Réseaux d’entreprises

Réseaux d’entreprises Chapitre I: Introduction, Rappel et Choix Technologiques Ecole Supérieur d’Economie Numérique Dr. Amine DHRAIEF A.U 2014-2015 Réseaux d'entreprises 1 Plan 1. Contexte & Rappel 2. Solution: Pile protocolaire TCP/IP 3. Les réseaux locaux filaire: composants et topologies 4. Les réseaux locaux sans-fil: composants et topologies Réseaux d'entreprises 2 CONTEXTE & RAPPEL Réseaux d'entreprises 3 Réseau Du latin retiolus , diminutif de retis , ﺷﺑﻛﺔ, net, rete  filet Ensemble d’objets ou de personnes connectés ou maintenus en liaison. Un réseau de communication est constitué d'un ensemble d'équipements (nœuds) reliés par des liaisons de communication pour échanger des informations. Réseaux d'entreprises 4 Hétérogénéité des Liaisons Bluetooth Ethernet Câble Sous Marin Wi-Fi Liaison satellitaire Réseaux d'entreprises 5 LTE-4G Fibre Optique CPL Hétérogénéité des Nœuds Réseaux d'entreprises 7 SOLUTION: PILE PROTOCOLAIRE TCP/IP Réseaux d'entreprises 8 Problèmes similaires à l’architecture des OS ? Nom de l'application Indépendant de l'emplacement dans la mémoire Adresse de mémoires virtuelles Permet au code d’être placer n'importe où dans la mémoire Les adresses de mémoire virtuelle sont mappées à l'emplacement de la mémoire physique par le matériel Réseaux d'entreprises 9 Solution: Pile protocolaire TCP/IP • Réduire la complexité de conception des réseaux informatiques • Principes : 1. démarche analytique : recensement des fonctions nécessaires 2. démarche synthétique : classement des fonctions 3. démarche simplificatrice et constructive : regroupement en sous-ensembles pour simplifier la compréhension des fonctions (frontières précises, concises et utiles) décomposition hiérarchique de l’ensemble des mécanismes à mettre en œuvre en une série de couches (ou niveaux). Réseaux d'entreprises 10 Principes de base de la décomposition en couches Une couche doit être créée lorsqu’un nouveau niveau d’abstraction est nécessaire Chaque couche exerce une fonction bien définie Les fonctions de chaque couche doivent être choisies en pensant à la définition des protocoles normalisés internationaux Les choix des frontières entre couches doit minimiser le flux d’informations aux interfaces Le nombre de couches doit être suffisamment grand pour éviter la cohabitation dans une même couche de fonctions très différentes, et suffisamment petit pour éviter que l’architecture ne deviennent difficile à maîtriser Réseaux d'entreprises 11 TCP/IP Réseaux d'entreprises 12 Couche – Protocole - Service • Une couche est spécialisée dans un ensemble de fonctions particulières. Elle utilise les fonctionnalités de la couche inférieure et propose ses fonctionnalités à la couche supérieure. • La finalité de chaque couche est de fournir des services à la couche située immédiatement au dessus • Les éléments actifs de chaque couche s’appellent des entités • Les entités de la même couche sur des machines différentes sont des entités paires Réseaux d'entreprises 13 Couche – Protocole - Service • Le protocole d’une couche N définit l’ensemble des règles ainsi que les formats et la signification des objets échangés, qui régissent la communication entre les entités de la couche N. • Le service d’une couche N définit l’ensemble des fonctionnalités possédées par la couche N et fournies aux entités de la couche N+1 via l’interface N/N+1. Réseaux d'entreprises 14 Couche – Protocole - Service Interfaces d’accès au service Réseaux d'entreprises 15 Couche – Protocole - Service • Entre les couches, nous avons deux types de dialogues: un dialogue vertical qui correspond au transfert d’informations d’une couche à une autre (couches adjacentes), ce dialogue est réalisé à l’aide de primitives de service ; un dialogue horizontal qui par l’intermédiaire de messages échangés (protocole) à travers le réseau transfère, entre couches distantes de même niveau ( couches homologues), les données d’un système à un autre. Ce dialogue constitue le protocole de niveau N. Réseaux d'entreprises 16 Couche – Protocole - Service Réseaux d'entreprises 17 L’encapsulation de données • L'encapsulation est un procédé consistant à L’encapsulation de données Les choix de base Réseaux d'entreprises 20 Quel réseau ? Réseaux d'entreprises 21 Quelle Topologie ? Réseaux d'entreprises 22 LES RÉSEAUX LOCAUX FILAIRES COMPOSANTS ET TOPOLOGIES Réseaux d'entreprises 23 Le câblage • Les réseaux locaux utilisent tous les types de support les câbles cuivre (coaxial, paires torsadées), les supports optiques (fibre optique) et les supports hertziens (réseaux sans fil). • Le câble coaxial a longtemps été utilisé (réseaux de type Ethernet), mais il est aujourd’hui remplacé par la paire torsadée moins chère et plus facile d’installation. • La fibre optique est essentiellement réservée aux réseaux haut débit et à l’interconnexion de réseaux Réseaux d'entreprises 24 Le câblage Réseaux d'entreprises 25 Le pré câblage d’immeuble • Les réseaux locaux ont tous, aujourd’hui, une topologie physique en étoile, d’où l’idée de réaliser, dans les immeubles de bureaux, un pré câblage. • Un système de pré câblage doit : assurer que tout poste de travail ne sera qu’à quelques mètres d’une prise informatique ou téléphonique ; être indépendant du type de réseau et de la topologie réseau choisis. Réseaux d'entreprises 26 Le pré câblage d’immeuble Réseaux d'entreprises 27 les différents constituants du pré câblage Un local technique (local de brassage) abrite une armoire technique ou armoire de brassage. Celle-ci accueille les éléments actifs (hub, switch), parfois les serveurs (salle réseau) mais surtout les panneaux de brassage. Le précâblage consiste à « tirer » des câbles entre le panneau de brassage et les prises murales. Pour raccorder une station, il suffit de connecter celle-ci à la prise murale par un cordon dit de raccordement. À l’autre extrémité, au panneau de brassage, on tire une jarretière (cordon de raccordement ou de brassage) entre la prise RJ45 correspondant à la prise murale et un port de l’élément actif. Réseaux d'entreprises 28 les différents constituants du pré câblage Réseaux d'entreprises 29 Composantes et câblage 30 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage Baie de brassage : au sol ou mural 31 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage Chemins de câbles Respecter les distances de séparation des courants forts longitudinale au moins 30 cm croisement à la perpendiculaire à plus de 10 cm mise à la masse des cheminements métalliques 32 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage Goulotte Cohabitation courants faible et courant fort distance 1cm/1m de cohabitation jusqu’à 30 m en bas courants faibles, au milieu les prises et en haut courants forts éviter la proximité des néons (plus de 50 cm) 33 Composantes et câblage – Longueur Canal (Channel) –ISO 11801 L1 L1+L3  10 m L2  9 0m 34 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage Concentrateur Hub Commutateur (switch) Format d’équipement concentrateur "Stand alone" Entrée de gamme Nombre limité de ports (8, 16, 24 ou 32) Empilable “Stackable” Possibilité de les chaîner via des câbles propriétaires Le tout représente une seule unité logique Équipements d’un même constructeur (5-8) ! Lorsque le nombre de postes est inférieur à 100 35 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage Chassis Possibilité d’insérer différentes cartes (hub/switch) Ethernet (ou autre Token-Ring, FDDI, ATM …) fonctionnant à différents débits sur des segments séparés Nombre de cartes limité par le nombre de slots Bus du fond de panier peut supporter jusqu’à plusieurs Gb/s Permet la mise en place de segments indépendants de différents débits Lorsque le nombre de postes est supérieur à 100 Plus chers 36 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage