Le système de transmission radio par micro-ondes Wimax,
normalisé par l'IEEE sous le numéro de
802.16, offre une interface
Ethernet aux protocoles de couche réseau comme IP. À première vue, on pourrait penser qu'il n'y
a donc rien de spécial à faire pour faire fonctionner IP sur Wimax. En
fait, ce système offre suffisamment de particularités par rapport à
l'Ethernet filaire pour que ce RFC soit
nécessaire, pour normaliser les points de détails où il faut s'écarter
de l'usage classique d'Ethernet.
Parmi les points importants de Wimax, système conçu pour
fonctionner à grande distance, contrairement au Wifi :
- Il n'est pas pair-à-pair. Les machines
connectées (nommées SS pour Subscriber Station) ne
peuvent pas se parler directement, elles doivent passer par la station
de base (BS pour Base Station).
- Wimax est orienté connexion et non pas
datagramme : la machine ne peut pas transmettre
avant une négociation avec la station de base, qui lui alloue un canal
et des ressourecs.
- Il n'y a pas de vraie diffusion : une
machine qui veut parler à toutes les autres doit transmettre à la
station de base, qui diffusera.
- Comme souvent avec les transmissions radio, les machines qui
l'utilisent peuvent avoir des ressources limitées, notamment en
électricité, et il faut éviter de les activer pour un oui ou pour un
non.
- Wimax offre, entre autres, une interface (un convergence
layer, dans la terminologie IEEE)
Ethernet. Mais Ethernet avait été prévu pour un
bus, un média partagé, alors que Wimax est point-à-multipoint.
La norme IEEE 802.16 est très riche et complexe
et beaucoup d'options qu'elle présente peuvent avoir une influence sur
IP.
Le défi de ce (section 1) est donc de profiter de l'interface
Ethernet de Wimax, tout en l'optimisant pour l'usage
d'IPv4 et IPv6, sans
abandonner les principes de base de l'IP sur Ethernet. Le cahier des
charges détaillé avait fait l'objet du .
La section 4 décrit le modèle d'IEEE 802.16. Chaque connexion entre
la SS (la machine qui se connecte) et la BS (la station de base)
reçoit un identificateur sur 16 bits, le CID (Connection
Identifier). Il peut y avoir plusieurs connexions entre
une BS et une SS. L'acheminement des paquets se fait avec le CID, pas
avec l'adresse MAC de l'interface Ethernet.
La section 4.2 couvre les subtilités de l'adressage 802.16. Chaque
SS a une adresse MAC sur 48 bits, comme avec
Ethernet. Mais la commutation des paquets par la BS se fait
uniquement sur la base des CID, les identificateurs des connexions
SS<->BS. L'adresse MAC sources des paquets sur un lien radio n'est donc
pas forcément celle d'une des deux stations, puisque la BS peut
relayer des messages, jouant le rôle d'un
pont.
Contrairement au vrai Ethernet, il n'y a pas de
diffusion (globale ou restreinte) avec Wimax. La BS peut
diffuser à toutes les SS mais si une SS veut en faire autant, elle
doit transmettre à la BS, qui reflétera le paquet vers toutes les
stations (section 4.3 et annexe A).
Les concepteurs de 802.16, conscients de l'importance d'Ethernet
dans le monde des réseaux, avaient prévu dans la norme un mécanisme
(et même deux) pour la transmission de paquets au format
Ethernet. Comme l'explique la section 4.4, le premier de ces
mécanismes, Packet Convergence Sublayer permet
d'affecter différents protocoles au dessus d'Ethernet à des connexions
différentes (et donc d'avoir des QoS
différentes).
Ethernet n'est pas seulement un format de paquets, c'est aussi un
modèle de réseau où toute station d'un même Ethernet peut parler
directement à n'importe quelle autre. Ce n'est pas le cas, on l'a vu,
pour 802.16, et il a donc fallu introduire un
pont, rôle joué par la station de base, la BS
(section 5). Ce mécanisme n'est pas très différent de celui de
l'Ethernet filaire commuté (section 5.1). Comme un commutateur, la
BS transmet aveuglément les paquets d'une station d'abonné, une SS, à
une autre.
