Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk WLAN Norme 802.11 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les applications des WLAN Aéroport : gestion des bagages au chargement et déchargement des avions Entrepôts : gestion temps réel des stocks Supermarché : Terminaux avec lecteur code barre pour les inventaires .. Hôpitaux : Pc en réseau pour la tournée des medecin Finance : salle de marché Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les applications des WLAN Séminaires, formations, événements sportifs … (installations temporaires) Hotspot : Internet dans les lieux publics : hôtel Accor, aéroports (cartes pré-payées) Maison : Modem routeur ADSL sans fil Marché de la rénovation Pays en voie de développement ( infrastructure câblée en retard) : ex ligne Internet … Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Thèmes abordés La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

La famille de standards 802. La famille des standards 802 développé par l’IEEE (Instutute for Electrical and Electronics Engineers) « Américain » 802 utilisé dans la majorité des réseaux Une couche commune LLC « Logical Link Control » (802.2) Les couches MAC (Medium Access Control) et physique sont organisées en standards Les standards dépendent du support physique Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

La famille de standards 802. Couche 1 OSI Physique MAC Couche 2 OSI Liaison IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC) IEEE 802.3 Carrier Sense IEEE 802.4 Token Bus IEEE 802.5 Ring IEEE 802.11 Wireless LAN IEEE 802.15 PAN Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les standards 802.11 Le standard 802.11 Définit un réseau sans fil permettant la mobilité d’un équipement à l’intérieur de ce réseau en toute transparence pour les couches de niveau supérieur ( LLC …) Se compose de deux couches MAC ( Médium Access control) contrôle d’accès au media Physique assure la transmission et le réception physique MAC Physique IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC) IEEE 802.11 Couche MAC (contrôle d’accès au média) 802.11 FHSS 802.11 DSSS 802.11 IR Wifi 802.11 b Wifi5 802.11 a 802.11 g Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les standards 802.11 Les différents standards ou groupes 802.11 (juin 1997): FHSS (2M), DSSS (2M), IR 802.11 a (1999): couche physique sur la bande 5Ghz Débits théoriques 54 Mbit/s Débits pratiques 20 à 25 Mbits/s portée 100 m produits existants sur le marché 802.11b(1999):couche physique sur la bande 2,4GHz Débits théoriques 11 Mbit/s Débits pratiques 4 à 6 Mbit/s Portée 500 m à 1 Mbit/s Très répandu sur le marché Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les standards 802.11 Les différents standards ou groupes 802.11e Qualité de service ( niveau MAC) 802.11g couche physique sur la bande 2,4GHz Débits théorique 54 Mbit/s Compatibilité avec 802.11 b (2003) 802.11 i Amélioration de la sécurité, nouveau chiffrement TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) et AES (Advanced Encryption Standard) (Juin 2004) 802.11 f Interopérabilité entre les points d’accès de différents constructeurs : IAPP Inter access point protocol Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les standards 802.11 Les différents standards ou groupes 802.11 n Groupe de travail créé début 2003 STD prévu début 2006 Évolution rétro compatible de 802.11g 2,4 Ghz débits 540 Mbit/s ? Réduction de l’overhead ? Débat sur la largeur des canaux 20 ou 40 Mhz ? MIMO ( Multiple Input, Mûltiple output) plusieurs antennes sur émetteur et récepteur : 2-3-4 antennes … Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

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Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les architectures réseau 802.11 Liaisons point à point Utilisation de la radio sous forme de faisceau Interconnections de deux réseaux locaux Utilisation d’antennes spécifiques Principes de ligne de vue et zone de Fresnel Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les architectures réseau 802.11 Architecture cellulaires Deux types d ’équipements : station : ordinateur portable, téléphone, PDA … point d ’accès : équivalent d ’un hub au niveau de la radio et de pont vers un réseau Ethernet (802.3) Architecture IBSS « Ad hoc » Architecture BSS « Infrastructure » Architecture BSS + DS Architecture EBSS Architecture répéteur Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Architecture IBSS Mode de communication IBSS (Independant Basic Service Set) : chaque station peut dialoguer avec plusieurs autres sans passer par un intermédiaire. Ce mode est aussi appelé « ad-hoc » Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Architecture BSS Mode de communication BSS (Basic Service Set) : le point d ’accès sert de « hub radio » permet aux cartes WLAN ne supportant pas le mode précédent (rares aujourd ’hui) de pouvoir échanger des données. Ce mode est aussi appelé « infrastructure » Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Architecture BSS + DS le point d ’accès sert