Principales caractéristiques d’un concentrateur Type : Hub, Switch "Stand alone", Rackable, modulaire Interfaces/Ports Nombre et type (Ethernet 100/1000 BASE Tx/Fx, console …) Existence de différents types de ports (adaptation de médias) Auto-négociation, auto MDI/MDI-X Pour les Switchs Taille de la table des @MAC, taille mémoire (RAM, Flash) Type de commutation, débit de "forwarding" Agrégation de ports (IEEE 802.3ad) Niveau 2 ou 3 (routeur) Protocoles (IEEE 802.1D, IEEE 802.1p, IEEE 802.1Q, IEEE802.3x …) Administrable à distance SNMP (1, 2c, 3), telnet, ssh MIBs (RFC 1155,1213, propriétaires …), RMON (1, 3, 9) 37 Réseaux d'entreprises Composantes et câblage • Répéteurs  Pont (Bridge)  Plutôt, recours à des commutateurs 38  Notamment entre réseaux Wi-Fi et Ethernet  Un Pont Wi-Fi peut généralement aussi fonctionner Wi-Fi/Wi-Fi Réseaux d'entreprises Composantes et câblage • Transceivers et convertisseurs de média GBIC (GigaBit Interface Mini GBIC Converter) (SFP Small Form-Factor Pluggable) USB 2.0 Fast Ethernet Adapter USB Wi-Fi Adapter SFP Ethernet Media Converter Réseaux d'entreprises 39 Composantes et câblage Cartes réseaux Type(s) de port(s) (Ethernet 10/100/1000 BASE Tx/Fx …) Auto-négociation Pilotes pour OS (Windows, Linux …) Connecteur (PCI 32/64 bits, ISA, CardBus/Card PCMCIA) WOL (Wake-On-LAN) : l’ordinateur peut être mis ON/OFF à distance (IEEE802.3x) Administrable SNMP (Simple Network Management Protocol), DMI Composantes et câblage  Les paires torsadées  Les catégories 1/2/3/4 sont obsolètes prévues pour téléphonie analogique(A)/numérique(B)/Ethernet(C)/Token-Ring(C) Catég. Classe Fréq. Utilisation typique 5 UTP/FTP C, D 100 Mhz Fast Ethernet 5eUTP/FTP C, D, E 100 Mhz Fast/Gigabit Ethernet 6 U/F/SFTP 6a C, D, E 250 Mhz 500 Mhz Giga/10 Giga à 55m 10 Giga à100m 7 SSTP C, D, E 600 Mhz Giga/ 10 Giga Ethernet 41 Composantes et câblage Appareils de test et de validation Echomètre défauts sur un câble Certificateur de câbles (selon catégorie) Longueur Temps de propagation Atténuation, atténuation paradiaphonique (Next) … Impédance moyenne Qualificateur LAN Selon la nature du réseau Ethernet 10/100/1000 Qualifie la capacité d'un réseau à supporter des applications comme voix sur IP ou vidéo sur IP 42 Testeur WiFi Réseaux d'entreprises QUELLE TOPOLOGIE ? Réseaux d'entreprises 43 Ethernet épais IEEE 802.3 10 base 5 • Les appellations IEEE désignent d’abord le sous-comité (802.3), le type de modulation (bande de base ou large bande ) Le terme de bande de base désigne une technique de transmission par laquelle le signal est envoyé directement sur le canal après codage en ligne large bande = transposition de fréquence et le diamètre du réseau. • La version 10 Base 5, (10 Mbit/s en bande de base sur câble coaxial d’une longueur maximale par segment de 500 m) utilise un codage Manchester Réseaux d'entreprises 44 Ethernet épais IEEE 802.3 10 base 5 Chaque station est équipée d’une interface « Ethernet » (NIC, Network Interface Card) généralement appelée carte transporteur ou carte « Ethernet ». Dans la version 10 base 5, un connecteur DB15 (Cannon 15 broches) permet le raccordement du câble de liaison (Drop cable) au transceiver ou MAU (Medium Attachment Unit ou unité d’attachement au support). Le MAU contient l’électronique d’émission et de réception, il assure la détection des collisions qu’il signale à la station. Le transceiver se raccorde au coaxial par un système dit de prise vampire (le raccordement d’une nouvelle station se fait sans interrompre le trafic) Réseaux d'entreprises 45 Ethernet épais Transceiver Réseaux d'entreprises 46 Ethernet épais IEEE 802.3 10 base 5 Transceiver • Contraction de TRANSmitter (émetteur) et de reCEIVER (récepteur) • le transceiver (Medium Attachment Unit ou MAU) est intercalé entre : le câble qui forme le réseau (paire torsadée ou coaxial) et l'interface physique sur la machine • Il permet