Le réseau Wifi (Wireless FIdelity)

·         Introduction au Wifi

·         Les normes Wifi

·         Portées et débits théoriques

·         Les différents types d'équipement Wifi

·         Infrastructure

·         Communication, les points d'accès

·         Le mode ad hoc

·         Technologie de transmission

·         Méthode d'accès CSMA/CA

·         Définir un SSID

·         Activer le cryptage pour assurer la sécurité de votre réseau

Introduction au Wifi

Le Wifi (Wireless Fidelity) La norme IEEE 802-11 est un standard décrivant le réseau local sans fil (WLAN). Avec le Wifi, il est possible de mettre en place des réseaux locaux sans fil à haut débit sous réserve d'être a proximité d'un point d'accès. Le Wifi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA) et tous les périphériques de liaison à haut débit sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur (+/- 50 mètres).

Dans un environnement ouvert la portée peut atteindre plusieurs centaines de mètres. Les opérateurs de communication commencent à installer dans les zones à fortes concentration de population (gare, aéroport, hôtel, train, ...) des bornes réseaux sans fil. Ces accès sont appelés (hot spots).

La norme 802.11 définie les couches basses du modèle OSI pour une liaison sans fil utilisant des ondes électromagnétiques : La couche physique (DSSS, FHSS & Infrarouge), proposant trois types de codage de l'information. la couche liaison de données, constitué de deux sous-couches, le contrôle de liaison logique (Logical Link Control, ou LLC) et le contrôle d'accès au support (Media Access Control, ou MAC)

·         DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum

·         FHSS: Frequency Hopping Spread Spectrum

·         Infrarouge: Présente deux inconvénients majeurs, un temps de réaction très lent et l'obligation de maintenir l'émetteur dans le faisceau de réception sans obstacle sur le chemin.

Les normes WiFi

802-11a: Le Wifi 5, permet d'obtenir un débit (54 Mbps théoriques, 30 Mbps réels). La norme spécifie 8 canaux radio dans une bande de fréquence des 5 GHz.

802-11b: Le Wifi a un débit théorique de (11 Mbps, 6 Mbps rééls) avec une portée d'environ 300 mètres dans un environnement sans obstacles. La fréquence utilisée est une bande des 2.4 GHz, avec 3 canaux radio disponibles.

802.11c: (Pontage 802.11 vers 802.1d) Il s'agit uniquement d'une modification de la norme 802.1d afin de pouvoir établir un pont avec les trames 802.11 (niveau liaison de données).

802.11d: Supplément à la norme 802.11 dont le but est de permettre une utilisation internationale des réseaux locaux 802.11. Elle permet aux différents équipements d'échanger des informations sur des plages de fréquence autorisées dans le pays d'origine du matériel.

802.11e: Permet d'améliorer la qualité de service au niveau de la couche (liaison de données).

802.11f: A l’ intention des revendeurs d'accès pour permettre une meilleure interopérabilité du matériel. Elle propose le protocole (Inter-Access point roaming Protocol) permettant à un utilisateur itinérant de changer de point d'accès de façon transparente.

802.11g: La norme 802.11g permet un débit (54 Mbps théoriques, 30 Mbps réels) sur la bande de fréquence des 2.4 GHz. La norme 802.11g a une compatibilité ascendante avec la norme 802.11b.

802.11h: vise à rapprocher la norme 802.11 du standard Européen (HiperLAN 2) et être en conformité avec la réglementation européenne en matière de fréquence et d'économie d'énergie.

802.11i: La norme 802.11i améliore la sécurité des transmissions (gestion des clés, chiffrement et authentification). Cette norme s'appuie sur l'AES (Advanced Encryption Standard) et propose un chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les technologies 802.11a, 802.11b et 802.11g.

802.11Ir: La norme 802.11r a été crée pour utiliser des signaux infra-rouges. Cette norme est désormais dépassée techniquement.

802.11j: La norme 802.11j est à la réglementation japonaise ce que le 802.11h est à la réglementation européenne.

Portées et débits théoriques

Les différents types d'équipement Wifi

Les adaptateurs sans fil ou cartes d'accès (wireless adapters ou network interface contrôler) c'est une carte réseau à la norme 802-11 permettant à une machine de se connecter à un réseau sans fil. Les adaptateurs WiFi sont disponibles en carte PCI, carte PCMCIA, adaptateur USB, compact flash... Les stations sont des équipements possédant ce type de carte.

Les points d'accès (Access point, ou bornes sans fil) permettent de donner un accès au réseau filaire, ils sont raccordés aux différentes stations avoisinantes équipées de cartes wifi.

Le standard 802-11 définit deux modes opératoires :

·         Le mode « infrastructure » dans lequel les clients sans fil sont connectés à un point d'accès.

·         Le mode « ad hoc » dans lequel les clients sont connectés les uns aux autres sans aucun point d'accès.

Infrastructure

Chaque ordinateur se connecte à un point d'accès via une liaison sans fil. L'ensemble formé par le point d'accès et les stations situés dans sa zone de couverture est appelé ensemble de services de base BSS (basic service set). Chaque BSS est identifié par un BSSID (Basic Service Set Indentifier), un identifiant de 6 octets (48 bits). Le BSSID  correspond à l'adresse MAC du point d'accès.

Il est possible de relier plusieurs BSS (basic service set) par une liaison appelée système de distribution (DS,Distribution System) afin de constituer un ensemble de services étendu (extended service set ou ESS). Le système de distribution (DS) peut être un réseau filaire, ou un câble entre deux points d'accès. Un ESS (Extended Service Set) est repéré par un ESSID (Extended Service Set Identifier), qui est un nom du réseau.