de « hub radio » et de pont 802.3 permet aux clients WLAN de pouvoir joindre des équipements situés sur le réseau local Ethernet de l ’entreprise. Mono-Cellule « DS – Distribution System » « BSS - Basic Service Set » Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Architecture EBSS Configuration avec plusieurs cellules Plusieurs AccessPoint (plusieurs channels) Couverture étendue Mobilité = Roaming Multi-Cellules AccessPoint A B Channel 1 Channel 6 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Architecture répéteur Configuration d’un AccessPoint en répéteur Permet d’étendre la zone couverte Partage de la bande passante totale sur toute la zone AccessPoint A B C Channel 1 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Ajustement de la vitesse La vitesse de communication s’ajuste en fonction de la qualité du signal radio (SNR) SNR (rapport signal/bruit) dépends : Puissance du signal (dBm) Niveau de bruit Distance par rapport à l’Access point Obstacles Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Ajustement de la vitesse DBPSK : Differential Binary Phase Shift Keying (2 états) DQPSK : Differential Quadrature Phase Shift Keying ( 4 états) QAM : Quadrature Amplitude modulation 16 ou 64 états Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 FHSS ( Frequency Hopping Spread Spectrum) La bande ISM est divisée en canaux de 1Mhz Nombre de canaux dépend de la législation Le signal radio saute de canal en canal suivant un ordre définit Au Etats Unis  Jeu 1 : (0 3,6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36,39,42,45,48,51,54,57,60,63,66,69,72,75) Jeu 2 : (1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,52,55,58,61,64,67,70,73,76) Jeu 3 : (2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,41,44,47,50,53,56,59,62,65,68,71,74,77) Durée d’utilisation d’un canal 400 ms Utilisation d’une modulation par fréquence : GFSK ( Gaussian Frequency Shift Keying) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 FHSS ( Frequency Hopping Spread Spectrum) Immunité au bruit Difficile à intercepter Limitée au niveau débit (2 Mbit/s) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 FHSS :Robustesse physique aux interférences Fréquences … Saut 5 Saut 4 Saut 3 Saut 2 Saut 1 1234567 … Temps Interférence sans conséquence Interférence entraînant un changement de fréquence Interférences en FHSS Emission FHSS Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum) Débit 2 Mbit/s repli à 1 Mbit/s Modulation de phase DBPSK (Differential Binary Phase shift Keying) à 1 Mbit/s Modulation de phase DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) DBPSK / DQPSK codage de 1 ou 2 bit sur le même signal Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 802.11 b Extension de la norme 802.11 Bande ISM 2,4 Ghz Ajout des débits 11 et 5,5 Mbit/s Modulation CCK ( Complementary Code Keying) Modulation de phase avec 4 déphasages débit global maxi de 33 Mbit/s Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum) La bande ISM est divisée en canaux de 22 Mhz 14 canaux de 22 MHz (13 en France, 11 aux US) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum) 3 canaux disjoints (1, 6 et 11) 3 points d’accès peuvent couvrir le meme zone: débit global maxi de 3 x vitesse maxi ( 3x6, 3x11, 3x54) Les données sont envoyées uniquement sur un canal Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Utilisation des canaux en DSSS Recouvrement de plusieurs canaux sur la même zone Chaque canal va offrir 11 Mbps, soit un total de 33 Mbps Le client détermine le meilleur AP suivant le signal et la charge de l’AP Channel 1 Débit Global 3 x 11 Mbps Channel 6 Channel 11 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Utilisation des canaux en DSSS 1 canal à 100mW, 2 canaux à 10mW Channel 1 Débit Global 3 x 11 Mbps Channel 6 Channel 11 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 Choix puissance radio Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 DSSS : Robustesse logicielle aux interférences Technique de « Chipping » pour le contrôle d’erreur Les données 0 et 1 à transmettre ont des signaux étalés complémentaires Support jusqu’à 50 % de bits erronés Fiabilité assuré par une redondance 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 T 1 Données avant étalement Données après étalement Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 Comparaison FHSS et DSSS (année 2000) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 Comparaison FHSS et DSSS (année 2000) Le gagnant : DSSS Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 Infrarouge Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Utilisée aussi pour l’ADSL Divise une bande de fréquence (ici un canal de 22 Mhz) en petites bandes (sous-porteuses) Chacune des petites bandes est considérées comme un émetteur (parallélisassions) Sur chaque émetteur on choisit une technique de modulation Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 802.11 a (Wifi 5) Bande U-NII 5Ghz Etalement de spectre OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Divise la bande UNII-1 et UNII-2 