donc le rattachement de la station au réseau Réseaux d'entreprises 47 Ethernet épais IEEE 802.3 10 base 5 Le drop cable , d’une longueur maximale de 50 m, est constitué de paires torsadées (5 paires). Le câble coaxial est un câble épais de couleur jaune (Ethernet jaune) Un transceiver peut être connecté tous les 2,5 m avec un maximum de 100 stations actives par segment de 500 m. La longueur totale du réseau peut atteindre 2,5 km (5 segments). Il est recommandé de n’utiliser que des segments dont la longueur est un multiple impair de 23,4 m (longueur d’onde du signal à 10 MHz) Réseaux d'entreprises 48 Ethernet fin, IEEE 802.3 10 base 2 Compte tenu des difficultés de câblage de la version 10 base 5, une version économique a été réalisée avec du câble coaxial fin (Thin Ethernet). Dans cette version, les fonctions du transceiver sont remplies par la carte transporteur (MAU intégré à la carte). De ce fait, le bus coaxial est connecté directement sur la carte par l’intermédiaire d’un T vissé BNC ( Barrel Neck Connector). La longueur maximale d’un segment est de 185m et chaque segment peut accueillir un maximum de 30 stations. Réseaux d'entreprises 49 Ethernet fin, IEEE 802.3 10 base 2 Connecteur BNC Câble 10 base 2 Réseaux d'entreprises 50 Ethernet sur paires torsadées, IEEE 802.3 10 base T Origine Compte tenu des problèmes en relation avec le câblage, AT&T a imaginé de réutiliser le câblage téléphonique préexistant dans les immeubles de bureaux pour la réalisation de réseau. Le réseau devait alors passer d’une topologie bus à une topologie physique étoile, assurer la diffusion des messages et la détection des collisions. La solution adoptée par AT&T consiste simplement à émuler un bus dans un boîtier : le hub, chargé d’une part de concentrer les connexions et d’autre part d’assurer la diffusion des messages Réseaux d'entreprises 51 Ethernet sur paires torsadées, IEEE 802.3 10 base T Origine La liaison hub/station était réalisée en paires torsadées (1 paire émission, 1 paire réception), cela imposait deux contraintes : l’une de débit, l’autre de distance. Ce réseau fonctionnait à 1 Mbit/s, les stations étaient connectées sur des concentrateurs répéteurs (hub) et la distance entre le hub et une station était limitée à 250 m. Cette architecture (802.3 1 base 5 ou Starlan), complètement obsolète, est à l’origine de la version à 10 Mbit/s (802.3 10 base T, T pour Twised pair ) qui en reprend les principes Réseaux d'entreprises 52 Ethernet sur paires torsadées, IEEE 802.3 10 base T Origine Réseaux d'entreprises 53 Ethernet sur paires torsadées, IEEE 802.3 10 base T La version 10 base T reprend les principes architecturaux du réseau Starlan, c’est un réseau en étoiles hiérarchisées Les hubs assurent : les fonctions de diffusion des messages la détection des collisions (le hub diffuse un signal de collision vers les autres stations) ; la détection de stations bavardes (fonction Jabber : message d’une durée supérieure à 150 ms). Le débit est de 10 Mbit/s, la longueur d’un brin est limitée à 100 m (distance entre un hub et une station ou entre deux hubs), cette longueur est portée à 150 m si l’atténuation est inférieure à 11,5 dB, le nombre de niveaux est fixé à trois. Réseaux d'entreprises 54 Ethernet sur paires torsadées, IEEE 802.3 10 base T Réseaux d'entreprises 55 Ethernet sur paires torsadées, IEEE 802.3 10 base T Un signal particulier, le link status (état de la ligne), permet, par la visualisation de diodes LED (Light Emitting Diode), de contrôler la continuité du lien entre le hub et la station (link integrity test function). En l’absence d’émission, le hub et la carte réseau émettent, toutes les 8 secondes, des impulsions de test de 100 ms (impulsions de test de lien ou LTP, Line Test Pulses). En l’absence de données (données utilisateur ou signal LTP), le hub et la carte considèrent le lien défectueux, le voyant link status est alors