Réseaux Sans-fil (Wireless LANs)

Objectifs Décrire les différentes technologies sans-fil disponibles Décrire les LANs sans-fils (Wireless LAN) Faire la distinction entre les WLANs et les autres réseaux sans-fil Décrire les similitudes et les différences entre WLANs et LANs câblés Décrire les types de technologies WLAN Décrire les topologies d'accès WLAN Expliquer le "roaming" entre cellules sans-fil Décrire le support des VLANs et de la QoS dans les WLANs Décrie les réseaux sans-fil maillés

Technologies sans-fil

Technologies sans-fil WAN (Wide Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) LAN (Local Area Network) PAN (Personal Area Network) PAN LAN MAN WAN Standards Bluetooth IEEE 802.11a, 802.11b, 802.11g 802.16 MMDS, LMDS GSM, GPRS, CDMA, 2.5–3G Débits <1 Mbps 1–54+ Mbps 22+ Mbps 10–384 kbps Distance Courte Moyenne Moyenne à longue Longue Applications Point à point Réseaux d'entreprise Fixe, accès local PDAs, mobiles, accès cellulaire

Wireless LAN (WLAN) Un WLAN est un réseau partagé. Un point d'accès est un équipement partagé et fonctionne comme un Hub Ethernet. Les données sont transmises par des ondes radio. Les communications radio sont "half-duplex". La même fréquence radio est utilisée pour transmettre et recevoir.

Evolution des Wireless LAN ▪ Entrepôts ▪ Vente ▪ Médecine ▪ Education ▪ Commerce ▪ Maison

C'est quoi les Wireless LANs? Ils sont: - Locaux - Dans des bâtiments ou pour des utilisateurs mobiles - Radio ou infrarouge - Ne nécessitent pas de licences radio dans la majorité des pays - Les équipements d'extrémité appartiennent aux clients Ils ne sont pas: - Des réseaux WAN ou MAN - Des réseaux téléphoniques cellulaires - Transmission de paquets de données via des réseaux téléphoniques cellulaires - Cellular digital packet data (CDPD) - General packet radio service (GPRS) - Services 2.5G vers 3G

Similitudes entre WLAN et LAN Un Wireless LAN est un LAN IEEE 802 - Transmet des données par système radio - Apparaît comme un réseau câblé pour l'utilisateur - Définit des couches physique et liaison de données - Utilise des adresses MAC Les mêmes protocoles/applications opèrent sur les WLANs et LANs. - IP (couche réseau) - VPNs IPSec (Basé IP) - Web, FTP, SNMP (applications)

Différences entre WLAN et LAN Les WLANs utilisent des ondes radio come couche physique. - Les WLANs utilisent CSMA/CA pour accéder au réseau Les ondes radio ont des inconvénients particuliers. - Problèmes de connectivité - Problèmes de couverture - Problèmes de chemins Multiples - Interférences, bruit - Problèmes de confidentialité Les WLANs ont des clients mobiles. - Pas de connexion physique - Opérant très souvent sur batterie Les WLANs doivent respecter les régulations des fréquences Radio propres à chaque pays.

CSMA/CA CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) - Le standard sans-fil 802.11utilse CSMA/CA ou "collision avoidance." Cette méthode est utilisée car les stations sans-fil n'ont pas la possibilité de détecter les collisions pendant la transmission. Elles tentent d'éviter les collisions au lieu de les détecter. Comment cela fonctionne-t-il?: - L'équipement qui veut émettre écoute le réseau (détecte la porteuse) et attend que celui-ci soit libre. - L' équipement attend pendant une période de temps aléatoire puis transmet. - Si le récepteur reçoit la trame correctement, il transmet un ACK à l'émetteur. - Si l'ACK n'est pas reçu, le message est retransmis. - Si le canal radio n'est pas libre, le nœud attend pendant une période de temps choisie aléatoirement (backoff factor) et teste de nouveau si le canal est libre.

Topologies Wireless LAN

Topologies Wireless LAN Accès Wireless client - Connectivité utilisateur mobile Pont Wireless - Connectivité LAN à LAN Réseau Wireless maillé - Combinaison de connectivité de pont et d'utilisateur

WLAN et LAN

Service Set Identifier (SSID) Le SSID est utilisé pour une séparation logique des WLANs. Le SSID doit être le même sur le client et sur le point d'accès. Un Point d'Accès peut diffuser le SSID dans des trames "Beacon".

Processus d'Association (Recherche Active) Etapes d'Association: Le Client transmet une trame Probe L'AP réponse avec Probe Response. Le Client évalue la réponse de l'AP Response et sélectionne le meilleur AP Le Client transmet une requête d'Authentification à l'AP sélectionné (A) L'AP A confirme l'authentification et enregistre le Client Le Client transmet une requête d'association à l'AP sélectionné (A). L'AP A confirme l'association et enregistre le Client

Topologie d'accès WLAN

Topologie Wireless Répéteur

Topologie Pont Workgroup

Topologie alternative Peer-to-Peer Configuration Peer-to-Peer (Mode Ad Hoc)

Service Sets et Modes Mode ad hoc Infrastructure mode - Independent Basic Service Set (IBSS) - Les clients mobiles se connectent directement sans AP intermédiaire Infrastructure mode - Basic Service Set (BSS) - Les clients mobiles utilisent un AP unique pour se connecter les uns avec les autres ou aux ressources du réseau câblé. - Extended Services Set (ESS) - Deux or plusieurs Basic Service Sets sont connectés par un système de distribution commun (DS).

