Réseaux locaux sans fils – La norme IEEE

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1 Réseaux locaux sans fils – La norme IEEE 802.11
A. Quidelleur SRC1 Meaux M Réseaux et Services sur Réseaux Matière – Infrastructure des Réseaux Présentation des services - infrastructure des réseaux WLAN

2 Plan Introduction La norme IEEE 802.11 Origine des réseaux sans fil
Problèmes d’accès sur les réseaux sans fil Problèmes spécifiques aux réseaux sans fil La norme IEEE Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

3 Introduction Origines des réseaux sans fil
Problèmes d’accès sur les réseaux sans fil Problèmes spécifiques aux réseaux sans fil WLAN

4 WLAN (Wireless LAN, LAN sans fil) :
Origines des WLAN Nouveau besoin des utilisateurs : la mobilité  Développement et commercialisation d’équipements portables munis de liaisons radio ou infrarouges WLAN (Wireless LAN, LAN sans fil) : Système local offrant un moyen de communication direct entre plusieurs ordinateurs portables par liaison radio. Insuffisance des méthodes d’accès existants pour les réseaux filaires  Besoin de protocoles d’accès spécifiques WLAN

5 Utilisation des WLAN Mobilité : augmente l'efficacité et la productivité Installation dans zones difficiles à câbler Immeubles anciens Halls, salles de réunion, cafés, lieux publics Temps d’installation réduits Facilité d'emploi pour les utilisateurs Maintenance facile, coût de câblages faibles Réseaux ad-hoc : réunions, interventions militaires et humanitaires WLAN

6 Introduction Origines des réseaux sans fil
Problèmes d’accès sur les réseaux sans fil Problèmes spécifiques aux réseaux sans fil WLAN

7 Les problèmes d’accès La technique du CSMA est inapplicable
Problème de la station cachée A C B A émet vers B C écoute et C émet vers B Interférences Problème de la station exposée B émet vers A C écoute et reporte son émission A C B D WLAN

8 Les problèmes d’accès Dans un milieu sans fil, il est possible que toutes les stations ne soient pas à portée radio les unes des autres. La technique du CSMA se base sur le principe que le signal se propage à toutes les stations du réseau à un instant donné.  Le CSMA dans un environnement sans fil ne garantit pas l’absence de collision à la réception. WLAN

9 Le protocole MACA Multiple Access with Collision Avoidance
Développé en 1990, il est à la base des travaux sur la norme Principe Avant de transmettre, l’émetteur émet une trame RTS (Request To Send). Les stations entendant le RTS s’interdise de transmettre pendant le temps nécessaire à la transmission. Le récepteur signale qu’il accepte la transmission par une trame CTS (Clear To Send). WLAN

10 Le protocole MACA Exemple A B C D E
A émet un et durée de la transaction C et E se tairont jusqu’à la fin de la transaction RTS A B C B répond par un et durée de la transaction D et E se tairont jusqu’à la fin de la transaction CTS D A émet les données E WLAN

11 Le protocole MACA Le risque de collision n’est pas nul : il existe lors de l’envoi de RTS RTS et CTS = trames courtes pour minimiser la probabilité de collision Si collision, elle est détectée par l’absence de CTS en retour : retransmission d’un RTS après un temps aléatoire Amélioration MACAW (1992) Support de transmission de mauvaise qualité : risque d’erreurs élevé  retransmission tardive car contrôle d’erreur réalisé par les couches hautes : MACAW introduit des ACK Ecoute de la porteuse avant émission des RTS Contrôle de congestion WLAN

12 Introduction Origines des réseaux sans fil
Problèmes d’accès sur les réseaux sans fil Problèmes spécifiques aux réseaux sans fil WLAN

