Les reseaux sans_fil-jeremie_anzevui

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    14-Jun-2015

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  • 1. Les rseaux sans filProjet de semestreJrmie ANZEVUIUniversit de Genve 2006-2007 TMJrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve1

2. SOMMAIREIntroduction 3Les rseaux cbls 5 Ethernet 802.35 Les trames Ethernet 6 Ladressage Ethernet7 Le mcanisme CSMA/CD7 Unicast, multicast et broadcast 8 Support de transmission partag 8Les LAN sans fil 802.11 (WLAN) 9 Les dfis des WLAN9 Les topologies de rseaux sans fil9 Laccs au support 10 Les fonctions de la sous-couche MAC 802.11 11 La couche physique 802.1113 Les trames 802.1114 La scurit des WLAN 17 Les failles du standard 802.11 20 Sujets annexes non dvelopps21 Le futur des WLAN: 802.11n et WiMAX22Conclusion24Bibliographie 25 Livres:25 Sites Internet:25Glossaire 26Jrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve 2 3. INTRODUCTIONAlors quenviron 200 millions de puces WiFi ont t vendues dans le mondeen 2006, linstitut ABI Research estime dans une rcente tude que la barredu milliard dunits vendues par les diffrentes industries amenes utiliserla technologie WiFi devrait tre franchie dici la fin 2008. Il va mme jusquprdire que les livraisons annuelles de puces WiFi dpasseront le milliard depices dici 2012 grce la dmocratisation de cette technologie dans les t-lphones mobiles et les appareils lectroniques grand public, qui compteronttous deux pour deux tiers du march global du WiFi. lheure actuelle, environ 500 millions de puces WiFi auraient dj tcommercialises dans le monde depuis lessor de cette technologie, laquellela plateforme pour ordinateurs portables Centrino dIntel nest, de lavis g-nral, pas trangre. Larrive prochaine de la norme 802.11n, qui standar-disera lutilisation de la technologie MIMO (Multiple In, Multiple Out) de-vrait sans doute contribuer faire progresser les ventes. En effet, le WiFi802.11g et ses 54 Mbps montrent aujourdhui leurs limites dans le cadre duneutilisation domestique, o la vido, les flux de tlvision par ADSL et la hautedfinition requirent une bande passante de plus en plus importante.Clubic.com 1 , 13 fvrier 2007Pratiquement inconnu, il y a encore quelques annes, les rseaux sans fil(WLAN ou Wi-Fi)2 sont, aujourdhui, omniprsents dans notre socit. Uti-lisant des ondes radio, les WLAN existent pourtant depuis des annes, maislaugmentation de la bande passante et la baisse des cots a fait exploser leurscroissances. Il faut savoir que les premiers WLAN, comme Aloha, ARDIS etRicochet, offraient des dbits infrieurs 1Mbit/s. Puis vint le standard 802.11ratifi en 1997. Celui-ci permis alors un datteindre un dbit compatible entrefabricants de 2Mbit/s. En 1999, on atteint la vitesse de 11Mbit/s grce austandard 802.11b. Les 54Mbit/s ont t franchis, en 2003, avec le standard802.11g. En attendant le standard 802.11n, prvu pour 2007, qui permettraitdatteindre les 600 Mbit/s, un brouillon (Draft-N) a t ratifi dbut 2006qui permet un dbit thorique de 300 Mbit/s soit trois fois plus quun rseauFast Ethernet filaire dont le dbit est de 100 Mbit/s.1 Source: http://www.clubic.com/actualite-69679-puces-wifi-circulation-2008.html2 cf. glossaireJrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve3 4. Les industries ont t les premires utiliser les WLAN. Ce qui a eu commeeffet dexposer les atouts des communications sans fil dont les cots taientencore importants, il y a de a quelques annes. La vente de matriels nces-saire aux WLAN ayant augment, les cots ont fortement baiss rendant ac-cessible cette technologie au grand public.Les rseaux WLAN au standard 802.11 ont une topologie LAN, mais prsen-tent de nombreuses diffrences dues leur technologie. Plusieurs nouveauxpoints sont prendre en considration lors de linstallation dun WLAN, telsque ltude du site (zone couvrir), la qualit de service (QoS), la scurit (qui accs au rseau ?) et la mobilit des quipements rseau.Ce projet parcourt les notions fondamentales qui permettent comprendrecomment fonctionnent ces WLAN. Jy aborderai ses avantages et ses inconv-nients.Jrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve 4 5. LES RSEAUX CBLSPour bien comprendre la technologie utilise par les rseaux sans fil, je com-mencerai par aborder quelques notions essentielles des rseaux locaux cblsappels Ethernet.La plupart des rseaux utilisent une structure hirarchique compose de troisniveaux. Le paragraphe suivant, tir du livre Rseaux WiFi: notions fonda-mentales (cf. Bibliographie), les prsente: Accs. Assure la connectivit des stations de travail avec le rseau. Distribution. Segmente le rseau en domaines de broadcast3 de niveau 2par lemploi de routeur ou de commutateur de niveau 3. Les services r-seau, tels que les listes de contrle daccs, ou ACL (Acces Control List), lefiltrage de routes et la traduction NAT (Network Address Translation), sontappliqus ce niveau. Dorsale (ou backbone). Achemine les trames2 aussi rapidement quepossible entre les niveaux de distributions. Aucun service rseau nest habi-tuellement impliqu ici. La raison cela est que la plupart des services