Lorsqu'un utilisateur nomade passe d'un BSS (basic service set) a un autre en se déplacement, l'adaptateur réseau sans fil de sa machine est capable de changer de point d'accès selon la qualité des signaux provenant des différents points d'accès. Les points d'accès communiquent entre eux, Cette caractéristique permet aux stations de passer de façon transparente d'un point d'accès à un autre (roaming).

Communication, les points d'accès

Chaque point d'accès diffuse régulièrement (+/- 0.1 secondes) une trame balise (beacon) fournissant des informations sur son BSSID. Une station se trouvant à portée de plusieurs points d'accès pourra choisir le point d'accès offrant le meilleur débit.

Le mode ad hoc

En mode ad hoc les ordinateurs sans fil clients se connectent les uns aux autres pour constituer un réseau point à point (peer to peer), c'est un réseau dans lequel chaque ordinateur est un client et un point d'accès. Cet ensemble est appelé, IBSS ( indépendant basic service set).

Dans un réseau ad hoc, la portée du IBSS est déterminée par la portée de chaque station. Contrairement au mode infrastructure, le mode ad hoc ne propose pas de diffuser régulièrement une trame balise d'une station à une autre. Ainsi un IBSS est par définition comme un réseau sans fil restreint.

Technologie de transmission

Les réseaux locaux radio électrique utilisent des ondes radio ou infrarouges pour la transmission des données binaires. Elle sont toute fois encore soumises à de nombreuses contraintes rendant ce type de transmission complémentaire a la transmission filaire.

Les contraintes sont notamment :

·         Le partage de la bande passante entre les différentes stations.

·         La propagation des ondes radio. Un onde radio peut en effet se propager dans différentes direction et être réfléchie ou réfractés par des objets de l'environnement physique, Ainsi un récepteur peut recevoir à quelques instants d'intervalles deux mêmes informations ayant emprunté des chemin différents par réflexions successives.

La couche physique de la norme 802-11 définit plusieurs techniques de transmission permettant de limiter les problèmes d'interférences

La technique de l'étalement de spectre à saut de fréquence, (FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum) Découpage de la bande de fréquence en une multitude de canaux afin de transmettre les données en utilisant une combinaison de canaux connue de toutes les stations de la cellule.

La technique de l'étalement de spectre à séquence directe, DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum) Consiste à transmettre pour chaque bit une séquence Barker (pseudo-random noise, noté PN) de bits. Ainsi chaque bit valant 1 est remplacé par une séquence de bits et chaque bit valant 0 par son complément.

L'infrarouge. La norme 802-11 prévoit une alternative à l'utilisation des ondes radio, la lumière infrarouge. cette technologie a pour caractéristique principale d'utiliser une onde lumineuse pour la transmission de données. Il est possible grâce à l'infrarouge et a le modulation PPM (pulse position modulation) d'obtenir des débits allant de 1 à 2 Mbit/s.

La modulation PPM consiste à transmettre des impulsions à amplitude constante, et à les coder suivant la position de l'impulsion. Le débit de 1 Mbps est ainsi obtenu avec une modulation de 16 PPM, tandis que le débit de 2 Mbps est obtenu avec une modulation 4 PPM permettant de coder deux bits de données avec 4 positions possibles (codage binaire des PPM : 00, 01, 10, 11)

Méthode d'accès CSMA/CA

Avec Ethernet on se base sur la détection des collisions avec le protocole CSMA/CD (Carrier Sensing Multiple Access/Collision Detection) Avec le Wi-Fi, cette méthode n´est pas utilisable, les périphériques sans fil ne peuvent pas émettre et recevoir en même temps. Il est donc impossible de détecter les collisions.

Une version modifiée de cette technique a vue le jour, le CSMA/CA (Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance) avec se protocole, il y a évitement des collisions. Le principe est le suivant, un émetteur envoie une trame de données et attend un accusé de réception de la part du destinataire avant d'émettre la suivante. Si cet accusé n´arrive pas, on suppose qu'il y a eu collision et la trame est envoyée de nouveau.

Définir un SSID

Pour la sécurisation de votre réseau lors de l’installation et si vous utiliser un routeur, vous devez changer le nom qui est attribuer par défaut au routeur. Changez le SSID (Service Set IDentifier) par défaut (nom du routeur) en un nom de votre choix en prenant soin d’éviter des désignations trop personnels afin d'être le plus anonyme possible.

Activer le cryptage

Si votre routeur et tous vos adaptateurs sans fil le supportent, utilisez le cryptage WPA (WiFi Protected Access) avec une clé de chiffrement pré partagée. Du point de vue sécurité, cette solution est la plus adéquate pour la plupart des utilisations domestiques. Si votre matériel ne supporte pas le WPA, activez alors le cryptage WEP (Wired Equivalent Privacy). La plupart des routeurs donnent la possibilité de créer une clé WEP ou WPA en entrant une expression. Vous devez saisir celle-ci deux fois à des fins de vérification. Valider vos modifications.

Remarque : évitez les expressions trop simples. L’utilisation d’une combinaison de chiffres et de lettres augmente la sécurité. Vous pouvez aussi n’autoriser l’accès qu’aux adresses MAC des ordinateurs de votre réseau, cette configuration est un très bon moyen d'empêcher les intrusions.