13 Les problèmes spécifiques aux transmissions sans fil
Interférences : Les bandes de fréquences utilisées sont les mêmes que les fréquences de travail des fours micro-ondes, et d’autres normes (Bluetooth) Sécurité : Les informations transitent « dans l’air ». Sans précaution particulière, tout récepteur équipé d’une antenne peut : lire les données, les modifier, se connecter au réseau. 3 problèmes : confidentialité, intégrité, authentification. Roaming (handover): un utilisateur mobile peut quitter la portée d’un point d’accès. Consommation de puissance : Les équipements mobiles ont une batterie de faible capacité. L’énergie doit être économisée. Réglementation des émissions : on n’émet pas à n’importe quelle fréquence ni à n’importe quelle puissance ! WLAN

14 Réglementation des émissions en France
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 (Autorité de Régulation des Télécommunications) WLAN

15 La norme IEEE 802.11 Introduction Architecture Couche physique
Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

16 Norme IEEE ? WiFi? La norme IEEE (ISO/IEC ) est un standard international décrivant les caractéristiques d'un réseau local sans fil. WiFi ou Wi-Fi : contraction de Wireless Fidelity, correspond initialement au nom donnée à la certification délivrée par la WI-FI Alliance, anciennement WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance). La Wi-Fi Alliance est l'organisme chargé de maintenir l'interopérabilité entre les matériels répondant à la norme Le nom de la norme se confond aujourd'hui avec le nom de la certification. Matériels certifiés par la Wi-Fi Alliance identifiés par le logo WLAN

17 La norme IEEE La norme IEEE est en réalité la norme initiale, développée en 1997, offrant des débits de 1 ou 2 Mbps. Des révisions ont été apportées à la norme originale afin d'optimiser le débit, la sécurité ou l’interopérabilité (voir tableau suivant). Les extensions de la norme IEEE utilisent toute le même protocole d’accès au canal : le protocole CSMA/CA (voir suite du cours). Certaines extensions modifient la couche physique, d’autres rajoutent des fonctionnalités au niveau liaison. Organisation des différentes extensions de la norme IEEE WLAN

18 La norme IEEE Ces normes IEEE utilisent les bandes ISM (Industrial, Scientific and Medical), allouées à travers le monde pour des opérations sans licences. La bande « des 2.4 GHz » : 83 MHz alloués aux WLAN La bande « des 5GHz » : 200 MHZ alloués aux WLAN La bande ISM WLAN

19 Les principales normes IEEE 802.11
802.11a (WiFi5) 1999 54 Mbit/s théoriques Bande des 5 GHz Incompatible avec b, g et n 802.11b (WiFi) Septembre 1999 11 Mbit/s théoriques Bande des 2.4GHz 802.11g Juin 2003 Bande des 2.4 GHz Compatibilité ascendante avec la norme b 802.11i Juin 2004 Améliore la sécurité des transmissions S'appuie sur l'AES (Advanced Encryption Standard) Chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les technologies a, b et g. 802.11n Ratification prévue fin 2006 mais…! Evolution rétrocompatible des normes b/g. Débits de 300 Mbit/s WLAN

20 Autres normes IEEE 802.11d Pour une utilisation internationale des réseaux locaux , permet aux différents d'échanger des informations sur les plages de fréquence et les puissances autorisées dans le pays d'origine du matériel. 802.11c Modification de la norme 802.1d afin de pouvoir établir un pont avec les trames (niveau liaison de données). 802.11e Introduction de qualité de service au niveau de la couche liaison de données. 802.11f Recommandation à l'intention des vendeurs de point d'accès pour une meilleure interopérabilité des produits. 802.11h Conformité avec la réglementation européenne en matière de fréquence et d'économie d'énergie WLAN

21 Les normes concurrentes d’IEEE 802.11
Bluetooth (IEEE ) : Pas vraiment concurrente, car Bluetooth concerne les WPAN et non les WLAN. Hiperlan/2 (High Performance Radio LAN) : La concurrente européenne de la norme IEEE Même couche physique que IEEE a. Pas d’applications commerciales. WLAN

