un mode d accès contrôlé ou sans compétition» Mode d accès optionnel 37 Mode d accès à compétition Distributed Coordination Function (DCF) Méthode d accès principale (la plus utilisée) Supporte la transmission de données asynchrones Distribuée et avec contentions (collisions) Sans gestion des priorités Utilisable dans les modes infrastructure et ad-hoc Comporte deux modes de fonctionnement Mécanisme de base si packetsize < RTSthreshold Mécanisme RTS/CTS si packetsize > RTSthreshold 38

20 Mode d accès contrôlé Point Coordination Function (PCF) Méthode d accès optionnelle Supporte la transmission de données isochrones Centrée ou centralisée sur le point d accès Sans contention (pas de collisions) Utilisable uniquement dans le mode infrastructure 39 DCF Principe de base Algorithme CSMA / CA Carrier Sense : écoute du support pour détecter s il est libre ou occupé Utilisation de délai inter-trames (Inter-Frame Spacing) variables Pour accéder de manière plus ou moins prioritaire au support Collision Avoidance : algorithme du back-off pour prévenir (sans certitude) les collisions Pas de détection possible des collisions Utilisation d acquittements positifs pour détecter les collisions possibles 40

21 DCF Les délais inter-trames Par ordre croissant IFS : Inter Frame Spacing Short IFS (SIFS) : pour séparer les trames d un même dialogues (fragments et acquittement) PCF IFS (PIFS) : utilisé en mode PCF par un AP pour accéder prioritairement au support DCF IFS (DIFS) : utilisé en mode DCF lorsqu une station veut accéder au support pour transmettre des données SIFS DIFS SIFS Données ACK Données Comme SIFS est le plus court, il est assuré qu ACK sera transmis avant toute nouvelle transmission de données 41 DCF Algorithme du back-off Avant toute émission Une station écoute le support Si le support est libre La station attend encore un DIFS et commence à transmettre si le support est toujours libre Si le support est occupé La station attend encore un DIFS Puis un temps tiré aléatoirement (algorithme du back-off) pour différer encore sa transmission» Pourquoi? Pour prévenir des collisions lorsque plusieurs stations sont en attente de libération du support» Comment? Temps d attente = RND()*SLOT-TIME où RND() est un entier tiré aléatoirement sur [0,CW] (Contention Window) et CW est un entier entre CWmin et CWmax qui est doublé à chaque tentative 42

22 Station source Station destination DIFS Exemple de transmission Données SIFS ACK Autre Station DIFS Back-off Données Transmission bloquée Accès différé Début transmission 43 DCF Suite du back-off Après avoir tiré un backoff Si le canal n est pas occupé à la fin de l attente La station émet ses données directement après avoir attendu un DIFS + le backoff Si le canal est pris par une autre station pendant l attente Le temporisateur associé au backoff est arrêté temporairement Il est redémarré lorsque le canal est de nouveau libre (après un DIFS) 44

23 S1 S2 S3 Données DIFS Exemple sans ACK Données DIFS 2 1 DIFS 1 Données DIFS S S Données 45 DCF Mécanisme de réservation Principe de base Si la taille des données à transmettre est importante (risque important de collision) Il est possible d effectuer une réservation du canal Pour une période donnée ou NAV (Network Allocation Vector) Permettant la transmission des données et leur acquittement La réservation se fait par échange de paquets d appels RTS (Request to Send) : pour une demande de réservation CTS (Clear to Send) : pour acquitter une demande de réservation 46

24 Source Destination Visible de la source Exemple avec réservation DIFS RTS SIFS CTS SIFS Données NAV - RTS SIFS ACK DIFS Back-Off Cachée de la source et visible de la destination NAV - CTS Back-Off 47 Retour sur les collisions cachées Supprimer par le RTS / CTS Obstacle A CTS B RTS C CTS D B sera bloqué pendant que A transmettra ses données à C 48

25 PCF Principe de base Accès sans collision / Contention-Free Méthode d accès centralisée Basée sur un polling (scrutation) régulier des stations Les points d accès (AP) jouant le rôle de PC (Point Coordinator) Méthode d accès optionnelle Pas toujours implémentée au niveau des points d accès Importante pour la transmission de données isochrones (données temps réelles) 49 PCF Période sans contention Au départ Les stations (STA) demandent au PC De les enregistrer sur une liste de polling Cette liste contient les stations CFP-Pollable (Contention Free Period) Régulièrement Le PC scrute les STA CFP-Pollable Pour leur permettre d envoyer leur trafic, et/ou De leur envoyer du trafic 50

26 PCF Alternance de périodes Alternance des périodes CFP et CP CFP : accès au medium contrôlé par le PC CP : la méthode d accès est le DCF Stations et PC sont en compétition pour accéder au medium Trame de balise / Beacon Frame CFP CP Balise PCF DCF Balise PCF DCF Période de répétition des CFP 51 PCF Trame de balise Au début d une super-trame Moment où doit commencer une nouvelle période sans contention (CFP) Le PC attend que le canal se libère et Après un PIFS (PCS IFS) Il transmet une balise DTIM Delivery Traffic Indication Map Qui marque le début de la période sans contention Qui porte la durée maximale de la période sans contention (CFP-MaxDuration) A la fin de la transmission de la balise La scrutation des stations peut commencer après un SIFS 52

