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Réseaux sans fils : norme IEEE 802.11. WLAN- IEEE 802.11 A. Benslimane 2 Sommaire Introduction Architecture du réseau : deux modes Recherche, Association,

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1 Réseaux sans fils : norme IEEE

2 WLAN- IEEE A. Benslimane 2 Sommaire Introduction Architecture du réseau : deux modes Recherche, Association, Handover, Economie dEnergie, Vecteur NAV Schémas daccès DCF / PCF

3 WLAN- IEEE A. Benslimane 3 Introduction famille de protocoles WLAN (Wireless LAN) standard publié en 2001, issu dun projet lancé en 1990 définit la couche physique et la couche MAC regroupe plusieurs normes : a, b (Wi-Fi : Wireless Fidelity), e, f, g, i… toutes les normes de la série présentent la même architecture et reposent sur le même protocole MAC

4 WLAN- IEEE A. Benslimane 4 Architecture générale de la norme IEEE Plusieurs niveaux physiques possibles: infra rouge, étalement de spectre à séquence directe, étalement de spectre à saut de fréquence, CCK (802.11b), OFDM (802.11a, 5 GHz) Couche MAC (IEEE ) IEEE DS 1,2 Mbit/s FH 1,2 Mbit/s IR IEEE b 11 Mbit/s IEEE a Couche liaison Couche physique

5 WLAN- IEEE A. Benslimane 5 Réseau dinfrastructure Station AP Station AP BSS Station Système de Distribution Station Réseau filaire cellule = Basic Service Set (BSS) stations sans fil Serveur

6 WLAN- IEEE A. Benslimane 6 Réseau dinfrastructure Station AP Station AP BSS Station Réseau filaire Serveur Périphérique AP: point daccès fait office de pont entre le réseau filaire et le réseau sans fil point de passage obligatoire de la transmission de station sans fil à station sans fil

7 WLAN- IEEE A. Benslimane 7 Réseau en mode ad hoc Station IBSS (Independent Basic Service Set)

8 WLAN- IEEE A. Benslimane 8 Réseau en mode mixte Station AP Station AP BSS Station Réseau filaire Serveur

9 WLAN- IEEE A. Benslimane 9 Handover : Station AP Station AP Station - Solutions : mécanismes propriétaires (exemple : lInter Access Point Protocol (IAAP) de Lucent) pas dinteropérabilité en cours : f : standardisation des protocoles entre points daccès MobileIP (mais moins performant car intervient plus haut dans la pile de protocoles) - briques de base pour faire du nomadisme : écoute, association, synchronisation… Le standard ne fournit pas de mécanisme.

10 WLAN- IEEE A. Benslimane 10 Recherche et Association « Scanning » La recherche est requise pour différentes raisons : - Joindre un réseau, - Initialisation dun réseau ad hoc, - Maintien dun réseau ad hoc, - Trouver un nouveau AP lors dun déplacement entre réseaux « Roaming » écoute du point daccès (2 types) passive : le point daccès envoie régulièrement des messages pour se présenter. Lorsquun « beacon » est reçu, la station mémorise l ESS-ID, BSS-ID et estampille sont sauvegardés. active : la station envoi une requête sur tous les canaux possibles et attend la réponse choix dun point daccès (en fonction de : puissance du signal, taux derreur, charge du réseau…)

11 WLAN- IEEE A. Benslimane 11 Authentification –une station A envoie une requête dauthentification à une station B –si la station B accepte ce mode dauthentification sans contrôle, elle doit répondre positivement Système à clé partagée : Système ouvert : stationpoint daccès requête dauthentification en mode « à clé partagée » challenge text généré par lalgorithme WEP challenge text chiffré avec la clé secrète partagée authentification réussie ou échec le point daccès ne fournit laccès quaux stations dont ladresse MAC est spécifiée dans la liste Access Control List :