22 La norme IEEE 802.11 Introduction Architecture Couche physique
Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

23 Architecture physique : deux modes de configuration
Mode infrastructure Les hôtes dans fil sont organisés en cellules autour d’un point d’accès Les points d’accès sont eux-mêmes connectés à un réseau local filaire. La communication entre deux hôtes de deux cellules distinctes passe via les point d’accès par le réseau filaire. Mode sans infrastructure (= mode ad hoc) Pas de point d’accès Chaque hôte sans fil fait office de routeur pour acheminer les communications WLAN

24 Le mode infrastructure
Des points d’accès sont connectés au réseau local filaire. Chacun définit une cellule. Cellule = BSS (Basic Service Set Les communications émises par toutes les stations passent par un point d’accès (AP Access Point) : il peut y avoir un ou plusieurs AP. Les AP sont interconnectés par le DS (Distribution System), par exemple Ethernet. Les BSS connectés en sous-réseau constituent l’ESS (Extended Service Set). WLAN

25 Exemples de configurations avec infrastructure
La plus courante : monocellule interconnectée avec un réseau filaire Multicellules : plusieurs canaux, couverture étendue, mais problème du handover WLAN

26 Le mode sans infrastructure (ad hoc)
Mode ad hoc : Mode sans infrastructure. Réalise un réseau poste à poste (chaque poste peut communiquer avec chacun des autres postes). Un poste fait à la fois office d’hôte et de routeur. Également appelé ISS (Independent Basic Service Set). Document Guy Pujolle WLAN

27 Le mode infrastructure
WLAN Document Guy Pujolle

28 La norme IEEE 802.11 Introduction Architecture Couche physique
Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

29 FH = Frequency Hoping DS = Direct Spread IR = infrarouge
Les couches IEEE = couches MAC et physique (PHY) Trois couches physiques sont normalisées dans la norme IEEE initiale La couche MAC offre des fonctionnalités supplémentaires : fragmentation, acquittement, retransmission LLC FH = Frequency Hoping DS = Direct Spread IR = infrarouge WLAN

30 Les couches physiques FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) : La bande des 2.4GHz est divisée en 78 canaux de 1 MHz chacun. L’émetteur saute rapidement d’une fréquence à une autre de manière pseudo-aléatoire. Avantages : robustesse, sécurité WLAN

31 Les couches physiques DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
La bande des 2.4 GHz est divisée en 14 canaux de 22 MHz chacun. Les données sont envoyées uniquement sur l’un des 14 canaux. Le spectre du signal émis est étalé sur tout le canal grâce à une multiplication par un signal pseudo-aléatoire. Avantages : robustesse, sécurité WLAN

32 La norme IEEE 802.11 Introduction Architecture Couche physique
Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

33 Méthodes d’accès au support
Deux méthodes d’accès au support sont normalisées La coordination distribuée (DCF, Distributed Coordination Function) utilise le protocole CSMA/CA avec VCS (voir suite). La coordination centralisée (PCF, Point Coordination Function) est une méthode de temps partagé de type maître-esclave : l’AP est le maître et attribue le temps de parole aux stations esclaves. WLAN

34 Méthodes d’accès : Avantages et inconvénients
La méthode centralisée  Elle est mieux adaptée aux flux de type « temps réel ».  Mais son efficacité diminue avec la mise en veille des postes et leur changement de cellule. La méthode distribuée  Elle est mieux adaptée à un trafic déséquilibré entre les postes.  Elle est moins efficace pour les trafics temps réel. Le choix est déterminé par le point d’accès qui informe les postes. Dans la suite, étude de la méthode distribuée et du protocole CSMA/CA WLAN

35 Le protocole CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance C’est le protocole CSMA avec « en mode fiable ». Quand une station veut émettre, elle écoute le support S’il est occupé, la transmission est différée Si le support est libre durant un temps spécifique (DIFS), alors la station est autorisée à transmettre. La station réceptrice vérifie le CRC du paquet reçu et renvoie un accusé de réception (ACK). Pour l’émetteur, ACK reçu = aucune collision n’a eu lieu Sinon, l’émetteur retransmet le fragment. WLAN