positionné à « OFF » et le port du hub est inhibé. Réseaux d'entreprises 56 Les méthode d’accès Problématique 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 57 Les collisions: petites trames 2 x τ 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 58 Les collisions: amélioration supérieur à 2 fois le délais de propagation 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 59 Les collisions Il faut que TOUTES les stations soient dans le même état La durée d’émission doit être d’au moins 2 fois la durée de propagation du signal Si la trame est trop courte, il faut ajouter des bits de bourrage La topologie doit être limitée pour éviter des durées de propagation qui forcerait à allonger la longueur des trames 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 60 Les techniques à accès aléatoire Carrier Sense Multiple Access Avant d'émettre un message, un nœud doit rester à l'écoute du canal Ne transmettre qu'une fois qu'il ne détecte plus un signal sur la ligne Ceci n'élimine pas la possibilité de collision étant donné le délai de propagation On définit la période de vulnérabilité comme étant le temps de propagation d'un signal entre les nœuds les plus éloignés Durant cette période un coupleur peut ne pas détecter l'émission d'un signal par un autre nœud. 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 61 CSMA • CSMA non persistant : Lorsque le canal est occupé, un coupleur désirant émettre un message reprend l'écoute du canal après un temps aléatoire (cette procédure est réitérée jusqu'à ce que le canal soit libre). • CSMA persistant : Lorsque le canal est occupé, un coupleur désirant émettre un message poursuit l'écoute du canal jusqu'à ce qu'il soit libre et émet ensuite son message. Si une collision se produit, les stations attendent un temps aléatoire avant de retransmettre. Par rapport à la méthode précédente, cette méthode réduit les temps de non-utilisation du support mais augmente la probabilité de collision. 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 62 CSMA • CSMA P-persistant : Le temps est divisé en intervalles, comme " Aloha discrétisé ". Si un ordinateur veut émettre, il écoute pour savoir si le réseau est occupé. Il émet avec une probabilité p si le réseau est libre (sinon il continue à écouté jusqu'à ce qu'il soit libre), et reporte l’émission à un intervalle suivant avec une probabilité 1 – p. Le processus continue jusqu’à ce que la trame soit émise. 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 63 CSMA/CD: principe • C'est la méthode la plus utilisée Ecoute du canal avant l'émission Ecoute pendant l'émission pour déterminer s'il y a eu collision Le signal émis est comparé au signal sur la ligne • Si une collision s'est produite Le coupleur abandonne l'émission et envoie une séquence de bits, appelée séquence de brouillage Objectif: faire persister la collision et assurer que les autres coupleurs se sont rendu compte de la collision • L'émission sera reprise après un temps aléatoire 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 64 CSMA/CD: principe • Contrairement aux méthodes précédentes l’émetteur s'assure du bon déroulement de l'émission sans attendre un acquittement mais par détection ou non, de collision. • L'avantage est de pouvoir abandonner l'émission dès qu'une collision est détectée et de ne pas attendre d’acquittement. 