en 8 canaux de 20 Mhz Cache canal est divisé en 52 sous-canaux de 300 Mhz 48 sous canaux pour la transmission de données 4 sous canaux pour la correction d’erreurs 5,18 5,2 5,22 5,24 5,26 5,28 5,3 5,32 GHz 5,35 5,15 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 802.11 a (Wifi 5) Transmission en parallèle sur plusieurs sous canaux L’assemblage des sous canaux  canal haut débit Consommation électrique élevée Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 802.11 a (Wifi 5) Débits théorique 54 Mbit/s, repli à 48 – 36 – 24 – 18 – 12 – 9 – 6 Modulation au niveau des sous canaux dépendant du débit : 64 QAM (64 level Quadrature Amplitude Modulation) 1,125 Mbit/s 16 QAM (16 level Quadrature Amplitude Modulation) QPSK (Quadrature Phase shift Keying) BPSK (Binary Phase shift Keying) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les couches physiques 802.11 802.11 g Extension de 802.11 b utilisant les techniques 802.11a(OFDM) Bande 2,4 Ghz Compatible avec 802.11 b Modulation : BPSK = 1Mbit/s QPSK = 2Mbit/s CCK = 5,5Mbit/s, 11Mbit/s OFDM : BPSK 6-9 Mbit/s BPSK 6-9 Mbit/s QPSK 12-18 Mbit/s 16 QAM 24-36 Mbit/s 64 QAM 48-54 Mbit/s 802.11g 20–50 MB 11 MB 802.11b Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk La couche MAC Un rôle similaire à celle d’Ethernet (802.3) Assure l’accès de plusieurs stations à un support partagé Principe d’écoute avant émission Grosse différence : chaque trame est acquittée Fonctionnalités Contrôle d’accès au support Adressage et formatage des trames Contrôle d’erreur Fragmentation, ré assemblage … Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk La couche MAC Deux méthodes d’accès PCF ( Point Coordination Function) Gestion centralisée sur le point d’accès Pas de collisions Similaire aux principes de jeton ( Token ring …) Impossible en mode « Ad-hoc » Méthode d’accès optionnelle dans le standard Assez rarement mise en oeuvre DCF ( Distributed Coordination Function) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk La couche MAC Deux méthodes d’accès DCF ( Distribited Coordination Function) Répartition de la gestion de l’accés au media à l’ensemble des participants ( équipements) Gestion de l’accés au média sans gestion de priorité S’appuie sur le protocole CSMA/CA ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) et sur un algorithme de back-off 802.11 e (Qualité de service niveau MAC) HCF (Hybrid coordination function) Algorithme d’ordonnancement en fonction d’un taux moyen d’arrivée des données Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Le CSMA (Carrier Sense Multiple Access ) Technique d’accès aléatoire ( chance équitable) Écoute de la porteuse (Carrier Sense) Évite que plusieurs transmissions aient lieu simultanément sur un même support Réduit le nombre de collisions N’évite pas complètement les collisions Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA En cas de collision ? CSMA/CD : Collision détection, Ethernet, détection et traitement des collisions CSMA/CA : Collision avoidance, éviter les collisions plutôt que de les traiter La détection des collisions nécessite la faculté d’écoute et de transmission simultanée ( pb radio) Si un émetteur radio ne détecte pas une collision, il continue d’émettre : monopolise le support pour rien Prévient des collisions mais ne les évite pas complètement Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Le CSMA/CA utilise des techniques : D’écoute du support Algorithme de Back-off Mécanismes optionnels de réservation Trames d’acquittements : Paquet ACK est émis par la station qui vient de recevoir une trame pour confirmer qu’elle est bien arrivée Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA L’écoute du support : Au niveau de la couche physique avec le PCS (Physical Carrier Sense) Détect la présence d’autres stations sur le support Analyse des trames reçues Au niveau de la couche MAC avec le VCS ( Virtual Carrier Sense) Réservation du support par l’envoi de trames RTS/CTS (Request to send/ Clear to send) à l’ensemble des stations Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA VCS ( Virtual Carrier Sense) Une durée d’occupation du support : Mécanisme de timer appelé « NAV » (Network Allocation Vector) RTS réserve le support pour un temps donné « NAV », CTS valide la réservation du support RTS/CTS:1 Mbit/s couverture maxi,ralentissement Utilisé pour les trames de grandes taille Optionnel dans son utilisation Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA VCS ( Virtual Carrier Sense) Barrière physique Serveur Le problème des stations cachées Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA L’accès au support : Mécanisme d’espacement entre deux trames appelé IFS ( Inter Frame Space) Intervalle de temps entre la fin d’une trame et le début de de la suivante : support non utilisé Quatre types d’IFS ( fonction de leur durée) SIFS : Short Inter Frame Space 10 µs PIFS : Point coordination Inter Frame Space 30 µs DIFS : Distributed Inter Frame Space 50 µs EIFS : Extended Inter Frame Space ( le plus long) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA L’accès au support : SIFS : La plus haute priorité de transmission Entre des données et un acquittement Entre un RTS et un CTS Entre les fragments d’une trame segmentée Séparation des trames au sein d’un même dialogue Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA L’accès au support : PIFS : En mode PCF,utilisé par le point d’accès pour gagner l’accès au support avant n’importe quelle station DIFS : utilisé en mode DCF par une station voulant commencer une nouvelle transmission EIFS : le plus long, utilisé en DCF lorsqu’un station reçoit une trame erronée Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Étapes de transmission d’une trame MAC Source Destination Autres stations Data DIFS SIFS Ack Accès différé Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Algorithme de Back-off Avant transmission écoute du support Lorsque le support devient libre , attente d’un IFS avant d’émettre Mais les IFS sont identiques pour tous ! Collisions ! Back-off : Temporisateur supplémentaire à l’IFS Valeur aléatoire exprimée en nombre d’intervalles de temps Fenêtre de contention (CW Contention Windows) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Accès au support avec algo de Back-off Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Algorithme du CSMA/CA Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk CSMA/CA Transmission bloquée par Back-off Station lente ? Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les trames MAC 3 types de trames En-tête MAC commune Contrôle de trame Durée 2 octets 2 octets Type Sous-type To DS 2 bits 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 Version From More Frag Retry Power Mgt Data WEP Order Type de trame : Gestion, Contrôle, ou Donnée Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les trames MAC Les différents champs de la trame Durée/Id : la durée, en microsecondes de la trame transmise pour le calcul du NAV ou l’Id de la station en mode économie d’énergie Version : identifier la version du protocole IEEE 802.11 Type : 3 types possibles; trames de gestion, de contrôle ou de données Sous-type : pour chaque type il existe des sous-types To DS : ce bit est mis à 1 si la trame est adressée au Point d’Accès, à 0 dans les autres cas From DS : ce bit est mis à 1 lorsque la trame vient du DS (système de distribution) More Fragment : ce bit est mis à 1 si d’autres fragments suivent le fragment en cours Retry : ce bit est mis à 1 si le fragment est une retransmission (utile pour le récepteur si ack perdu) Power Management : indique que la station sera en mode de gestion d’énergie après cette trame More Data : également pour la gestion d’énergie; l’AP indique qu’il a d’autres trames pour cette station WEP : indique que le corps de la trame sera chiffré selon l’algorithme WEP Order : indique que cette trame est envoyée en utilisant la classe de service « strictement ordonné » Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Les trames MAC Type et sous type de trames Type de trame Sous-type Fonction Gestion b3=0 b2=0 0 0 0 0 Requête d’association 0 0 0 1 Réponse d’association 0 0 1 0 Requête de ré-association 0 0 1 1 Réponse de ré-association 1 0 0 0 Beacon 1 0 1 0 Désassotiation 1 0 1 1 Authentification Contrôle b3=0 b2=1 1 0 1 0 Power Save Poll 1 0 1 1 RTS 1 1 0 0 CTS 1 1 0 1 ACK Données b3=1 b2=0 0 0 0 0 Données 0 0 0 1 Données et contention free CF-ACK 0 0 1 0 Données et CF-Poll 0 0 1 1 Données, CF-Poll et CF-ACK 0 1 0 0 Fonction nulle (sans données) Réservé b3=1 b2=1 0000-1111 Réservés Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Beacon Annonce l’existence d’un réseau Transmis à intervalle régulier Diffusion Permet aux mobiles de trouver, d’identifier un réseau ( canal, vitesses, SSID …) En mode infrastructure, transmis par les AP Zone de propagation des beacons définit la cellule radio Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Probe Request Envoyé par un mobile pour recherche un réseau dans une zone Diffusion Contient le SSID et les vitesses supportées par le mobile Recherche d’un réseau compatible avec les paramètres du mobile Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Probe Response Envoyé en réponse à une Probe Request Par un élément compatible avec les paramètres contenus dans la Probe Request Contient les mêmes paramètres qu’un Beacon pour permettre au mobile de s’adapter Un Beacon «forcé » Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Authentification Permet au mobile de s’authentifier auprès de l’AP Authentification ouverte/ Clé partagée Ap recense et gère les mobiles par leur adresse MAC Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Association Request Pré-requis : Le mobile connaît un réseau compatible (Beacon ou Probe) Le mobile est authentifié sur ce réseau Demande pour se joindre au réseau L’AP vérifie le SSID, les débits Ré- Association Request Utilisé par une station mobile Idem Association Request + adresse MAC ancien AP Permet au nouvel AP un dialogue avec l’ancien AP Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de