Préambule

Beaucoup de gens pensent, à tort, que le mot Wi-Fi est un acronyme pour « Wireless Fidelity », mais Wi-Fi est simplement une marque utilisée pour commercialiser la technologie WLAN 802.11. Les ambigüités présentes dans les standards IEEE ont permis aux constructeurs d’interpréter les normes 802.11 de différentes façons. Plusieurs constructeurs pouvaient avoir des équipements conformes aux standards et incapables d’interopérer ensemble. L’organisation Wi-Fi Alliance, qui s’occupe des certifications, a choisi le mot Wi-Fi pour représenter son activité. Bien qu’ayant pour habitude de parler du Wi-Fi comme d’un monde à part entière avec son vocabulaire et ses concepts, il n’est d’aucun intérêt de faire abstraction des technologies de réseau filaire desquelles le monde du sans fil tire un héritage et sur lequel il est amené, le plus souvent, à s’appuyer.

Si nous prenons le cas des types de réseaux, les types existants en filaire sont repris en sans fil en rajoutant un « w », signifiant « wireless », devant l’appellation. Pour information, les réseaux WANs utilisent des connexions Point-to-Point ou Point-to-Multipoint.

Filaire Sans fil
PAN (Personal Area Network) WPAN
LAN (Local Area Network) WLAN
CAN (Campus Area Network)
MAN (Metropolitan Area Network) WMAN
WAN (Wide Area Network) WWAN

Rappelons nous des topologies existantes en filaire, et plus particulièrement de la topologie « Mesh » qui a beaucoup fait couler d’encre avec l’arrivée du sans fil :

  • Bus (Plusieurs devices connectés sur un média partagé avec deux terminaisons définies)
  • Ring (Chaque device est connecté à deux autres pour former un anneau)
  • Star (Plusieurs devices connectés sur un point central en étoile)
  • Mesh (Chaque device possède une ou plusieurs connexions vers d’autres devices au sein du maillage)
Le nombre de liaisons d’une topologie « Full Mesh » se calcule avec la formule \frac{n(n-1)}{2} avec n étant le nombre de nœuds.
Topologies réseau

Topologies réseau

Dans une architecture réseau constituée des couches « core », « distribution » et « access », la couche « core » est le backbone à haut débit. La couche « core » ne route pas le trafic et ne manipule pas les paquets, mais réalise de la commutation à hauts débits. Des solutions redondantes sont souvent conçues pour la couche « core » de façon à permettre la transmission rapide et fiable des paquets. La couche « distribution » route entre les VLANs et sous réseaux, tout en mettant en relation des sous ensembles du réseau. La couche « access » est responsable de délivrer le trafic à l’utilisateur final ou à un nœud à des débits moindres. Les capacités en terme de vitesse et de débit augmentent au fur et à mesure que l’on va de la couche « access » vers la couche « core ». L’implémentation classique d’un réseau WLAN de type point-à-multipoint se fait au niveau de la couche « access ». Cependant, les points d’accès gérés par un contrôleur effectuent un tunel jusqu’au contrôleur; lui-même situé au niveau « core » ou « distribution ». Les connexions sans fil de type pont, utilisées pour interconnecter deux réseaux filaires situés dans des immeubles différents, sont généralement mis en place au niveau « distribution ». Bien que le sans fil ne soit généralement pas associé à la notion de « core », les besoins en débits et distances peuvent grandement varier d’une entreprise à l’autre et certains ponts propriétaires à très haut débits ou certains réseaux mesh 802.11 peuvent être considérés comme des implémentations de sans fil au niveau « core ».
Les sept couches du modèle « Open Systems Interconnection » (OSI), très utilisées dans les réseaux filaires, vont également beaucoup nous aider pour la compréhension des réseaux Wi-Fi. Ce sont les deux premières couches qui vont nous concerner. La couche Physique est divisée en deux sous-couches : « Physical Medium Dependent » (PMD) et « Physical Layer Convergence Protocol » (PLCP). La couche Liaison de données est divisée en deux sous-couches : « Media Access Control » (MAC) et « Logical Link Control » (LLC).