36 Virtual Carrier Sense Le VCS consiste à « réserver » le support avant émission. Avant de transmettre, si le support est libre L’émetteur émet une trame durée transaction = paquet+ACK) Si le support est libre, le récepteur émet un CTS Toute station entendant le RTS ou le CTS déclenche son NAV (Network Allocation Vector) et se tait pendant toute la durée de la communication. La probabilité de collision par une station cachée de l’émetteur est limitée à la courte durée du RTS. Si données courtes, pas de RTS ni CTS. WLAN

37 Chronogrammes WLAN

38 Fragmentation et réassemblage
En sans fil, besoin de petits paquets La proba d’erreur augmente avec la taille du paquet Moins de BP gâchée par retransmission Nécessaire si FHSS pour limiter le risque d’interruption de la transmission Fragmentation et réassemblage gérés au niveau de la couche MAC Trame initiale WLAN

39 Inter Frame Space 4 types de temps inter-trames SIFS PIFS DIFS EIFS
WLAN

40 Inter Frame Space SIFS (Short Inter Frame Space) est utilisé pour séparer les transmissions appartenant à un même dialogue (eg. Fragment – Ack). C’est le plus petit écart entre deux trames Il y a toujours, au plus, une seule station pour transmettre à cet instant, ayant donc la priorité sur toutes les autres Valeur fixée par la couche physique et calculée de sorte que l’émetteur puisse commuter en mode réception pour pouvoir décoder le paquet entrant. Pour la couche physique FH de , 28 microsecondes. WLAN

41 Inter Frame Space PIFS (Point Coordination IFS) DIFS (Distributed IFS)
Utilisé par l’AP pour gagner l’accès au support avant n’importe quelle autre station Cette valeur est SIFS plus un certain temps (Slot Time), soit 78 microsecondes. DIFS (Distributed IFS) Utilisé par une station voulant commencer une nouvelle transmission Calculé comme étant PIFS plus un temps, soit 128 microsecondes. EIFS (Extended IFS) L’IFS le plus long. Utilisé par une station recevant un paquet qu’elle ne comprend pas. Ceci est nécessaire pour éviter que la station (celle qui ne comprend pas l’information de durée pour le Virtual Carrier Sense) ne provoque de collision avec un futur paquet du dialogue en cours. WLAN

42 Valeurs des IFS selon la couche physique
FHSS DSSS IR Timeslot (μs) 50 20 8 SIFS (μs) 28 10 7 DIFS (μs) 128 50 19 PIFS (μs) 78 30 15 WLAN

43 Algorithme de Backoff Exponentiel
Algorithme permettant de tirer un temps d’attente aléatoire avant émission Tirage d’un nombre n appartenant à un intervalle entier déterminé [0;Nmax] Attente de nTslot (Tslot : temps prédéterminé) Puis émission si canal libre Backoff « exponentiel » : à chaque fois qu’une station choisit un slot et provoque une collision, Nmax est augmenté exponentiellement. Algorithme appliqué Quand une station écoute le support avant la 1ère transmission d’un paquet et qu’il est occupé Après chaque retransmission Après une transmission réussie Non utilisé si le support a été libre pendant une durée > DIFS WLAN

44 Algorithme de Backoff Exponentiel
Station A données ACK Station B ACK Station C Station D données données Station E Station F Instant où la station veut émettre Ecoute du support Nb de timeslots d’attente (algorithme de Backoff) Time slot expiré WLAN

45 Bilan : Utilisation des IFS et de l’algorithme du backoff dans le DCF
DIFS SIFS RTS Données Station source SIFS SIFS CTS ACK Station destination DIFS Backoff Autres stations NAV (RTS) NAV (CTS) Accès différé WLAN

