Un lecteur m’a demandé un article « sur le WiFi en général ». Le sujet est immense, alors j’ai tranché : je le prends par l’angle qui parle à quiconque révise le TSSR, celui du modèle OSI.
Le WiFi, c’est de l’Ethernet sans le fil. Même adressage MAC, mêmes trames, même pile réseau au-dessus. Sauf qu’en enlevant le câble, on perd tout ce qu’il offrait gratuitement : un support privé, silencieux, où une collision se voit instantanément. Le 802.11 n’est, au fond, qu’un paquet de mécanismes inventés pour compenser cette perte.
L’essentiel en 30 secondes
- Le WiFi (IEEE 802.11) occupe les mêmes couches OSI qu’Ethernet (802.3) : la 1 (physique) et la 2 (liaison). C’est le jumeau sans fil des articles RJ45 et adresses MAC.
- En radio, on ne peut pas détecter une collision pendant qu’on émet. On passe donc du CSMA/CD (on détecte les collisions) au CSMA/CA (on évite les collisions), avec un ACK sur chaque trame.
- Le nœud caché oblige parfois à réserver le support avec RTS/CTS.
- Trois bandes : 2,4 GHz (portée, mais saturée — canaux 1/6/11), 5 GHz (débit, mais DFS), 6 GHz (mais seulement 480 MHz en France).
- Se connecter, c’est une séquence : découverte → authentification → association → sécurité.
Où vit le WiFi dans le modèle OSI
Le WiFi n’est pas « une couche à part ». C’est une technologie de couche 1 + couche 2, au même endroit qu’Ethernet.
802.11 et 802.3 partagent la sous-couche LLC mais divergent au niveau MAC et physique.
Au-dessus, tout est commun : la couche 3 (IP), la couche 4 (TCP/UDP) et le reste ne savent même pas si le paquet est parti par un câble ou par les airs. Là où ça diverge, c’est en bas :
| Ethernet (802.3) | WiFi (802.11) | |
|---|---|---|
| Couche 2 — accès au support | CSMA/CD | CSMA/CA |
| Couche 1 — support | cuivre / fibre | ondes 2,4 / 5 / 6 GHz |
| Duplex | full-duplex | half-duplex, toujours |
| Support | privé | partagé |
| Collision | détectable | indétectable par l’émetteur |
Retenez la dernière ligne. Tout le reste en découle.
Couche 1 : la radio, ce câble qu’on ne voit pas
En Ethernet, la couche 1 c’est du cuivre : un support privé où le signal va d’un point A à un point B, et nulle part ailleurs. En WiFi, c’est un volume d’air partagé avec vos voisins, votre micro-ondes et le babyphone du dessus. On ne choisit pas qui écoute, seulement sur quelle fréquence on parle.
2,4 GHz. Elle porte loin et traverse bien les murs, mais elle est étroite et encombrée. En Europe, les canaux 1 à 13 se chevauchent massivement.
Seuls 1, 6 et 11 sont assez espacés pour ne pas se recouvrir.
D’où le plan classique 1 / 6 / 11. Poser un AP sur le canal 3 « parce qu’il a l’air libre » ne libère rien : il empiète sur le 1 et sur le 6 à la fois, et dégrade les deux.
5 GHz. Beaucoup plus de canaux, donc moins de monde, et la possibilité d’agréger (40, 80, 160 MHz) pour monter en débit. En contrepartie : une portée plus courte, et le DFS sur une partie de la bande — l’AP y partage le spectre avec des radars prioritaires et doit libérer le canal s’il en détecte un. Résultat : des coupures de quelques secondes que beaucoup d’admins cherchent des heures ailleurs.
6 GHz (WiFi 6E). La bande neuve, vierge. Mais un détail que peu d’articles mentionnent : en France, on n’a droit qu’à 480 MHz (5945–6425 MHz, ouverts par l’ARCEP fin 2021), contre 1200 MHz aux États-Unis. Conséquence concrète pour le WiFi 7 et ses canaux de 320 MHz : dans le spectre européen, un seul canal de 320 MHz y tient, contre trois aux US. Même matériel, usages différents.
Couche 2 : parler quand personne d’autre ne parle
En Ethernet commuté, la question de « qui parle quand » ne se pose plus : chaque port de switch est full-duplex. En WiFi, on est revenu à l’époque du hub — un seul média, une conversation à la fois. Il faut donc arbitrer.
Ethernet utilise le CSMA/CD : on écoute, on émet, et si deux stations se percutent, elles entendent la collision et se taisent. En radio, impossible : quand une carte émet, sa propre émission couvre tout le reste. Elle est sourde pendant qu’elle parle.
