1.3. La couche MAC 802.11
La couche de liaison de données de 802.11 se compose de
deux sous-couches : le contrôle de la liaison logique Logical Link
Control (LLC) et le contrôle d'accès au support Medium
Access Control (MAC). Le standard 802.11 utilise la norme LLC 802.2 et un
adressage sur 48 bits, tout comme les réseaux IEEE 802, simplifiant
ainsi le pontage entre les réseaux sans fil et filaires. Le
contrôle d'accès au support est en revanche propre aux WLAN. La
couche MAC 802.11 est très proche de 802.3 dans sa conception : il est
conçu pour supporter de multiples utilisateurs sur un support
partagé en faisant détecter le support par l'expéditeur
avant d'y accéder.
Pour les LAN Ethernet IEEE 802.3, le protocole CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection régule
l'accès des stations Ethernet au câble. Dans un WLAN 802.11, la
détection des collisions est impossible du fait de ce qu'on appelle le
problème «near/far». Pour détecter une collision, une
station doit être capable de transmettre et d'écouter en
même temps. Or, dans les systèmes radio, il ne peut y avoir
transmission et écoute simultanées. En plus, la collision se fait
au voisinage du récepteur et non pas de l'émetteur. Donc,
l'émetteur peut ne pas détecter la collision.
Pour prendre en compte cette différence, le standard
802.11 fait appel à un protocole légèrement
modifié, baptisé CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with
Collision Avoidance, ou à la fonction DCF Distributed
Coordination Function. Le protocole
CSMA/CA tente d'éviter les collisions en imposant un
accusé de réception systématique des paquets (ACK), ce qui
signifie que pour chaque paquet de données arrivé intact, un
paquet ACK est émis par la station de réception.
Ce protocole CSMA/CA fonctionne de la manière suivante
[Ergen, 02] : une station qui souhaite émettre commence par explorer les
ondes et, si aucune activité n'est détectée, elle attend
un temps aléatoire avant de transmettre si le support est toujours
libre. Si le paquet est intact à la réception, la station
réceptrice émet une trame ACK qui, une fois reçue par
l'émetteur, met un terme au processus. Si la trame ACK n'est pas
détectée par la station émettrice (parce que le paquet
original ou le paquet ACK n'a pas été reçu intact), une
collision est supposée et le paquet de données est retransmis
après attente d'un nouveau temps aléatoire.
Figure 1.1 Le fonctionnement de CSMA/CA avec RTS/CTS [Van
Steyvoort, 06]
CSMA/CA permet donc de partager l'accès aux ondes. Ce
mécanisme d'accusé de réception explicite gère
aussi très efficacement les interférences et autres
problèmes radio.
Autre problème de la couche MAC, spécifique au
sans fil, celui du «noeud caché», où deux stations
situées de chaque côté d'un point d'accès peuvent
entendre toutes les deux une activité du point d'accès, mais pas
de l'autre station, problème généralement lié aux
distances ou à la présence d'un obstacle. Pour résoudre ce
problème, le standard 802.11 définit sur la couche MAC un
protocole optionnel de type RTS/CTS Request to Send/Clear to
Send. Lorsque cette fonction est utilisée, une station
émettrice transmet un RTS et attend que le point d'accès
réponde par un CTS. Toutes les stations du réseau peuvent
entendre le point d'accès, aussi le CTS leur permet de retarder toute
transmission prévue, la station émettrice pouvant alors
transmettre et recevoir son accusé de réception sans aucun risque
de collision. Du fait que le protocole RTS/CTS ajoute à la charge du
réseau comme le montre la figure 1.1 en réservant temporairement
le support, il est généralement réservé aux plus
gros paquets, dont la retransmission s'avérerait lourde du point de vue
de la bande passante.
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