46 durée d’émission 1ère station
PCF : Le temps partagé N’est possible qu’avec un point d’accès (mode infrastructure). L’AP partage le temps d’émission entre toutes les stations souhaitant émettre des données. Il interroge les stations pour savoir qui a des données à émettre (méthode de polling). Pas de collisions, mais une perte d’efficacité due à la scrutation. polling données+ACK SIFS durée d’émission 1ère station balise CF_end Unité de temps allouée au temps partagé (CFP) NAV WLAN

47 Mixage des méthodes PCF et DCF
La norme prévoit la possibilité pour les AP de partager le temps entre les méthodes d’accès au support PCF et DCF. Pendant le partage de temps, les stations bloquent le CSMA/CA par le temporisateur NAV.  Possibilité de réserver de la bande passante pour les données temps réel (ex. : voix) et les données informatiques. Unité de temps Temps partagé CSMA/CA balise PCF DCF balise PCF DCF Gestion du temps par les points d’accès WLAN

48 Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement
La norme IEEE Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

49 Entrée d’une station dans une cellule
Après allumage, mode veille ou déplacement géographique, une station veut joindre un BSS Synchronisation sur l’AP (ou sur les autres stations dans le mode ad hoc) Par écoute passive : écoute des trames balise (beacon) émises périodiquement par l’AP Ou par écoute active : émission d’une requête Probe Request Frame, et attente de la réponse de l’AP Authentification : L’AP et la station se prouvent leur identité (par connaissance d’un mot de passe). Un « mode ouvert », sans authentification existe aussi. Association : échange d’information sur les stations de la cellule et leur capacité, enregistrement de la position des stations par l’AP WLAN Ecoute passive Ecoute active

50 Authentification et Association
La station diffuse une demande d’enregistrement Les points d’accès répondent La station évalue la réponse et sélectionne le meilleur point d’accès A La station émet une trame « demande d’authentification » B Le PA envoie un texte texte La station chiffre le texte avec la clé d’authentification de l’AP B @!&# B Le PA confirme l’authentification du poste La station envoie une demande d’association à l’AP L’AP confirme l’association WLAN

51 Le handover Parfois appelé roaming.
= Passage d’une station mobile d’une cellule à une autre N’est effectué qu’entre deux transmissions de paquets Peut affecter les performances à cause des retransmissions engendrées par les possibles déconnexions La norme ne définit pas la manière d’effectuer le roaming mais donne juste des principes à respecter WLAN

52 Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement
La norme IEEE Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

53 Les attaques sur les réseaux sans fil
Trois attaques essentiellement L'écoute (eavesdropping) : espionnage Le brouillage (jamming) : déni de service Ajout ou modification de données WLAN

54 La sécurité dans la norme IEEE 802.11 initiale
Enjeux Empêcher un intrus de se connecter au réseau Empêcher l’écoute clandestine des données échangées « Solution » de la norme initiale: WEP (Wired Equivalent Privacy) Une clé secrète (40 bits) est partagée entre l’AP et les stations (échangée par voie sure). L’AP transmet en clair un mot initial (IV, Initial Vector) La clé combinée à l’IV est utilisée pour générer une clé de 40 bits pseudo-aléatoire via un algorithme Les données sont chiffrées à partir de cette clé et ainsi émises Clé de 64 ou 128 bits WLAN

55 Fonctionnement du protocole WEP
Etape 2 : Calcul de la clé de la session Etape 1 : Echange de l’IV Etape 3 : Chiffrement des données

56 Failles du protocole WEP
Possibilité de déchiffrer la clé dès que l’on connaît un couple « texte en clair, texte chiffré » de même IV Possibilité de trouver la clé WEP par une formule mathématique basée sur des IV « faibles » L’extensions IEEE i apporte des solutions à ces failles de sécurité. WLAN

57 Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement
La norme IEEE Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