27 PCF Transmission de données Entre PC et Stations Initiée par le PC qui envoie une trame CF-Poll Contenant l identifiant de la station qui va pouvoir transmettre des données après un ISF Dans ce cadre, un PC peut transmettre séparément ou simultanément Des données à une ou plusieurs stations (Data) Un droit à émettre (CF-Poll) Un acquittement de données reçues (CF-Ack) Si une station n utilise pas son droit à émettre Le PC passe à la station suivante en transmettant un CF-Poll après un PIFS 53 Exemple de transmission Période d accès sans contention PIFS SIFS SIFS SIFS SIFS SIFS PIFS SIFS DTIM D1+ CF-Poll D2+CF-Ack+ CF-Poll CF-Ack+ CF-Poll CF-Ack+ CF-End S1+ ACK S2+ ACK S3 Di: données transmisses par le PC à une station Si: données transmisses par une station ACK: acquittement par une station de données transmisses par un PC 54

28 PCF Transmission de données Entre stations (sans passer par le PC) Initiée par le PC qui envoie une trame CF-Poll Contenant l identifiant de la station qui va pouvoir transmettre des données après un ISF Dans ce cas, l acquittement n est pas réalisé par le PC Mais par la station destination Le PC reprend la main après l acquittement et un PIFS 55 Exemple de transmission Contention Free Period PIFS SIFS SIFS SIFS PIFS SIFS SIFS DTIM CF-Poll SS1 ACK CF-Poll SP2 CF-Ack+ CF-End SPi: données transmisses par une station au PC SSi: données transmisses par une station à une autre station ACK: acquittement par une station de données transmisses par un PC ou une station 56

29 PCF Comment l annoncer? Pour le point d accès Dans le champ «fonctionnalités» des trames De balise et de réponse d association Le PC gère la liste des stations dans la liste de polling En interrogeant à tour de rôle les stations dans sa liste Si une CFP ne permet pas de servir toutes les stations Le PC commence la fois suivante par les stations encore non servies Pour une station associée Dans le champ «capacité» des trames De requête d association et de requête d interrogation Ce champ permet également d indiquer Si une station supportant PCS souhaite se placer dans la liste de polling du PC 57 WiFi: le standard IEEE Concepts de base Couche Physique Spécificités de la transmission radio Modes de transmission de l information Bandes de fréquences utilisées Couche MAC Spécificités du sans fil Modes d accès au canal Format des trames Conclusion et bibliographie 58

30 Format général Format des trames Avec la taille des champs en octets Champ de contrôle (2) Durée (2) Adresse MAC 1 (6) Adresse MAC 2 (6) Adresse MAC 3 (6) Numéro de séquence (2) Adresse MAC 4 (6) durée d utilisation du canal de transmission jusqu à la fin complète de la séquence de transmission engendrée par cette trame utilisé lorsqu il y a fragmentations de trames (pour réduire les erreurs de transmission) Au plus 2312 octets Trame LLC Contrôle d erreur (4) (code CRC) 59 Format général Format des trames Avec la taille des champs en octets Champ de contrôle (2) Durée (2) Adresse MAC 1 (6) Adresse MAC 2 (6) Adresse MAC 3 (6) Numéro de séquence (2) Adresse MAC 4 (6) Au plus 2312 octets Trame LLC Contrôle d erreur (4) (code CRC) 60

31 Format général Champ de contrôle Avec la taille des champs en bits Version de protocole (2) Type (2) Sous-type (4) To DS (1) From DS (1) More Frag (1) Retry (1) Pwr Mgt (1) More Data (1) WEP (1) Order (1) 00 = gestion, 01 = contrôle, 10 = données Si type = 00, alors 0000 = Requête d association 0001 = Réponse à une requête d association etc. Gestion des associations (en mode infrastructure) 1. Les associations sont nouées à l initiative des stations avant toute transmission de données 2. Lors d une requêtes d association, si la station qui gère le BSS l accepte, elle lui transmet un identifiant d association (AID) 61 Format général Champ de contrôle Avec la taille des champs en bits Version de protocole (2) Type (2) Sous-type (4) To DS (1) From DS (1) More Frag (1) Retry (1) Pwr Mgt (1) More Data (1) WEP (1) Order (1) Indique si la trame doit être transmise vers un système de distribution (to DS) ou vient d un système de distribution (from DS) 62

32 Système de distribution (1/3) En mode ad-hoc La transmission de données entre station est directe 3 est l identifiant de l IBSS (Independant Basic Service Set) A B To DS = 0 + From DS = = = = =? 63 Système de distribution (2/3) En mode infrastructure Le point d accès est le point de passage obligé pour la transmission de données La transmission de données entre stations se fait nécessairement via un point d accès A B To DS = 1 + From DS = = = = =? AP To DS = 0 + From DS = = = = =? 64

