dimanche, juin 19, 2011

Le wifi

Le terme Wi-Fi regroupe un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par les normes du groupe IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11). Un réseau Wi-Fi permet de relier sans fil plusieurs appareils informatiques (ordinateur, routeur, décodeur Internet, etc.) au sein d'un réseau informatique afin de permettre la transmission de données entre eux.


Les normes IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11), qui sont utilisées internationalement, décrivent les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN). La marque déposée «Wi-Fi» correspond initialement au nom donné à la certification délivrée par la Wi-Fi Alliance («Wireless Ethernet Compatibility Alliance», WECA), organisme ayant pour mission de spécifier l’interopérabilité entre les matériels répondant à la norme 802.11 et de vendre le label «Wi-Fi» aux matériels répondant à leurs spécifications. Par abus de langage (et pour des raisons de marketing) le nom de la norme se confond aujourd’hui avec le nom de la certification (c’est du moins le cas en France, en Espagne, au Canada, en Tunisie…). Ainsi, un réseau Wi-Fi est en réalité un réseau répondant à la norme 802.11. Dans d’autres pays (en Allemagne, aux États-Unis par exemple) de tels réseaux sont correctement nommés WLAN (Wireless LAN).

Grâce aux normes Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit. Dans la pratique, le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA), des objets communicants ou même des périphériques à une liaison haut débit (de 11 Mbit/s théoriques ou 6 Mbit/s réels en 802.11b à 54 Mbit/s théoriques ou environ 25 Mbit/s réels en 802.11a ou 802.11g et 600 Mbit/s théoriques pour le 802.11n) sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres).

Ainsi, des fournisseurs d’accès à Internet peuvent établir un réseau Wi-Fi connecté à Internet dans une zone à forte concentration d’utilisateurs (gare, aéroport, hôtel, train…). Ces zones ou point d’accès sont appelées bornes Wi-Fi ou points d’accès Wi-Fi ou « hot spots ».

Les iBooks d’Apple furent, en 1999, les premiers ordinateurs à proposer un équipement Wi-Fi intégré (sous le nom d’AirPort), bientôt suivis par le reste de la gamme. Les autres ordinateurs commencent ensuite à être vendus avec des cartes Wi-Fi intégrées tandis que les autres doivent s’équiper d’une carte externe adaptée (PCMCIA, USB, Compact Flash, SD, PCI, MiniPCI, etc.). À partir de 2003, on voit aussi apparaître des ordinateurs portables intégrant la plateforme Centrino, qui permet une intégration simplifiée du Wi-Fi.

Technique - Structure (couches du protocole)
La norme 802.11 s’attache à définir les couches basses du modèle OSI pour une liaison sans fil utilisant des ondes électromagnétiques, c’est-à-dire :
  • la couche physique (notée parfois couche PHY), proposant trois types de codage de l’information ;
  • la couche liaison de données, constituée de deux sous-couches :
    - le contrôle de la liaison logique (Logical Link Control, ou LLC) ;
    - le contrôle d’accès au support (Media Access Control, ou MAC).

La couche physique définit la modulation des ondes radioélectriques et les caractéristiques de la signalisation pour la transmission de données, tandis que la couche liaison de données définit l’interface entre le bus de la machine et la couche physique, notamment une méthode d’accès proche de celle utilisée dans le standard Ethernet et les règles de communication entre les différentes stations.

Il est possible d’utiliser n’importe quel protocole de transport sur un réseau 802.11 au même titre que sur un réseau ethernet.

Modes de mise en réseau
Le mode infrastructure
Le mode infrastructure est un mode de fonctionnement qui permet de connecter les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi entre eux via un ou plusieurs Point d’accès (PA) qui agissent comme des concentrateurs (exemple : répéteur ou commutateur en réseau Ethernet). Autrefois ce mode était essentiellement utilisé en entreprise. Dans ce cas la mise en place d’un tel réseau oblige de poser à intervalle régulier des bornes (PA) dans la zone qui doit être couverte par le réseau. Les bornes, ainsi que les machines, doivent être configurées avec le même nom de réseau (SSID = Service Set IDentifier) afin de pouvoir communiquer. L’avantage de ce mode, en entreprise, est de garantir un passage obligé par le PA, il est donc possible de vérifier qui accède au réseau. Actuellement les FAI, les boutiques spécialisées et les grandes surfaces fournissent aux particuliers des routeurs sans fil qui fonctionnent en mode Infrastructure, tout en étant très faciles à configurer.