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 65 CSMA/CD: Condition de détection de collision • L'émetteur devra rester à l'écoute du canal pendant une période (tranche canal) au minimum égale à deux fois le temps maximum de propagation d'un signal entre deux coupleurs. • Au-delà de cette période, l'émetteur est sure qu'il n'a pas subi de collision et qu'il n'en subira pas 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 66 CSMA/CD: Condition de détection de collision t=0 A commence à émettre A B t= RTT/2-ε B commence à émettre B n’a pas encore reçu le 1 bit de A Comme A ne peut détecter une collision que pendant qu’il émet, il faut qu’il émette encore lorsque le 1 bit de B lui parvient A B B 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 67 CSMA/CD : algorithme de retransmission • Si l’émission suit directement la collision, elle va se reproduire systématiquement • Binary exponential backoff (BEB) : mis en œuvre dans chaque station Après une collision, choisir un temps aléatoire d’attente avant d’essayer à nouveau • Objectifs Empêcher les stations ayant participé à la collision de réessayer au même moment Adapter dynamiquement le temps moyen d’attente au nombre de stations 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 68 Algorithme du BEB Début : n = 0 Lorsqu’une collision a lieu en essayant d’émettre la trame : Comptabiliser la collision : n = n + 1 Si n < 16, alors : Attendre K x (2 τ) secondes, où K est un entier tiré au hasard de {0, 1, …, min(2 - 1;2 [10 ] - 1) Émission de la trame (retour au pas 1 de l’algorithme CSMA/CD) Sinon : Informer la couche supérieure de l’échec Abandonner (fin) 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 69 LES RÉSEAUX LOCAUX SANS-FIL: COMPOSANTS ET TOPOLOGIES Réseaux d'entreprises 70 Context • Le monde du sans fil est très vaste puisqu’il couvre de nombreuses applications qui nous sont familières : radio, télévision, téléphone et maintenant transmission de données. • D’un point de vue utilisateur, on peut classer le monde du sans fil en quatre catégories qui se distinguent par la taille de la cellule. • La cellule désigne la portée de l’onde entre l’émetteur et le récepteur, en d’autres termes la distance maximale entre les deux. Réseaux d'entreprises 71 Context Réseaux d'entreprises 72 Le signal radio Réseaux d'entreprises 73 La norme IEEE 802.11 Couche Liaison Couche Physique Réseaux d'entreprises 74 Performance Réseaux d'entreprises 75 Modes de fonctionnement mode infrastructure • Implique l’existence d’une station particulière appelé point d’accès Communication passe obligatoirement par le point d’accès Mode par défaut Réseaux d'entreprises 76 Modes de fonctionnement mode ad hoc • Il n’existe pas de stations particulière • Le réseau fonctionne de façon totalement Réseaux d'entreprises 77 Modes de fonctionnement extension de la zone de couverture • Agréger plusieurs point d’accès à travers un systèmes de distribution – Le système de distribution est généralement Ethernet Réseaux d'entreprises 78 Architecture des services d’IEEE 802.11 Réseaux d'entreprises 79 Service de bases • Service d’authentification Permet à la station de s’authentifier Peut être vide si aucune authentification n’est requise • Service d’acheminement des trames Permet de transmettre une trame d’une station source vers une station destination • Service de sécurité Permet de chiffrer les trames de données transmises Réseaux d'entreprises 80 Services complémentaires • Association-désassociation Permet de fédérer les stations autour du point d’accès Une station qui souhaite s’insérer dans le réseau doit s’associer avec le point d’accès À la suite de l’association, la station appartient au BSS du point d’accès la station peut faire appel au point d’accès pour l’acheminement des trames qu’elle souhaite envoyer La désassociation est le service qui permet de rompre cet attachement. Réseaux d'entreprises 81 Services complémentaires • Distribution – Permet d’aiguiller les trames dans le système de distribution • Intégration – Fait communiquer deux points d’accès par un canal de communication différent de celui fournit par IEEE802.11 Réseaux d'entreprises 82 Processus d ’association (1/4) Les trames balises • En mode infrastructure, chaque point d’accès émet à des intervalles régulier (toutes les 100ms) des trames balises ( beacon frames ) • Contiennent des informations concernant le point d’accès: – Les débits autorisés – Eventuellement le SSID