33 Système de distribution (3/3) En mode infrastructure étendue To DS = 1 + From DS = = = = =? A B To DS = 0 + From DS = = = = =? P1 P2 To DS = 1 + From DS = = = = = A 65 Format général Champ de contrôle Avec la taille des champs en bits Version de protocole (2) Type (2) Sous-type (4) To DS (1) From DS (1) More Frag (1) Retry (1) Pwr Mgt (1) More Data (1) WEP (1) Order (1) Indique si un fragment est le dernier Indique si l ordre des fragments est respecté à l émission 66

34 Fragmentation Principe de base Le champ «numéro de séquence» sur 2 octets Code sur 12 bits l identifiant de la trame fragmentée Code sur 4 bits le numéro de fragments d une trame fragmentée Le sous-champ «more frag» sur 1 bit Permet de savoir si un fragment reçu est le dernier Le délai inter-trames Entre acquittement et nouveaux fragments d une même trame Est le délai le plus court (SIFS) pour assurer la transmission «sans pause» de tous les fragments d une trame 67 Format général Champ de contrôle Avec la taille des champs en bits Version de protocole (2) Type (2) Sous-type (4) To DS (1) From DS (1) More Frag (1) Retry (1) Pwr Mgt (1) More Data (1) WEP (1) Order (1) Indique si une trame est transmise pour la première fois Indique si la station utilise le cryptage 68

35 Format général Champ de contrôle Avec la taille des champs en bits Version de protocole (2) Type (2) Sous-type (4) To DS (1) From DS (1) More Frag (1) Retry (1) Pwr Mgt (1) More Data (1) WEP (1) Order (1) A 1 si la station émettrice rentre en économie d énergie Utiliser par un PC pour dire à une station en économie d énergie qu elle a encore des trames à lui transmettre 69 Champs durée Trames de contrôle Dans la trame RTS Durée de la trame CTS qui doit répondre à cet envoi + Durée de la trame de données et acquittement qui suit + 3 SISF Dans la trame CTS Durée dans la trame RTS reçue - Durée de la trame RTS reçue - 1 SIFS Dans la trame ACK 0 si pas de fragmentation Sinon, durée jusqu au dernier fragment en comptabilisant les SIFS et acquittements 70

36 Trames de gestion Classées en quatre catégories Les trames d association Les trames d interrogation Les trames d authentification Les trames balises 71 Association et interrogation Les trames d association Une requête d association Est transmise par un nœud qui souhaite s associer à un AP Une réponse d association Est transmise à par un AP à un nœud qui souhaite d associer Les trames d interrogation (probe) Par requête et réponse Permettent de collecter de l information sur la présence d un réseau radio dans son voisinage 72

37 Trames d authentification En mode ouvert Authentification réalisée en deux messages La seule vérification réalisée Le mode ouvert est supporté par la station qui valide l authentification En mode à clef partagée Authentification réalisée par l échange de 4 trames 1. La station qui souhaite s authentifier envoie une requête d authentification 2. La station identifiante renvoie un texte aléatoire de probation 3. La station qui souhaite s authentifier crypte le texte de probation et le transmet à la station identifiante 4. La station identifiante déchiffre la trame reçue et compare le texte décodé avec le texte de probation transmis. En cas de correspondance, une trame d authentification réussie est transmise. Sinon, une trame d échec est transmise Basée sur le cryptage WEP (Wired Equivalent Privacy) A été cassé, mais amélioré par le groupe i Nouveaux protocoles WPA (Wireless Protected Access) et WPA2 73 En général Trames balises Permettent à un AP d annoncer les fonctions supportées dans le BSS qu il gère Exemple : le fait de supporter ou non la fonctionnalité PCF Balises DTIM Envoyées avec une période multiple de la période des balises TIM Après une balise DTIM, un AP transmet tout le trafic de diffusion dont il dispose Marquent également le début de période sans contention Balises TIM Permettent au AP d indiquer à des stations qu il dispose pour elles de trames en attente de transmission Ecoutées par les stations en mode d économie d énergie 74

38 WiFi: le standard IEEE Concepts de base Couche Physique Spécificités de la transmission radio Modes de transmission de l information Bandes de fréquences utilisées Couche MAC Spécificités du sans fil Modes d accès au canal Format des trames Conclusion et bibliographie 75 Intérêts des WLAN Conclusion Facilité d installation dans des zones difficiles à câbler Coûts d installation et de maintenance réduits Facilité d emploi pour les utilisateurs finaux Problèmes généraux Débits trop faibles : < au Fast Ethernet à 100 Mbps Interférences : avec Bluetooth, fours à micro-ondes, etc. Sécurité : WEP est très faible et souvent non utilisé 76

39 Bibliographie Ouvrages D. Males et Guy Pujoles, «WiFi par la pratique», Eyrolles (2002) P. Mühlethaler, « et les réseaux sans fils», Eyrolles (2002) K. Al Agha, G. Pujolle, G. Vivier, «Réseaux de mobiles et réseaux sans fil», Eyrolles (2001) Sur le Web Nombreux cours disponibles E. Viennet (IUT GTR, Paris 13) P. Spathis (Formation permanente, Paris 6) Tutoriaux IEEE 77