gestion Association, Ré-association Response Envoyé par l’AP en réponse à une requête d’association ou ré-association Contient un association ID Disassociation et désauthentification Utilisé à la fin d’une relation mobile - AP Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de contrôle Trames RTS Pour réclamer le droit à transmettre Durée = SIFS + CTS + SIFS + data + SIFS +ACK RA : adresse MAC destination TA : adresse MAC source Contrôle de trame Durée RA TA FCS 2 octets 2 6 6 4 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de contrôle Trames CTS Correspond à la réservation du canal pour le temps « durée » Durée = Durée RTS – SIFS – CTS Les autres sont en sommeil pour un temps égal à durée RA : champs TA du RTS Contrôle de trame Durée RA FCS 2 octets 2 6 4 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de contrôle Trame ACK Transporte les acquittements des trames de données Contrôle de trame Durée RA FCS 2 octets 2 6 4 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de donnée Structure de la trame MAC de donnée Contrôle de trame Durée /ID Adresse 1 2 3 de séquence 4 Données FCS 2 octets 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 En-tête MAC Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Les trames MAC de donnée Les bits d’adresses ToDS From DS Adr 1 Adr 2 Adr 3 Adr 4 DA SA BSSID N/A 1 RA TA RA : adresse du récepteur TA : adresse du transmetteur DA : adresse du destinataire SA : adresse de l’émetteur d’origine BSSID : adresse du point d’accès Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion QOS Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Scanning Avant d’utiliser le réseau, il faut le trouver Identifier les réseaux existants dans une zone Utilise les paramètre suivants : BSS type ( Independent, Infrastructure) SSID : scan d’un réseau spécifique ou de tous les réseaux Liste des canaux Type de scan : Actif ou passif Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Scanning Passif Attendre que le réseau s’annonce (Beacon) Avantage : économie d’énergie Scanning Actif Recherche du réseau Envoi de Probe Request Ecoute canal par canal : si trafic détecté envoi d’une Probe Request Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Résultats du scanning Liste des BSS existants Les paramètres des BSS SSID Beacon Interval Débits … Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Authentification Vérifier que les stations soient autorisée à se connecter Deux types d’authentification : Open Shared Key Authentification du mobile, pas de l’AP Identification du mobile par l’AP : @ MAC Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Authentification Open Système ouvert Le mobile est recensé par l’AP sous son @ MAC Authentification Shared Key Utilise les clés WEP partagées Clés paramétrées sur l’ensemble des mobiles Pré-Authentification Le mobile s’authentifie sur tous les AP Roaming plus rapide Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Association Après l’authentification, un mobile s’associe à un AP pour obtenir l’accès au réseau Équivalent à une connexion réseau A l’initiative du mobile Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Phases d’enregistrement : Broadcast demande d’enregistrement Access Point A Access Point B AP répond Client évalue la réponse et selectionne le meilleur AP Client envoi authentification AP confirme authentification et enregistre le client. Client envoi demande d’association à l’AP Choix de l’AP par le client Signal Strength Packet Error Rate Access Point Load AP confirme l’association Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Re-association Le mobile change d’AP La trame de ré-association idem trame association + @ Mac ancien AP Le nouvel AP communique par le réseau filaire avec l’ancien AP Maintenant c’est moi qui gère ce mobile Trame bufferisée IAPP Inter Access Point Protocol Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Gestion du Roaming Beacon :permet au mobile d’évaluer la qualité des signaux radio couvrant sa zone Sensitivity : paramètre sur le mobile définissant la tendance au changement d’AP Low reste accroché le plus longtemps possible Normal Hight Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Scénario de connexion Gestion du Roaming Cell search threshold : définit des seuils Regular cell search : si le signal est inféreur, le mobile regarde si un meilleur signal existe (économie énergie, stabilité …) Fast cell search : Si le signal est inférieur à ce seuil, le mobile change d’AP sans tenir compte du signal du nouvel AP ( Pb de stabilité en limite de zone de couverture) Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Sommaire La Famille de standard 802. Les standards 802.11 Les architectures réseau 802.11 Les couches physiques 802.11 La couche MAC Le protocole CSMA/CA Les trames MAC Scénario de connexion Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk Performance Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk

Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk WLAN Norme 802.11 Janvier 2006 Dominique Skrzypezyk