Il reste à réaliser la diffusion
(broadcast). Comme indiqué plus haut, et précisé en
section 5.2, la BS réalise une diffusion en dupliquant les paquets, un
exemplaire par SS destinataire.
Bien, maintenant que le modèle de la liaison et celui de
l'émulation Ethernet sont clairs, comment faire passer IP là-dessus ? C'est le rôle des
techniques exposées en section 6. Les sections 6.1 et 6.2 font un
rappel de la méthode habituelle de transmission d'IP sur
Ethernet. Décrite dans les pour
IPv4 et pour
IPv6, cette méthode décrit
l'encapsulation d'IP dans Ethernet, et la
résolution d'adresses IP en adresses MAC par les protocoles
ARP (, pour IPv4) et
NDP (, pour IPv6). IP sur
Wimax continue dans la même veine et utilise les mêmes techniques.
C'est ici que se nichent les subtiles différences entre IP sur
Ethernet et IP sur 802.16. Par exemple, la section 6.2.2.1 recommande
des valeurs particulières pour certaines variables comme l'écart
maximum entre deux annonces par un routeur. Comme les machines
connectées en Wimax peuvent dépendre d'une batterie, qu'il faut
économiser, les valeurs recommandées sont plus importantes que pour un
réseau où la majorité des machines est connectée au
secteur.
La section 7 détaille ces améliorations qui doivent être apportées
à « IP sur Wimax ». Par exemple, la mise en œuvre de la
diffusion restreinte Ethernet
par les BS consiste à répéter la trame sur tous les liens virtuels,
réveillant ainsi même les machines qui n'étaient pas membres du groupe
multicast considéré. La section 7.1.1 demande donc
que l'information sur qui est membre ou pas soit traitée par la BS, de
façon à ce qu'elle sache sur quels liens transmettre la trame. Pour
cela, la BS doit donc écouter le trafic lié à la diffusion restreinte,
comme expliqué dans le .
Et la diffusion générale
(broadcast) ? Elle est encore plus gourmande en
électricité. La section 7.1.2 demande donc que la station de base
procède intelligement et ne transmette pas les
trames de diffusion des protocoles comme ARP,
DHCP ou IGMP, qu'elle
doit plutôt intercepter et traiter elle-même. La section 7.2 explique
comment assurer ce traitement pour DHCP et la 7.3 pour ARP. Dans ce
dernier cas, la BS, connaissant toutes les stations des clients et
donc leurs adresses MAC, doit
assurer un rôle de relais ARP. À noter que
l'équivalent d'ARP pour IPv6, NDP, ne fonctionne pas de la même
manière (les trames sont transmises en diffusion restreinte) et peut
donc être traitée par le mécanisme général de la diffusion restreinte.
La section 10 clôt le RFC avec les questions de sécurité. Comme
IP sur Wimax est très proche de IP sur Ethernet, les problèmes de
sécurité liés à Ethernet sont souvent les mêmes, et les solutions
aussi. Ainsi, les paquets NDP (Neighbor Discovery
Protocol) peuvent être mensongers et les techniques de
sécurité comme SEND peuvent être utilisées.
Deux annexes reviennent sur des choix qui ont été faits lors de
l'adaptation d'IP à 802.16. L'annexe A discute la possibilité
d'utiliser des CID (Connection Identifier) pour la
diffusion restreinte, mais la rejette car la diffusion restreinte de
802.16 ne fonctionne que dans un seul sens, de la BS vers les SS. De
plus, elle nécessite un traitement par toutes les machines à qui la BS
a envoyé la trame, les forçant ainsi à se réveiller et à consommer du
courant.
L'annexe B discute pour sa part les avantages et les inconvénients
d'un pont centralisé entre les SS, par rapport à un ensemble de ponts
connectés entre eux.