58 L’économie d’énergie L’énergie de la batterie est limitée  économie d’énergie et mise en veille sans perte d’information. L’AP maintien la liste des stations en mode économie d’énergie. L’AP garde les paquets adressés à ces stations jusqu’à ce qu’elles les demandent avec une Polling Request, ou jusqu’à ce qu’elles redeviennent actives. Les AP transmettent périodiquement des beacons spécifiant quelles stations ont des trames en attente  Elle peuvent se réveiller pour les récupérer. Les trames de multicast et de broadcast sont stockées par l’AP et transmises régulièrement : les stations qui veulent les recevoir se réveillent à cet instant. WLAN

59 Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement
La norme IEEE Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

60 Trames 802.11 Trois types Trames de données
Trames de contrôle (RTS, CTS, ACK) Trames de gestion, non transmises aux couches supérieures Format Préambule : pour la synchronisation En-tête PCLP (Physical Layer Convergence Protocol) : informations utilisées par la couche physique pour décoder la trame : modulation, brouilleur… CRC : Code de détection des erreurs Préambule En-tête PLCP Données CRC WLAN

61 Trames 802.11 Données MAC Le champ Contrôle de trame Contrôle de trame
Durée /ID Adresse 1 2 3 de séquence 4 Données FCS 2 octets En-tête MAC Type Sous-type To DS 2 bits Version de protocole From More Frag Retry Power Mgt Data WEP Order WLAN

62 Trames 802.11 Champs Contrôle
Version : identifier la version du protocole IEEE Type : 3 types possibles : trames de gestion, de contrôle ou de données Sous-type : pour chaque type il existe des sous-types To DS : 1 si la trame est adressée à l’AP, 0 sinon From DS : 1 lorsque la trame vient du DS (système de distribution) More Fragment : 1 si d’autres fragments suivent le fragment en cours Retry : 1 si le fragment est une retransmission (utile pour le récepteur si ack perdu) Power Management : la station sera en mode de gestion d’énergie après cette trame More Data : pour la gestion d’énergie; l’AP indique qu’il a d’autres trames pour cette station WEP : le corps de la trame sera chiffré selon l’algorithme WEP Order : trame envoyée en utilisant la classe de service « strictement ordonné » WLAN

63 Trames 802.11 Type de trame Sous-type Fonction
Gestion b3=0 b2= Requête d’association Réponse d’association Requête de ré-association Réponse de ré-association Beacon Désassociation Authentification Contrôle b3=0 b2= Power Save Poll RTS CTS ACK Données b3=1 b2= Données Données et contention free CF-ACK Données et CF-Poll Données, CF-Poll et CF-ACK Fonction nulle (sans données) Réservé b3=1 b2= Réservés WLAN

64 Trames Champ Durée Dans la plupart des trames, indique la durée, en µs, de la prochaine trame transmise, pour le calcul du NAV. En mode économie d’énergie, dans les trames de contrôle, indique l’ID de la station en association. WLAN

65 Trames Champs Adresse 1, 2, 3, 4 Adresse 1 du récepteur. Si ToDS est à 1 c’est l’adresse de l’AP, sinon c’est celle de la station Adresse 2 de l’émetteur. Si FromDS est à 1 c’est l’adresse de l’AP, sinon c’est celle de la station Adresse 3 de l’émetteur original, quand le champ FromDS est à 1. Sinon si ToDS est à 1 c’est l’adresse destination Adresse 4 est utilisée dans le cas où une trame est transmise entre deux points d’accès (alors ToDS et FromDS = 1 et il faut renseigner à la fois l’émetteur original et le destinataire). ToDS FromDS Adr1 Adr2 Adr3 Adr4 DA SA BSSID N/A DA BSIID SA N/A BSSIB SA DA N/A RA TA DA SA RA = adresse du récepteur DA = adresse du destinataire BSSID = adresse AP TA = adresse du transmetteur SA = adresse de l’émetteur d’origine WLAN

