Beacon, Scan et découverte de réseau

Un réseau, qu’il soit ad hoc ou infrastructure, est annoncé par la diffusion périodique de message appelé Beacon. Ces messages contiennent des information sur le réseau telle que le timestamp (pour la coordination des nœuds), le temps d’intervalle entre deux beacon, les débits possibles (en termes de débit), les informations d’identifica- tion (SSID,BSSID) et les paramètres de modulation. Dans le mode infrastructure, ces

beacon sont envoyés périodiquement par l’AP. L’intervalle est d’environ toutes les 100msmais cela est configurable par l’administrateur de l’AP. La figure2.21donne un exemple d’émission périodique d’un beacon par un AP. Si à un instant donné l’AP ne peut pas émettre de beacon parce que le canal est déjà occupé, il diffère sa transmission et transmet le beacon dès que le canal est de nouveau libéré.

time

Transmissoin Réception

Réception

Beacon Interval

Transmissoin Beacon Transmissoin de données

Transmission différée

Figure 2.21 – Émission périodique de beacon par un AP IEEE 802.11

Dans le mode ad hoc, toutes les stations participent pour envoyer des beacons, mais pour éviter de surcharger le réseau, les stations n’envoient pas toutes des bea- cons en même temps. Comme pour le mode infrastructure, l’envoi des beacons est fait périodiquement en suivant l’intervalle défini par la première station à avoir créé le réseau ad hoc. Pour éviter que plusieurs stations n’envoient un beacon en même temps, le protocole utilisé est de typeCSMA/CAc’est-à-dire qu’au moment où un beacon doit être envoyé, chaque station tire un backoff aléatoire. Le beacon est trans- mis par la première station pour laquelle le backoff arrive à zéro, les autres stations annulent leurs backoff. La figure2.22donne un exemple de fonctionnement dans un réseaux ad hoc constitué de deux stations.

La phase de scanning est une primitive de IEEE 802.11 permettant de recenser les ressources disponibles sur l’ensemble des canaux. Elle permet de remonter aux couches supérieurs la liste des points d’accès ou réseaux ad hoc environnants. La pro- cédure de scanning doit être effectuée le plus rapidement possible afin de pouvoir avoir des algorithmes de handover efficaces. Le handover est le mécanisme permettant de se déconnecter d’un AP pour se raccrocher à un autre. Ce cas de figure arrive par exemple lorsqu’un utilisateur se déplace dans un immeuble et au fur à mesure qu’il se déplace, son ordinateur se connecte au meilleur AP disponible (appartenant au mêmeESS). Afin que cela se fasse le plus efficacement possible, il faut que la phase de scanning soit la plus courte possible, tout en recensant le maximum d’APà la fois. Il existe deux façon de faire du scanning, une méthode appelée le scan passif et une autre appelée le scan actif.

Beacon Interval

TransmissoinRéception

Transmissoin data Réception data

Backoff _2x Tirage du backoff

Transmissoin Beacon 2x 4x 3x 5x 2x 4x beacon annulé beacon annulé Réception Beacon

Figure 2.22 – Émission périodique de beacon dans le mode ad hoc de IEEE 802.11 2.4.6.1 Scan passif

Le scan passif consiste à écouter chaque canal pour une période de temps donnée afin d’y détecter la présence éventuelle des beacons périodiques. Cet algorithme se base sur un timer appelé Channel Time qui est réinitialisé à chaque fois que la station écoute un nouveau canal. Lorsque le timer expire, la station passe au canal suivant et recommence.

2.4.6.2 Scan actif

Le scan actif consiste à forcer la réception d’un beacon au moyen d’une trame appelé probe request. Lorsqu’une probe request est envoyée sur un canal, tous les points d’accès et les stations ad hoc environnantes doivent répondre avec une probe res- ponse en suivant la méthodeDCF. Les probe responses ne peuvent pas être renvoyées après un tempsSIFScar il peut y avoir plusieurs réponses et il faut donc utiliser le mécanisme de contention afin d’éviter les collisions. Cela implique que le moment où la station recevra les probe responses est indéterminé car il peut y avoir un certain nombre de trames de données entre l’émission du probe request et la réception des probe responses. La procédure du scanning actif se base sur deux timers au lieu d’un seul dans le scan passif. Le premier timer, appelé Minimum Channel Time est le temps minimum à passer sur un canal pour recevoir des beacons ou des probe res- ponses. Si au-delà de ce temps aucun beacon ni probe response n’a été reçu, la station passe au canal suivant et recommence. Si au moins un beacon a été reçu, la station at-

tend alors jusqu’au deuxième timer appelé Maximum Channel Time pour en recevoir d’autres. Ch 1 Ch 2 Pro be Req ues t P ro b e R es p o n s_e P ro b e R es p o n s_e

Minimum Channel Time Maximum Channel Time

Pro be

Req ues

t

Minimum Channel Time

Ch N Pro be Req ues t P ro b e R es p o n s_e

Minimum Channel Time Maximum Channel Time

Scan Delay

Probe Delay

Figure 2.23 – Procédure de scan actif dans IEEE 802.11

La figure2.23 donne un exemple de scanning actif. Dans le canal 1, la station re- çoit un premier probe response avant la fin du premier timer et attend donc jusqu’à l’expiration du deuxième timer. On remarque d’une deuxième réponse à été reçue durant cette période, à l’expiration du deuxième timer la station passe au canal sui- vant. dans le canal 2 aucune probe response n’a été reçue, la station passe directement au canal suivant à la fin du premier timer. Dans le dernier canal, la station reçoit une première probe response durant le premier timer mais ne reçoit rien après, elle attendra donc le temps maximal pour rien.