Le mode « ad hoc »
Le mode « Ad-Hoc » est un mode de fonctionnement qui permet de connecter directement les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi, sans utiliser un matériel tiers tel qu’un point d’accès (en anglais : Access Point [AP]). Ce mode est idéal pour interconnecter rapidement des machines entre elles sans matériel supplémentaire (exemple : échange de fichiers entre portables dans un train, dans la rue, au café…). La mise en place d’un tel réseau se borne à configurer les machines en mode ad hoc (au lieu du mode Infrastructure), la sélection d’un canal (fréquence), d’un nom de réseau (SSID) communs à tous et si nécessaire d'une clé de cryptage. L’avantage de ce mode est de s’affranchir de matériels tiers, c'est-à-dire de pouvoir fonctionner en l'absence de point d'accès. Des protocoles de routage dynamique (exemples : OLSR, AODV…) rendent envisageable l'utilisation de réseaux maillés autonomes dans lesquels la portée ne se limite pas à ses voisins (tous les participants jouent le rôle du routeur).

Le mode pont « bridge »
Un point d'accès en mode pont sert à connecter un ou plusieurs point d'accès entre eux pour étendre un réseau filaire, par exemple entre deux bâtiments. La connexion se fait au niveau de la couche 2 OSI. Un point d'accès doit fonctionner en mode racine «root bridge» (généralement celui qui distribue l'accès Internet) et les autres s'y connecte en mode « bridge » pour ensuite retransmettre la connexion sur leur interface Ethernet. Chacun de ces points d'accès peut éventuellement être configuré en mode pont avec connexion de clients. Ce mode permet de faire un pont tout en accueillant des clients comme le mode infrastructure.

Le mode répéteur « range-extender »
Un point d'accès en mode répéteur permet de répéter un signal Wi-Fi plus loin (par exemple pour atteindre un fond de couloir en L). Contrairement au mode pont, l'interface Ethernet reste inactive. Chaque "saut" supplémentaire augmente cependant le temps de latence de la connexion. Un répéteur a également une tendance à diminuer le débit de la connexion. En effet, son antenne doit recevoir un signal et le retransmettre par la même interface ce qui en théorie divise le débit par 2.

Applications et usages du Wi-Fi
Une telle technologie peut ouvrir les portes à une infinité d’applications pratiques. Elle peut être utilisée avec de l’IPv4, voire de l’IPv6, et permet le développement de nouveaux algorithmes distribués.

Les utilisateurs des hotspots peuvent se connecter dans des cafés, des hôtels, des aéroports, etc., et accéder à Internet mais aussi bénéficier de tous les services liés à Internet (World Wide Web, courrier électronique, téléphonie (VoIP), téléphonie mobile (VoIP Mobile), téléchargements etc.). Cet accès est utilisable de façon fixe, mais parfois également en situation de mobilité (exemple : le hotspot disponible dans les trains Thalys).

Les hotspots Wi-Fi contribuent à constituer ce que l'on peut appeler un Réseau Pervasif. En anglais, « pervasive » signifie « omniprésent ». Le Réseau Pervasif est un réseau dans lequel nous sommes connectés, partout, tout le temps si nous le voulons, par l’intermédiaire de nos objets communicants classiques (ordinateurs, PDA, téléphones) mais aussi, demain, grâce à des objets multiples équipés d’une capacité de mémoire et d’intelligence : baladeurs, systèmes de positionnement GPS pour voiture, jouets, lampes, appareils ménagers, etc. Ces objets dits « intelligents » sont d’ores et déjà présents autour de nous et le phénomène est appelé à se développer avec le développement du Réseau Pervasif. À observer ce qui se passe au Japon, aux États-Unis mais aussi en France, l’objet communicant est un formidable levier de croissance pour tout type d’industrie.

En parallèle des accès classiques de type hotspot, le Wi-Fi peut être utilisé pour la technologie de dernier kilomètre dans les zones rurales, couplé à des technologies de collecte de type satellite, fibre optique, Wimax ou liaison louée.

À Paris, il existe aussi un réseau important de plus de 200 cafés offrant aux consommateurs une connexion Wi-Fi gratuite. Depuis juillet 2007, Paris WI-FI propose gratuitement à Paris 400 points d’accès dans 260 lieux municipaux.




 

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