66 Trames 802.11 Contrôle de séquence 4 bits 12 bits
n° de fragment n ° de séquence Le numéro de fragment commence à 0 pour le premier fragment d’un MSDU, puis s’incrémente de 1 à chaque nouveau fragment transmis Le numéro de séquence commence à 0, et s’incrémente de 1 à chaque nouveau MSDU. Tous les fragments d’un même MSDU ont le même numéro de séquence. Cela permet à un filtre d’éliminer des trames dupliquées à cause de pertes d’acquittements. WLAN

67 Format des trames de contrôle
Trames RTS RA est l’adresse du récepteur de la prochaine trame de données; TA est l’adresse de la station qui transmet le RTS; Durée est le temps de transmission de la prochaine trame, + CTS, + ACK, + 3 SIFS RA est l’adresse du récepteur de la trame CTS, copiée du champ TA de RTS; Durée est la valeur obtenue dans RTS, moins le temps de transmission de CTS et d’1 SIFS RA est l’adresse de la trame précédant cette trame ACK; Durée est à 0 si le bit MoreFragment était à 0 dans le champ contrôle de la trame précédente, sinon c’est la valeur précédente, moins le temps de transmission de ACK et d’1 SIFS Contrôle de trame Durée RA TA FCS 2 octets Trames CTS Contrôle de trame Durée RA FCS 2 octets Trames ACK Contrôle de trame Durée RA FCS 2 octets WLAN

68 Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement
La norme IEEE Architecture Couche physique Méthodes d’accès Enregistrement Sécurité Gestion de l’énergie Format des trames Extensions du WLAN

69 Les extensions de la norme IEEE 802.11
La norme IEEE b La norme IEEE a La norme IEEE g La norme IEEE i La norme IEEE n WLAN

70 La norme IEEE b Bande des 2.4GHz divisée en 14 canaux de 22 MHz qui se recouvrent Débits proposés : 1, 2, 5.5 et 11 Mbit/s Couche physique DSSS 13 canaux en France 11 canaux aux USA WLAN

71 La norme IEEE 802.11b Le débit se dégrade avec la distance.
Selon Cisco : En pratique, portée et débit dépendent beaucoup de l’environnement : Type de construction (cloisons, murs) Implantation des antennes Interférences (Bluetooth, fours micro-ondes, autres réseaux Wi-Fi). WLAN

72 Les extensions de la norme IEEE 802.11
La norme IEEE b La norme IEEE a La norme IEEE g La norme IEEE i La norme IEEE n WLAN

73 La norme IEEE 802.11a Bande des 5GHz
Débits théoriques permis par la norme : 6, 9, 12, 18, 24, 26, 48, 54 Mbit/s Seuls les débits de 6, 12 et 24 Mbit/s doivent obligatoirement être implémentés dans les équipements Portée théorique : 6Mbps jusqu’à 61m 18Mbps jusqu’à 45m 54Mbps jusqu’à 21m WLAN

74 4 sous-canaux pour la correction d’erreur
La norme IEEE a Couche physique : La norme IEEE a repose sur la modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qui la rend plus résistante aux interférences. La bande des 5GHz est divisée en canaux de 20 MHz. La modulation OFDM divise les canaux de 20 MHz en 52 sous-canaux de 0,3125 MHz pour obtenir le débit choisi. 48 sous-canaux de données 4 sous-canaux pour la correction d’erreur Un canal dans OFDM WLAN

75 Paramétrage des symboles OFDM selon le débit choisi
La norme IEEE a Les données sont codées par codage convolutionnel (pour les rendre plus résistantes au bruit) et transmises sur 48 sous-porteuses modulées en BPSK, QPSK, 16QAM ou 64QAM selon le débit choisi. Paramétrage des symboles OFDM selon le débit choisi WLAN

76 Les extensions de la norme IEEE 802.11
La norme IEEE b La norme IEEE a La norme IEEE g La norme IEEE i La norme IEEE n WLAN

