Wi-Fi (802.11) : normes, fréquences, architecture
Le Wi-Fi (IEEE 802.11) transmet des données par ondes radio, sans câble physique — un support partagé (contrairement à un câble Ethernet dédié), ce qui impose des mécanismes d'accès et de sécurité spécifiques.
Normes 802.11 principales
| Norme (nom marketing Wi-Fi) | Fréquence | Débit théorique max |
|---|---|---|
| 802.11b | 2,4 GHz | 11 Mbps |
| 802.11g | 2,4 GHz | 54 Mbps |
| 802.11n (Wi-Fi 4) | 2,4 GHz et/ou 5 GHz | 600 Mbps |
| 802.11ac (Wi-Fi 5) | 5 GHz | ~6,9 Gbps |
| 802.11ax (Wi-Fi 6/6E) | 2,4 / 5 / 6 GHz | ~9,6 Gbps |
Bandes de fréquence : 2,4 GHz vs 5 GHz
2,4 GHz 5 GHz
Portée plus grande (meilleure Portée plus courte (moins
pénétration des obstacles) bonne pénétration des murs)
Seulement 3 canaux NON Beaucoup plus de canaux
CHEVAUCHANTS utilisables non chevauchants disponibles
(1, 6, 11 en usage domestique) (moins de saturation)
Plus de congestion (Bluetooth, Moins d'interférences
micro-ondes, autres réseaux (bande moins utilisée par
partagent la même bande) d'autres technologies)
Débit maximal plus faible Débit maximal plus élevé
Le choix de bande est un compromis portée vs débit/interférences — les points d'accès modernes émettent souvent simultanément sur les deux bandes (dual-band).
Modes d'architecture Wi-Fi
MODE AD HOC (IBSS) MODE INFRASTRUCTURE (BSS)
[Hôte]◄──────►[Hôte] [Hôte]──┐
Communication directe [Hôte]──┼──► [Point d'accès (AP)]
entre stations, sans AP [Hôte]──┘ │
(rarement utilisé en ▼
entreprise) [Réseau filaire/Internet]
| Terme | Définition |
|---|---|
| BSS (Basic Service Set) | Un AP + les stations qui lui sont associées |
| BSSID | Adresse MAC de l'AP, identifiant unique du BSS |
| SSID | Nom du réseau Wi-Fi, configurable, diffusé (ou masqué) |
| ESS (Extended Service Set) | Plusieurs BSS reliés par un même réseau filaire, partageant le même SSID (permet le roaming) |
Processus d'association à un AP
1. SCANNING (passif ou actif)
Passif : écoute les trames BEACON périodiques de l'AP (contiennent
le SSID si non masqué, les débits supportés, le canal)
Actif : envoie une trame PROBE REQUEST, l'AP répond par
PROBE RESPONSE
2. AUTHENTICATION
Vérification d'identité (Open, PSK, ou 802.1X/EAP selon la
sécurité configurée)
3. ASSOCIATION
La station s'enregistre formellement auprès de l'AP
(table d'association), devient membre du BSS
CSMA/CA : accès au support partagé
Ethernet filaire : CSMA/CD (Collision Detection)
→ une station peut DÉTECTER une collision pendant l'émission
Wi-Fi : CSMA/CA (Collision AVOIDANCE)
→ une station NE PEUT PAS détecter une collision en émettant
(elle n'écoute pas pendant qu'elle émet sur son unique antenne)
→ stratégie PRÉVENTIVE : écoute le support avant d'émettre,
attend un délai aléatoire (backoff) si occupé, et utilise
un accusé de réception (ACK) explicite pour confirmer la
bonne réception (son absence = collision probable, retransmission)
Cas d'usage concret : roaming entre AP
Un utilisateur mobile se déplaçant dans un bâtiment avec plusieurs AP configurés sur le même SSID/ESS bascule automatiquement d'un AP à l'autre quand le signal du premier faiblit — un mécanisme géré côté client (le client décide quand basculer, en comparant la puissance de signal reçue de plusieurs BSSID partageant le même SSID), potentiellement assisté côté infrastructure par des mécanismes de roaming rapide (802.11r) pour éviter une interruption perceptible (utile pour la VoIP sur Wi-Fi).
Ce qu'il faut retenir
- 2,4 GHz = plus de portée, moins de débit, plus de congestion ; 5 GHz = inverse.
- BSS = un AP + ses stations associées (identifié par le BSSID, la MAC de l'AP) ; ESS = plusieurs BSS partageant un même SSID pour permettre le roaming.
- Association en 3 étapes : scanning (beacon/probe) → authentication → association.
- Wi-Fi utilise CSMA/CA (prévention, avec ACK) plutôt que CSMA/CD (détection, impossible en half-duplex radio).