WiFi R

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WiFi Réseau sans fil

Présentation
Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France
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Quest ce quun réseau sans fil ?

• Un réseau permettant la communication sans
  liaison filaire
• En anglais Wireless Network
• Utilise les ondes radio ou Infra-rouges
• Avantages
• Pas dinfrastructure lourde
• Liaisons allant de quelques dizaines de mètres à
  plusieurs Kilomètres
• Inconvénients
• Problème de réglementation relative aux
  transmissions radio-électriques
• Sensible aux interférences radio-électriques
  (ou interférences lumineuses infra-rouge)
• Sensible à lenvironnement physique et en  vue
  directe  pour linfra-rouge
• Risque découte (piratage, espionnage
  industriel)

• Les catégories de réseau sans fils
• WPAN réseau individuel sans fil Wireless
  Personal Area Network
• WLAN réseau local sans fil Wireless Local
  Area Network
• WMAN réseau métropolitain sans fil Wireless
  Metropolitain Area Network
• WWAN réseau étendu sans fil Wireless Wide
  area Network

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Les catégories de réseau sans fil 1/4

• WPAN réseau individuel sans fil Wireless
  Personal Area Network
• Faible portée (quelques dizaines de mètres)
• Permet la connexion dordinateurs,
  périphériques, PDA etc
• Bluetooth Technologie principale WPAN
• Lancé par Ericsson en 1994
• Débit 1Mb/s pour 30 mètres
• Très peu gourmand en énergie (petits appareils)
• Norme IEEE 802.15.1
• HomeRF Home Radio Frequency group (1998)
• Compaq, HP, Intel, siemens, Motorola
• Débit 10 Mb/s pour 50 à 100 mètres sans ampli
• Abandonnée en janvier 2003 au profit de WiFi
• ZigBee IEEE 802.15.4, liaison très bas prix,
  très fable consommation (petit électroménager,
  jouets, hifi)
• Infra-rouge Quelques mètres, quelques Mb/s.
  très utilisée en domotique (télécommande, liaison
  PDA). Sensible aux intérférences lumineuses.

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Les catégories de réseau sans fil 2/4

• WLAN réseau local sans fil Wireless Local
  Area Network
• Couvre léquivalent dun réseau local
  dentreprise (100 mètres)
• relie entre eux les terminaux présents dans la
  zone de couverture
• WiFi Wireless Fidelity
• Soutenu par lalliance WECA (Wireless ethernet
• Compatibility Alliance)
• Débits jusqu 54 Mb/s, plusieurs centaines de
  mètres
• HiperLan2 High Performance Radio Lan 2.0
• Norme européenne (ETSI European
• Telecommunications standard Transmissions)
• Débit de 54 Mb/s, plusieurs centaines de mètres
• Fréquences de 5 150 à 5 300 MHz

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Les catégories de réseau sans fil 3/4

• WMAN réseau métropolitain sans fil Wireless
  Metropolitain Area Network
• Plus connue sous le nom de de Boucle Locale
  Radio (BLR).
• Basée sur la norme 802.16
• Débit de 1 à 10 Mb/s pour une portée de 4 à 10
  Km
• Technologie principalement utilisée par les
  opérateurs de télécommunication

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Les catégories de réseau sans fil 3/4

• WWAN réseau étendu sans fil Wireless Wide
  area Network
• Plus connu sous le nom de  réseau cellulaire
  mobile 
• Utilisé par les téléphones mobiles
• GSM Global System for Mobile Communication
• GPRS General packet radio service
• UMTS Universal Mobile Telecommunication
  System

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Présentation WiFi (802.11)
La norme 802.11 définit les couches basses du
modèle OSI
Couche LIAISON

• 2 sous-couches
• LLC - Logical Link control
• Contrôle daccès au support
• - Medium Access Control MAC