n-cessitent un traitement des trames ou paquets, qui ralentit le dbit. Ce ni-veau peut tre linaire (couche 2 uniquement) ou hirarchique (ncessitantun adressage de couche 3).Ethernet 802.3Dans ce chapitre, je vais me focaliser sur le niveau de laccs et passer en revueles standards 802.3.Ethernet 802.3 est un protocole rseau permettant la communication de tou-tes les machines dun rseau local par une mme ligne de communication. Ilappartient donc au niveau deux du modle dinterconnexion des systmes ou-verts (ou OSI en anglais pour Open Systems Interconnexion). Ce niveau sap-3,2 cf. glossaireJrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve5 6. pelle couche de liaison dedonnes. Il est compos desdeux sous-couches suivantes: MAC (MediumAcces Control). LCC (Logical Link Con- trol).Modle de rfrence OSILa sous-couche MAC contrle laccs au support physique et gre les impl-mentations spcifiques dune topologie.La sous-couche LCC fourni un protocole simple de livraison de trame en modesans connexion. La principale caractristique est quelle noffre aucun moyenpermettant lmetteur de savoir si la trame a bien t reue.Les trames EthernetVoyons maintenant le format des trames Ethernet 802.3. Elles se composentde sept champs diffrents: Le prambule. Long de sept octets (un octet comporte 8 bits), il permet dindiquer la station rceptrice quune trame est en cours de transmission sur le support. Le SFD (Start of Frame Delimiter). Long de 8 bits, ce champ indique au rcepteur que le contenu de la trame suit immdiatement. Ladresse de destination. Long de six octets, ce champ reprsente ladresse de la station laquelle la trame est destine. Ladresse source. De la mme longueur que ladresse de destination, cechamp reprsente ladresse de la station qui met la trame. Le TLV (Type/Length Value). Long de deux octets, ce champ identifie letype de protocole de couche suprieure qui est encapsul dans le champ de donnes ou de charge utile. La valeur quil contient est qualifie Ethertype.Jrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve 6 7. Les donnes ou charge utile. Ici sont reprsents des paquets de niveaux suprieurs. Ce champ a une taille minimale de 46 octets et maximale de 1500 octets (1,5 Ko). Une taille minimale est requise afin que toutes les stations aient une chance de recevoir la trame. Nous ne dtaillerons pas ce sujet, mais une recherche Internet avec les mots diamtre de rseau ou timeslot Ethernet permet davoir des lments de rponses. Au besoin, la station mettrice complte le champ avec des bits de remplissage. Le FCS (Frame Chek Sequence). Ce champ contient une valeur permet-tant de contrler si la trame a t correctement envoye (la valeur est calcu- le partir de la squence de bit de la trame et est compare larrive par la station rceptrice).Ladressage EthernetLongue de 48 bits, une adresse Ethernet est une valeur qui identifie de faonunique une station Ethernet sur un rseau local. Elle est compose de deuxparties: un identifiant de 24 bits (assign par lIEEE, Insitute of Electrical andElectronics Engineers, au fabricant) et un identifiant assign par le fabricantdu matriel. tant donn que cet adressage renvoie une interface physique,on parle galement dadresse MAC. Ces adresses sont principalement expri-mes sous forme hexadcimale.Le mcanisme CSMA/CDtant donn que toutes les stations dun rseau local sont sur le mme sup-port, il est ncessaire de contrler lutilisation de ce dernier. Ethernet emploiedonc une mthode daccs partag par coute de la porteuse et dtection decollision, appele CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acces with Collision De-tection). Son principe est simple: attendre que le support soit libre pourtransmettre et dtecter les collisions.Jrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve7 8. Unicast, multicast et broadcastUne station dispose de trois mthodes pour envoyer des trames: Ladressage broadcast. La trame est envoye toutes les stations du do- maine de broadcast. Ladressage multicast. La trame est envoye un sous-ensemble de sta- tions du domaine de broadcast qui appartiennent un groupe prdfini. Ladressage unicast. La trame est envoye une seule station spcifique.Support de transmission partagEthernet suit plusieurs modles de cblage, dont 10Base2, 10Base5, 10BaseT,100BaseTX ect... Les stations sont raccordes physiquement un quipementdinterconnexion (switch, routeur,...) pour former une topologie physique entoile. Limit, au dbut, une vitesse de 10 Mbit/s, la bande passante dEther-net passe 100 Mbit/s, en 1995, avec la publication du standard 802.3u, puis 1000 Mbit/s, en 1999, avec le standard 802.3z. Je nentrerai pas dans les d-tails, mais il est important de signaler que ces standards jouissent une compa-tibilit descendante (une station au standard 802.3u peut communiquer avecune station 802.3z).Jrmie ANZEVUI CUI Universit de Genve8 9. LES LAN SANS FIL 802.11 (WLAN)Le march des produits dots dune technologie WLAN est en plein essor. Au-jourdhui, les ordinateurs portables, un nombre croissant de tlphones mobi-les et les consoles de jeux sont dots de cette technologie. Tous les fournis-seurs daccs Internet propos