77 La norme IEEE g Le successeur de la norme IEEE b, nombreux produits sur le marché actuellement Bande des 2.4GHz Compatible avec IEEE b et a (dans la bande des 2.4GHz) Débits théoriques permis par la norme : 6, 9, 12, 18, 24, 26, 48, 54 Mbit/s Combine les avantages de a (modulation OFDM) et b (étalement de spectre sur les sous-porteuses). WLAN

78 Les extensions de la norme IEEE 802.11
La norme IEEE b La norme IEEE a La norme IEEE g La norme IEEE i La norme IEEE n WLAN

79 La norme IEEE 802.11i Aussi appelée norme WPA2
Vise à améliorer la sécurité des normes IEEE b et g du point de vue du chiffrement et de l’authentification Chiffrement : failles du protocole WEP Possibilité de casser la clé par écoute des communications Solution : changer la clé régulièrement  maintenance lourde ! Tous les utilisateurs utilisent la même clé : possibilité d’écouter les communications des autres utilisateurs du réseau WLAN

80 La norme IEEE i Solution pour le chiffrement : IEEE i repose sur le standard WPA (Wi-Fi Protected Access) Le protocole TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) réalise un changement automatique des clés (1 clé par paquet, calculée à partir de la clé de la session, l’IV et l’adresse MAC) et ajoute à chaque trame un code d'intégrité MIC (Message Integrity Code) sur l'entête et les données L’algorithme de chiffrement AES (Advanced Encryption Standard) est implémenté. Plus robuste que WEP. WLAN

81 La norme IEEE i Problèmes de l’authentification dans IEEE : basée sur une clé WEP, méthode peu robuste.  Intégration de la norme IEEE x, qui permet la mise en place de procédures d’authentification dans un réseau avec ou sans fil. Un serveur d’authentification identifie les stations souhaitant se raccorder au réseau. Il peut de plus assurer la distribution de clés dynamiques. AA : Authentication Agent La station envoie les informations d'authentification au point d'accès, qui les relaie par le système de distribution vers le serveur d'authentification AS. Ce dernier authentifie la station IEEE WLAN

82 La norme IEEE i Résumé : Cependant, peu de recul sur ces algorithmes. Le CERTA conseille l’utilisation d’IPSEC pour garantir la confidentialité des échanges. WLAN

83 Les extensions de la norme IEEE 802.11
La norme IEEE b La norme IEEE a La norme IEEE g La norme IEEE i La norme IEEE n WLAN

84 La norme IEEE n Elle vise à remplacer la norme IEEE g en restant compatible avec a et g Etait censée être ratifiée par la Wi-Fi Alliance en octobre En juin 2007, ratification d’un draft (brouillon) de la norme... Débit : 300 Mbit/s Comme a et g, repose sur la modulation OFDM, mais utilise 54 sous-porteuses de données par canal, au lieu de 48. Utilise plusieurs antennes par poste pour une même communication (diversité spatio-temporelle ou technique MIMO – Multiple Input Multiple Output). WLAN

85 La norme IEEE n Utilise des canaux de 20 MHZ, ou 40 MHz en option (40MHz non utilisables en France et au Japon). Paramétrage des débits supportés sur les canaux de 20 MHz Paramétrage des débits supportés sur les canaux optionnels de 40 MHz WLAN

86 La norme IEEE n Amélioration de la couche MAC. Reprend essentiellement les principes de la norme IEEE e, conçue pour introduire de la qualité de service. Agrégation de trames MAC destinées à un même récepteur dans une même « trame physique » Diminution de la taille des entêtes Diminution du nombre d’acquittements Modification des IFS WLAN

87 Bibliographie « La norme b et le sans fil ! », France Wireless, « Réseaux locaux sans fil – IEEE  », Michel Kadoch, Université du Québec « Technologies  », V. Blavet, Cisco Systems, 2002 « La norme  », «  et les réseaux sans fil », P. Mühlethaler, ed. Eyrolles, 2002 « The WWIse proposal for the n standard », J. Zyren WLAN