Couche PHYsique

• 3 couches physiques différentes
• DSSS
• FHSS
• Infra-rouge

Méthode daccès proche de celle utilisée par
Ethernet
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Les différentes normes WiFi
La norme 802.11 est en réalité une norme initiale
offrant des débits de 1 ou 2 Mb/s Des révisions
ont été apportées à la norme originale afin
doptimiser les débits
802.11a, 802.11b (WiFi), 802.11g appelées normes
physiques, servant à optimiser le
débit Dautres normes aussi pour assurer une
meilleure sécurité et interopérabilité. 802.11c,
802.11d, 802.11e, 802.11f, 802.11h,
802.11i 802.11IR, 802.11j..
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Modes de fonctionnement du WiFi

• Stations (STA)
• Adaptateurs sans fils ou cartes daccès
• Wireless adaptaters or network interface
  controller (NIC)
• Points daccès (AP)
• Access point
• (borne sans fil)
• 802.11 définit 2 modes
• Opératoires
• mode infrastructure
• mode ad hoc

EQUIPEMENTS
Mode infrastructure
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Mode infrastructure

• Chaque ordinateur (STA) se connecte à un point
  daccès (AP) via une liaison sans fil
• Lensemble formé par le point daccès AP et les
  STA dans la zone de couverture radio se nomme BSS
  (basic service set ensemble des services de
  base) et constitue une cellule
• Chaque BSS est identifié par un BSSID
  (identifiant de 6 octets adresse MAC du point
  daccès AP)
• Il est possible de relier plusieurs PA entre eux
  par une liaison appelée système de distribution
  (DS)
• Cela compose un ensemble de services étendu
  (extended service set ESS)
• Un ESS est repéré par un ESSID (identifiant de
  32 caractères ASCII)
• Il sert de nom pour le réseau. ESSID est aussi
  connu sous le nom de SSID
• La connaissance du SSID est nécessaire pour se
  connecter au réseau
• Une STA peut passer dun BSS à lautre de  façon
  transparente . Cela est appelé litinérance ou
  roaming.

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Communication avec le point daccès
Connexion
Diffuse un requête de sondage (probe request)
contenant l ESSID et la vitesse de configuration
STA
Echange dinformations Une STA se trouvant à la
portée de plusieurs AP pourra choisir elle-même
lAP avec laquelle se connecter pour une
meilleure réception.
En mode infrastructure
LAP diffuse en continue (toutes les 0,1 sec) une
trame balise (beacon) contenant des informations
sur son BSSID et autres paramètres propres
AP
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Mode ad hoc
STA
STA
Principe Les stations se connectent entre
elles en mode point à point (peer to peer)
Lensemble est appelé ensemble de services de
base indépendant (independant basic service set -
IBSS) L IBSS est identifié par un SSID 2
stations qui sont hors de portée lune de lautre
ne pourront pas communiquer
STA
STA
STA
STA
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La couche Liaison de données

• La sous-couche MAC de la couche Liaison définit 2
  méthodes daccès différentes
• La méthode CSMA/CA utilisant la Distributed
  Coordination Function (DCF)
• La Point Coordination Function (PCF)

STA ou AP
STA
CSMA / CA
Le taux derreur de transmission sur les réseaux
sans fil augmente généralement avec la taille des
paquets La norme 802.11 offre un mécanisme de
fragmentation permettant de découper la trame en
plusieurs morceaux (fragmentation) La couche MAC
offre un mécanisme de contrôle derreur
(contrairement à Ethernet qui ne propose aucun
système de détection ou de correction derreur
TCP sen chargeant)
RTS
CTS
data
ACK
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Format des trames WiFi
(X) octets
FC (2) D/ID (2) Adresse 1 (4) Adresse 2 (4)
Adresse 3(4) SC (2) Adresse 4 (2)
Corps de la trame (0 à 2312 octets)
FCS (2)
Détail du champ FC (Frame Control - Contrôle de
trame)
(X) bits
Version de protocole (2) Type (2)
Sous-type (4)
To DS (2) From DS (2) MoreFrag (2) Retry (2)
Power Mgt (1) More data (1) WEB (1) Order (1)
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Description des champs