Modèle OSI

Modèle OSI

Chacune des sept couches implémentées dans un système peut communiquer avec son homologue d’un autre système par une communication dite « peer » (Peer layer communication). Les éléments d’une couche OSI traversent les couches inférieures en rajoutant des informations pour rejoindre le média et cibler un autre système dans lequel l’information remontera les couches en enlevant de l’information jusqu’à atteindre le niveau visée. Le processus consistant à descendre les couches pour rejoindre le média s’appelle l’encapsulation et celui permettant de remonter du média vers un niveau supérieur s’appelle la désencapsulation.

Encapsulation

Encapsulation

Pour pouvoir être joignable sur le réseau filaire ou sans fil, un système doit posséder une adresse unique. L’adresse physique unique « Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 MAC » est spécifique à la couche 2 du modèle OSI. Issue du système d’adressage Ethernet Xerox, elle est composée de 6 octets représentés en base 16 (12 caractères hexadécimaux ou 48 bits offrant 2^{48} adresses disponibles) de la forme 3C:A9:F4:0F:0A:DC ou 3C-A9-F4-0F-0A-DC ou 3CA9.F40F.0ADC. Les trois premiers octets, appelés « Organizationally Unique Identifier » (OUI[1]) sont attribués à chaque constructeur qui complète l’adresse de façon incrémentale.

Adresse MAC

Adresse MAC

L’adresse logique unique, appelée aussi « Internet Protocol » (IP), est caractéristique de la couche 3 du modèle OSI. Les adresses IPv4 sont composées de 4 octets, soit 32 bits écrits sous la forme www.xxx.yyy.zzz. Elles peuvent être publiques ou privées[2]. Chaque adresse est composée d’une partie identifiant le réseau et d’une partie identifiant la machine dans le réseau. La partie réseau de l’adresse tombe dans l’une des quatre classes disponibles.

Classes Bits de départ Début Fin CIDR Masque
Classe A 0 0.0.0.0 127.255.255.255 /8 255.0.0.0
Classe B 10 128.0.0.0 191.255.255.255 /16 255.255.0.0
Classe C 110 192.0.0.0 223.255.255.255 /24 255.255.255.0
Classe D 1110 224.0.0.0 239.255.255.255
Adresses IPv4 privées réservées par l’IANA
Adresse de début Adresse de fin
10.0.0.0 10.255.255.255
172.16.0.0 172.31.255.255
192.168.0.0 192.168.255.25

En IPv4, il est possible de définir 2^{32} adresses, soit plus de 4 milliards d’adresses. Pour offrir un principe d’adressage plus fin que les classes globales, le principe « Classless Inter-Domain Routing » (CIDR) a été établi. Cet adressage ne tient pas compte des classes globales et autorise l’utilisation de sous-réseaux au sein de toutes les classes d’adresses.

Outre l’amélioration de certains aspect du protocole IP, une nouvelle version IPv6 a été établie pour faire face à l’épuisement inévitable des adresses IPv4 disponibles. En effet, malgré les efforts, tel que le « Network Address Translation » (NAT) pour repousser l’échéance, l’accroissement du phénomène « Internet of Things » (IoT) ou Internet des Objets ne permet plus de douter de la nécessité d’adopter le protocole IPv6. Une adresse IPv6 est longue de 128 bits, soit 16 octets. La notation décimale pointée employée pour les adresses IPv4 est abandonnée au profit d’une écriture hexadécimale, où les 8 groupes de 2 octets (16 bits par groupe) sont séparés par un signe deux-points : ssss:tttt:uuuu:vvvv:wwww:xxxx:yyyy:zzzz

Modèles OSI et DoD

Modèles OSI et DoD

L’adresse IP peut être attribuée de façon statique ou de façon dynamique à l’aide d’un serveur « Dynamic Host Configuration Protocol » (DHCP).


  1. Fichier oui.txt
  2. RFC 1918 - adresse IPv4 réservées par l'IANA (Internet Assigned Numbers Authority)