Réseaux d'entreprises 83 Processus d ’association (2/4) Détecter les réseaux présents • Diffusion du SSID dans les trames balises Option du point d’accès Établir « passivement » la liste des SSID des réseaux sans fil situés à proximité Sans avoir à émettre le moindre signal • Recherche active des points d’accès présents Envoie de requête de sondage (Probe Request) par canal, contenant le SSID souhaité Le point d’accès concerné par la requête répond par un (Probe Response) Réseaux d'entreprises 84 Processus d ’association (3/4) l’authentification • Pour pouvoir communiquer sur un réseau sans fil de type infrastructure, une station doit d’abord s’authentifier auprès d’un AP avant d’y être associé La Station envoie une requête d’authentification à une AP avec le SSID voulu Si le réseau n’est pas sécurisé (par un clé WEP) aucune information d’identification n’est requise La réponse est toujours positive (pourvu que le SSID soit le bon) On parle d’authentification ouverte (Open Authentication) Réseaux d'entreprises 85 Processus d ’association (3/4) l’authentification • Si le réseau est sécurisé par une clé WEP (Wired Equivalent Privacy) – L’ AP renvoie dans sa réponse un défi (ou challenge) – un nombre aléatoire de 128 bits que la station doit crypter en utilisant sa clé WEP – Le résultat crypté est envoyé à l’AP dans une nouvelle requête d’authentification – L’AP vérifie le résultat en réalisant lui-même le cryptage avec sa propre clé WEP Réseaux d'entreprises 86 Processus d ’association (3/4) l’authentification Authentification Ouverte Authentification WEP Réseaux d'entreprises 87 WPA et 802.11i • La solution repose sur le standard WPA et mieux encore, sur le standard 802.11i. WPA (Wi- Fi Protected Access) est un sous-ensemble de 802.11i, dont il reprend les composants et ne requérant pas d’upgrade matériel : EAP ( Extensible Authentication Protocol), normalisé 802.1x, pour l’authentification des équipements ; TKIP ( Temporal Key Integrity Protocol) renforçant la sécurité du protocole WEP. Réseaux d'entreprises 88 WPA et 802.11i • Le protocole EAP (RFC 2284) permet aux stations et aux bases de s’authentifier via un serveur d’authentification, soit intégré à la base, soit hébergé sur un serveur Radius. • Avant que la station ne soit authentifiée, la base autorise celle-ci à ne communiquer qu’avec le serveur d’authentification. • Le mécanisme d’authentification peut alors être de toute nature : un mot de passe, un challenge, un certificat, une token card ou encore une carte à puce. Réseaux d'entreprises 89 Processus d ’association (4/4) L’association • Lorsque la station a bien été identifié et que l’AP a renvoyé une réponse d’authentification positive, la station peut alors s’associer à l’AP pour avoir accès au réseau – La station peut envoyer une requête d’association à l’AP – L’AP renvoie une réponse positive pour confirmer l’association Réseaux d'entreprises 90 Les WLAN en entreprise • L’intérêt d’une borne est qu’elle permet de raccorder le réseau sans fil au réseau Ethernet. Elle intègre alors la fonction de pont (bridge, ) entre l’Ethernet et le réseau sans fil Les WLAN en entreprise Le réseau, qui permet aux BSS de communiquer entre eux, est appelé, par la norme 802.11, un DS ( Distribution System). L’ensemble des BSS connectés à un DS forme un ESS (Extended Service Set). Ce type d’architecture permet de créer un WLAN sur l’ensemble d’un immeuble, en positionnant les bornes à intervalle régulier. Deux applications sont alors envisageables : La création de « hot-spots », c’est-à-dire de zones délimitées telles que les salles de réunion. Les zones de couverture des bornes peuvent être disjointes. La création d’un réseau étendu permettant aux utilisateurs de se déplacer dans tout l’immeuble. Les zones de couverture des bornes doivent alors se chevaucher afin de permettre à vos utilisateurs de se déplacer sans perdre la connexion au