Réseaux Wi-Fi: Technologies et Sécurisation

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre les principes fondamentaux des réseaux sans fil et leurs différences avec les réseaux câblés.
• Maîtriser les protocoles et normes des réseaux sans fil, notamment la famille 802.11 (Wi-Fi).
• Analyser les défis techniques liés aux transmissions sans fil (interférences, sécurité, gestion du support partagé).
• Explorer les mécanismes d'accès au média (CSMA/CA), les trames 802.11 et les topologies des WLAN.
• Évaluer les enjeux de sécurité des réseaux sans fil et les solutions modernes (WPA3, chiffrement).
• Découvrir les évolutions technologiques comme le Wi-Fi 6 (802.11ax) et le WiMAX.

Public cible

Ce cours s'adresse aux étudiants en informatique, aux ingénieurs réseaux et aux professionnels IT souhaitant approfondir leurs connaissances sur les technologies sans fil. Une compréhension de base des réseaux (modèle OSI, adressage IP) est recommandée.

Contenu détaillé

1. Introduction

Les réseaux sans fil ont révolutionné la connectivité en offrant flexibilité et mobilité. Ce module introduit leur historique, leur importance dans les infrastructures modernes et leurs défis (latence, sécurité).

2. Les réseaux câblés (rappel)

Pour contextualiser, nous comparons avec Ethernet (802.3) :

• Ethernet 802.3 : Standard dominant des LAN câblés.
• Trames Ethernet : Structure des paquets (en-tête, payload, CRC).
• CSMA/CD : Gestion des collisions dans les réseaux filaires (vs CSMA/CA pour le sans-fil).

3. Les LAN sans fil 802.11 (WLAN)

3.1 Défis des WLAN

Problématiques uniques : interférences, atténuation du signal, mobilité des nœuds.

3.2 Topologies

Modes infrastructure (via point d'accès) et ad-hoc (peer-to-peer).

3.3 Accès au support

Détail du CSMA/CA (Collision Avoidance) et des mécanismes RTS/CTS pour réduire les collisions.

3.4 Couche MAC 802.11

Fonctions clés : association des clients, gestion de la puissance, fragmentation des trames.

3.5 Couche physique

Technologies (DSSS, OFDM), fréquences (2.4 GHz vs 5 GHz), et débits théoriques.

3.6 Trames 802.11

Structure des trames de gestion, contrôle et données (ex : beacon frames).

3.7 Sécurité

Évolution de WEP (vulnérable) à WPA3, méthodes d'authentification (EAP), et bonnes pratiques.

3.8 Futur des WLAN

Wi-Fi 6 (OFDMA, MU-MIMO) et convergence avec la 5G.

4. Conclusion

Synthèse des avantages (mobilité, coût) et limites (portée, sécurité) des réseaux sans fil, perspectives d'innovation.

5. Bibliographie

Références académiques et normes IEEE pour approfondir.