Caractéristiques WLAN

Roaming à travers les cellules Wireless

Roaming d'un client Le nombre maximum de retransmission de données est dépassé Trop de beacons perdus Baisse du débit Le "Roaming" sans interruption requiert le même SSID sur tous les points d'accès.

Roaming Couche 2 opposé à Roaming Couche 3

Support Wireless VLAN SSIDs multiples Types de sécurité multiples Support pour plusieurs VLANs Protocole 802.1Q

Support Wireless VLAN VLANs se propagent à travers les APs. Les numéros de VLANs sont uniques. Les points d'accès autonomes gèrent jusqu'à 16 VLANs.

Architecture Voix Entreprise

Autonome ou "Lightweight" La majorité des points d'accès/ponts Cisco sans-fil sont disponibles en équipements autonomes ou légers. Les APs légers utilisent LWAPP (Lightweight Access Point Protocol) et doivent avoir un contrôleur pour fonc- tionner sur le réseau. Les APS autonomes peuvent être configurés via l'IOS Cisco ou peuvent opérer avec CiscoWorks Wireless LAN Solution Engine (WLSE). La majorité des APS autonomes Cisco peuvent avoir une mise à jour logicielle pour fonctionner en mode AP léger.

Réseaux Maillés

Réseaux Wireless Maillés Dans une topologie de réseau maillé, les équipements sont connectés avec des connexions redondantes entre nœuds.

Composants de solution Réseau Wireless Maillé Mesh Access Point “MAP” Cisco Wireless Control Systems Cisco Wireless LAN Controller Root Access Point “RAP” Système d'administration Wireless maillé Permet une stratégie de configuration de réseau et d'administration d'équipement Support de SNMP et de Syslog Relies le les APs du réseau maillé au réseau câblé Gère les algorithmes RF et l'optimisation Mobilité L3 sans rupture Fournit l'administration de la sécurité et de la mobilité Sert d'AP “Root” ou “Gateway” vers le réseau câblé Situé sur les toits des immeubles Connecte jusqu'à 32 “Pole-top” APs en utilisant 802.11a Fournit l'accès client 802.11b/g Connecte au "Root AP" via 802.11a Utilise une alimentation AC ou DC; capable PoE Port Ethernet pour connecter des équipements périphériques

Rôles des AP maillés Les APs maillés établissent automatiquement une connexion vers le contrôleur - "Root AP" (RAP) via une connexion câblée. - "Mesh AP" (MAP) via connexion d'auto-configuration distante L'AP maillé utilise le protocole Cisco Adaptive Wireless Path Protocol “AWPP” pour établir le meilleur chemin vers le "Root AP" L'AP s'authentifie avec le contrôleur et télécharge ses paramètres de configuration

Deux systèmes Radio 2.4 GHz pour l'accès des clients 5 GHz pour la longue distance

Adaptive Wireless Path Protocol (AWP) Le protocole Adaptive Wireless Path (AWP) établit un chemin optimal vers la racine. Chaque point d'accès supporte un successeur faisable ou des successeurs si la topologie ou une liaison change d'état. AWP utilise la valeur “parent sticky” pour atténuer l'effet des routes instables.

Pourquoi une technologie maillée? Maillage Entreprise Mobilité Wi-Fi de l'intérieur vers l'extérieur Maillage local Zone d'une ville (Port, Marché,..) Opérateur Services Wi-Fi Université et santé Etend la couverture Wi-Fi à travers tout le campus Hébergement Les maillages externes peuvent ouvrir de nouveau marchés Industrie - Transport et réception Applications d'inventaire, scanner manuel, RFID, etc. Pont Wireless Liaisons P2P/P2MP entre bâtiments Sécurité publique Police, Pompiers et urgences Infrastructure Wireless, véhicules et clients Accès Wireless pour applications fixes Video surveillance, capteurs Accès public Accès Hot Spot Développement économique Accès Wi-Fi large bande pour desservir des zones isolées “Hot Zones” Etend les “Hot Spots” en “Hot Zones” couvrant des zones à trafic élevé Wireless FAIs Accès local utilisant le Wi-Fi pour un service large Opérateurs Câble Etend l'offre réseau au-delà du système câblé

Résumé Différentes technologies sans-fil avec différentes caractéristiques sont disponibles. Les WLANs ont été introduits pour fournir une connectivité locale avec des débits élevés. Les WLANs utilisent une transmission half-duplex. Les WLANs ont des similitudes et des différences avec les LANs câblés. Les types de topologies WLAN topologies accès client, les ponts et les réseaux maillés. Les réseaux sans-fils sont construits avec de multiples cellules Le "roaming" sans-fil se produit sans rupture entre les cellules sans-fil. Les WLANs supportent les VLANs et la QoS. Les réseaux maillés WLAN étendent les réseaux LANs câblés. Le réseau maillé emploie un nouveau protocole, Adaptive Wireless Path Protocol (AWP) pour former et maintenir le maillage.

Ressources Liens Web Ouvrages http://www.fcc.gov http://www.etsi.org http://standards.ieee.org/getieee802 http://www.wi-fi.org Ouvrages “Cisco 802.11 Wireless Networking Quick Reference”, Cisco Press, 2005. “802.11 Wireless LAN Fundamentals”, Cisco Press, 2004.