réseau (service appelé roaming). En outre, les bornes doivent être situées dans le même domaine de diffusion MAC et être configurées dans le même sousréseau IP. Réseaux d'entreprises 92 Les WLAN en entreprise Réseaux d'entreprises 93 Les WLAN en entreprise Ce dernier cas de figure est le plus délicat, car il nécessite de réaliser une étude de couverture. Le plus simple est de vous inspirer de la procédure suivante : Identifier les environnements types dans votre immeuble (zones de bureaux, openspaces, zones techniques, halls d’entrées, etc.). Chaque environnement est, en effet, caractérisé par des objets réfléchissant et atténuant les ondes radio (cloisons, mobilier, poteaux, etc.). Installer quelques bornes à différents endroits dans chacun de ces environnements types, en respectant les distances maximales indiquées par le constructeur. Les meilleures positions sont en hauteur, fixées à un mur ou sous le faux plafond. Se promener avec un PC équipé d’un logiciel affichant la puissance du signal reçu. La plupart du temps, ce type de logiciel est fourni avec la carte WLAN. Il suffit alors de repérer les zones d’ombres, et de déplacer les bornes pour trouver la bonne configuration. Avec ces expériences, vous pourrez alors déterminer le nombre de bornes nécessaires par mètre carré et appliquer ces schémas pour chacun des environnements rencontrés dans tout l’immeuble. Réseaux d'entreprises 94 Les WLAN en entreprise La connexion de deux immeubles, séparés de quelques centaines de mètres par un WLAN, peut s’avérer une alternative intéressante à la mise en place d’un câblage. L’utilisation d’antennes unidirectionnelles est alors conseillée afin de canaliser les ondes radio et l’énergie utilisée Réseaux d'entreprises 95 Les WLAN en entreprise • Une autre manière d’augmenter la portée du WLAN est de cascader les bornes grâce à la fonction de répéteur. • En contrepartie, le débit global est divisé par deux, puisque les bornes doivent partager le même canal pour communiquer entre elles et avec les stations. La borne recevant une trame de la part d’une station, doit, en effet, la retransmettre à l’autre borne et utilise pour cela la même fréquence. Réseaux d'entreprises 96 La configuration des points d’accès La configuration des points d’accès Réseaux d'entreprises 98 CSMA/CA: procédure du Backoff • If ( due to timeout) – CW  CW * 2 • Else – Wait (Channel == IDLE ) – Wait DIFS – cw  Random[1,CW] – While (Channel == IDLE) • cw  cw – 1 • If (cw = 0) Return 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 99 CSMA/CA : sans collision A B SIFS(short inter frame space):10 µs Slot Time:20 µs DIFS(distributed inter frame space):50 µs DIFS=SIFS+ 2 × slot time BO: backoff variable •CW is in units of slot time / CWmax:1023 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 100 CSMA/CA : sans collision C BO CW 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 101 CSMA/CA : avec collision C BO 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 102 Problème de la station cachée (hidden node) • A envoie à B • C envoie à B • A et C ne « écoutent » pas • Interférence au niveau de B  Collision 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 103 Solution: RTS/CTS • Mécanisme de réservation • Avant de transmettre des données, échanger RTS/CTS RTS: Request to Send CTS: Clear to Send A B Problème de la station cachée (hidden node) • RTS/CTS si taille(data) > RTSthreshold • pourquoi ? 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 105 Virtual Carrier Sens • Inclure l’information « durée de la transmission » dans le RTS/CTS • Les stations maintiennes un temporisateur égale à cette durée – NAV: Network allocation vector • If NAV > 0 ne pas envoyer des trames même si le canal est libre 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 106 Virtual Carrier Sens 30/09/2014 Réseaux Locaux - Dr. Amine DHRAIEF 107 THE END Réseaux d'entreprises 108