• Description des champs
• FC (Frame Control) qui contient
• Version du protocole 0 pour la 1ere version de
  802.11
• Type paquet de gestion, de contrôle ou de
  données
• Sous-type fonction de la trame dans le type
• To DS (distribution system) 1 si trame vers
  AP, 0 dans les autres cas
• From DS 1 si vient d'un AP (To DS0 et From
  Ds0 en mode ad hoc)
• More fragments indique qu'il reste des
  fragments à transmettre
• Retry réémission d'un fragment
• Power management si 1, la STA émettrice est en
  mode gestion d'énergie
• More data reste des trames en attente (mode
  gestion d'énergie)
• WEP algorithme de chiffrement WEP utilisé pour
  chiffrer le corps de la trame
• Order lié à la classe de service
  (strictly-ordered service class)
• D/ID (Durée /ID) indique la durée du temps
  d'utilisation du canal de transmission
• Champs adresses une trame peut contenir jusqu'à
  3 adresses en plus de l'adresse de 48 bits
• SC - Contrôle de séquence distingue divers
  fragments d'une même trame
• (N de fragment, N de séquence)

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Les techniques de transmission des données

• L'affectation des ondes radio est contrôlé par
• ETSI (European Telecommunication Standard
  institute) en Europe
• FCC (Federal Communications Commission) aux
  Etats-Unis
• MKK (Kensa-Kentei Kyokai) au japon
• En europe, les bandes libérées sont 890 à 915
  MHz (pour le GSM), 2.400 à 2.4835GHz et 5.725 à
  5.850 GHz
• Aux Etats-Unis 902 à 928 MHz, 2.400 à 2.4835
  GHz et 5.725 à 5.850 GHz
• La couche physique 802.11 définit plusieurs
  techniques de transmission pour limiter l'effet
  des interférences
• Etalement de spectre à sauts de fréquences
  (DSSS)
• Etalement de spectre à séquence directe (FHSS)
• Infra-Rouge
• Les techniques à etalement de spectre (spread
  spectrum) consistent à moduler la fréquence, dans
  une bande de fréquence large pour transmettre des
  données à faibe puissance

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Techniques d'étalement de spectre et IR

• Technique de saut de fréquence FHSS (Frequency
  Hopping Spread Spectrum)
• Découpe d'un large bande de fréquence en 75
  canaux (hops-sauts de 1MHz)
• Transmission selon une combinaison de canaux
  connus de toutes les stations
• Le signal est plus facilement reconnaissable sur
  chaque canal (400ms)
• Technique de spectre à séquence directe DSSS
  (Direct Sequence Spread Spectrum)
• Transmettre pour chaque bit une séquence
  (barker) de bits
• 8 canaux distincts de 20MHz pour éviter le
  parasitage entre canaux
• Infra-Rouge
• 1 à 2 Mb/s en utilisant la PPM (Pulse Position
  Modulation)

1 0 0
1
00 01 10
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Sécurisation du réseau WiFi

• D'une façon générale, lors de l'installation, il
  faut
• Positionner correctement les Points d'Accès
  (contrôler la portée radio)
• Gérer les mots de passe administrateur
• Eviter la diffusion générale des informations
  (SSID par exemple)
• Filtrer les adresses MAC
• On peut aussi
• Gérer efficacement les authentifications,
  autorisations et gestion des utilisateurs (AAS -
  Authentification, Authorization and Accounting /
  serveur RADIUS - Remote Authentification Dial-In
  User service RFC 2865 et 2866)
• Mettre en place un VPN (réseau privé virtuel)
• Chiffrage les informations
• WEP Wired Equivalent Privacy
• C'est un mécanisme de chiffrement des données
  (agorithme avec clé de codage sur 40 ou 128 bits)
• .. Cependant, la connaissance de la clé
  permet le déchiffrement ..

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Les risques du réseau sans-fil
Le principal risque est l'écoute des ondes radios
du réseau et la perturbation Le war-Driving
Consiste à parcourir une ville en écoutant les
réseaux puis en repérant les lieux (GPS) Le
marquage des lieux est codé par un langage des
signes (war-chalking)

• Les risques principaux
• L'interception des données
• Le détournement de connexion
• Le brouillage des transmissions
• Les dénis de service (envois de paquets)

Réseau ouvert Connecté Réseau ouvert Réseau
sécurisé
W
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Fin de présentation
Merci de votre attention
Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France