12 WLAN- IEEE A. Benslimane 12 Economie dénergie Continuous Aware Mode mode par défaut, le terminal est tout le temps allumé et écoute constamment le support Power Saving Polling Mode LAP mémorise info sur stations en mode veille et données les stations en mode économie dénergie se réveillent périodiquement, et toutes au même moment, pour recevoir une trame TIM (Traffic Information Map) envoyée par le point daccès Si données alors la station envoie PS-Poll à lAP pour mettre en place le transfert de données Retour au mode veille si plus de données et attendre prochain TIM

13 WLAN- IEEE A. Benslimane 13 Méthodes daccès dans Distribution Coordination Function (DCF), méthode daccès avec collision Point Coordination Function (PCF), méthode daccès sans collision PCFDCFPCF Balise DCF CFPCPCFPCP

14 WLAN- IEEE A. Benslimane 14 DCF ou CSMA/CA CSMA/CD ne peut être utilisé 1. Liaison radio full duplex, une approche qui en augmenterait significativement le prix. 2. on ne peut être sûr que toutes les stations sentendent entre elles (hypothèse de base du principe de détection de collision) CSMA/CA

15 WLAN- IEEE A. Benslimane 15 Ecoute du support Physical Carrier Sense Virtual Carrier Sense Mécanisme de réservation du support (RTS/CTS) Network Allocation Vector (NAV)

16 WLAN- IEEE A. Benslimane 16 Transmission : première fois station A transmission dune trame de A station Bstation C désir démettre DIFS

17 WLAN- IEEE A. Benslimane 17 Vecteur dallocation du réseau : NAV station A transmission dune trame de A de 9 ms station Bstation C désir démettre NAV accès différé jusquà cette date NAV accès différé jusquà cette date

18 WLAN- IEEE A. Benslimane 18 Backoff (1/4) station A transmission dune trame de A de 9 ms station Bstation C désir démettre C tire un back-off de 4 slots B tire un back-off de 7 slots transmission dune trame de C transmission dune trame de B DIFS NAV

19 WLAN- IEEE A. Benslimane 19 Backoff (2/4) Temps découpé en Timeslot Fenêtre de contention : CW (CW min CW CW max ) Une station écoute le support avant toute tentative de transmission Si le support est libre après un DIFS : transmission Sinon elle calcule un temporisateur suivant la formule suivante : T BACKOFF = random (0, CW) x Timeslot

20 WLAN- IEEE A. Benslimane 20 Backoff (3/4) Il y a collision lorsque : Deux stations ont la même valeur de temporisateur Un ACK na pas été reçu par lémetteur A chaque collision, la taille de la fenêtre de contention (CW) double

21 WLAN- IEEE A. Benslimane 21 Backoff (4/4) Transmission CW DIFS Transmission Station A Station B Station C Station D DIFS Station E Transmission Légende :Timeslot expiré Timeslot restant Transmission La station accède au support et lécoute Temps dattente du à loccupation du support par une autre station Taille de la fenêtre de contention CW Transmission

22 WLAN- IEEE A. Benslimane 22 données acquittement sourcetoutes les autres stationsdestination intervalle inter-trames réduit (SIFS) CTS SIFS RTS NAV attente

23 WLAN- IEEE A. Benslimane 23 PCF (1/3) PCF permet le transfert de données isochrones Méthode daccès basé sur le polling

24 WLAN- IEEE A. Benslimane 24 PCF (2/3) Contrôle daccès par AP : le polling PCF suivie de DCF de façon régulière Balise DTIM pour annoncer une période PCF avec sa durée inter-trame pour accès contrôlé PIFS avec SIFS < PIFS < DIFS période de répétition libre 6663 utilisé en mode PCF réservé au mode DCFbalise indiquant le début de la période PCF et sa durée 6 PIFS

25 WLAN- IEEE A. Benslimane 25 PCF (3/3)

26 WLAN- IEEE A. Benslimane 26 Temporisateurs 4 types temporisateurs SIFS (Short Inter Frame Space) = 10 s PIFS (Point IFS) = SIFS + slot time (20 s) DIFS (Distributed IFS) = PIFS + slot time EIFS Permet dinstaurer un système de priorité Backoff ACK Transmissions de données SIFS PIFS Accès différé pour les autres stations DIFS EIFS PIFS EIFS


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