D’où le CSMA/CA — on n’essaie plus de détecter, mais d’éviter. La station écoute, attend un délai aléatoire pour ne pas se jeter sur le canal en même temps qu’une autre, puis émet. Et surtout : chaque trame est acquittée par un ACK, car c’est le seul moyen de savoir qu’elle est arrivée. Pas d’ACK = retransmission. C’est une des raisons pour lesquelles le débit réel est très loin du débit affiché.
Le nœud caché
Le CSMA/CA suppose que « si j’écoute et que c’est silencieux, personne n’émet ». En radio, c’est faux : deux stations peuvent être à portée du même AP mais hors de portée l’une de l’autre. Les deux croient le canal libre, émettent, et se percutent — uniquement au niveau de l’AP, que ni l’une ni l’autre ne peut constater.
A et C ne s’entendent pas : la collision n’existe que côté AP. Le RTS/CTS réserve le support pour l’éviter.
La parade : RTS/CTS. La station demande la parole (RTS), l’AP répond par un CTS que tout le monde autour de lui entend. Le nœud caché, qui n’entendait pas l’émetteur, entend le CTS et se met en attente. Quand vous avez des coupures inexpliquées avec des clients éparpillés, c’est le premier suspect.
Se connecter : SSID, BSSID et la danse d’association
Trois sigles qu’on confond tout le temps :
- SSID : le nom du réseau (« Livebox-1234 »). Ce que voit l’utilisateur.
- BSSID : l’adresse MAC de la radio d’un AP précis.
- ESSID : plusieurs AP diffusant le même SSID pour couvrir une grande surface — c’est ce qui permet le roaming.
Et voici la séquence, celle qu’il faut savoir lire à l’analyseur :
La station n’est réellement sur le réseau qu’après la poignée de main de sécurité.
Un piège de vocabulaire : l’« authentification 802.11 » de l’étape 2 est un vestige qui ne vérifie rien en mode Open System. La vraie authentification, c’est la poignée de main WPA2/WPA3 de l’étape 4. Une station peut donc être « associée » sans rien avoir chiffré : associé ≠ authentifié au sens sécurité.
Et les générations WiFi 4, 5, 6, 7… 8 ?
Je n’en ai quasiment pas parlé, et c’est volontaire : les générations (802.11n/ac/ax/be/bn) sont une histoire de couche 1 — modulations, largeurs de canal, antennes — et elles méritent leur propre article. Deux mots pour situer : le WiFi 7 (802.11be) est ratifié depuis 2024 et c’est le standard mature du moment ; le WiFi 8 (802.11bn, Ultra High Reliability) a montré ses premiers prototypes au CES 2026 pour une ratification vers 2028, avec une rupture nette — pour la première fois, une génération ne vise pas plus de débit, mais plus de fiabilité. J’y reviendrai dans un article dédié.
Les erreurs classiques
- Un canal 2,4 GHz autre que 1, 6 ou 11. Un canal « intermédiaire » ne fait qu’ajouter du bruit à deux plans à la fois.
- La largeur 40 MHz en 2,4 GHz. On mange presque toute la bande pour un gain illusoire. Le 40 MHz et plus, c’est pour le 5 et le 6 GHz.
- Monter la puissance de l’AP pour « couvrir plus loin ». Le client entendra mieux l’AP, mais l’AP n’entendra pas mieux le client : la connexion s’affiche et rame. Une bonne couverture, c’est plus d’AP à puissance modérée, pas un AP qui hurle.
- Confondre associé et sécurisé. Rien n’est chiffré tant que le handshake WPA2/WPA3 n’est pas passé.
Ce que je retiens
Le WiFi n’est pas une technologie exotique posée à côté du réseau filaire : c’est le même réseau, aux couches 1 et 2, privé du confort du câble. Tout ce qui le complique n’est là que pour recréer ce qu’un brin de cuivre offrait sans effort : un support fiable où l’on sait qui parle et quand. Le jour où une liaison WiFi coince, la bonne question n’est presque jamais « est-ce que ça marche ? » mais « qui d’autre parle sur ce canal, et mes stations s’entendent-elles entre elles ? ».
Sources
- IEEE 802.11, la norme de référence du WiFi (couches physique et MAC) — IEEE 802.11 Working Group.
- ARCEP, décision n° 2021-2184 du 14 octobre 2021 ouvrant la bande 5945–6425 MHz au WiFi 6E en France — Légifrance.
- Wi-Fi Alliance, dénominations des générations et certification — wi-fi.org.
- IEEE 802.11bn (Ultra High Reliability / WiFi 8), statut et objectifs — Wikipédia : IEEE 802.11bn.