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服务集 (无线局域网)

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服务集(Service set)是无线局域网中的一个术语,用以描述802.11无线网络的构成单位(一组互相有联系的无线设备),使用服务集标识符(SSID)作为识别。可以分为独立基本服务集(IBSS)、基本服务集(BSS)和扩展服务集(ESS)三类。其中IBSS属于对等拓扑模式(又称Ad-Hoc模式、無線隨意網路),而BSS和ESS属于基础架构模式。这些拓扑是原始的802.11规范中定义的,其他的如网桥中继器等则是属于特定厂商的扩展或者WDS的拓扑模式。[1]

一些新的访问点支持伪装成多个独立的访问点,各自拥有独立的SSID、安全规则等等,但这也不属于原始的802.11规范。[1][2]

服务集标识符[编辑]

服务集标识符(英语:Service Set Identifier,SSID)是一个或一组基础架构模式无线网络的标识,依照标识方式又可细分为两种:

多个AP可以拥有同一个ESSID以对客户提供漫游能力,但是BSSID必须唯一,因为数据链路层的MAC地址是唯一的。

一个全为1的BSSID表示广播,一般用于检查可用无线访问点。

AP可以选择在信标中暴露自己的ESSID(称为SSID广播),也可以选择隐藏。特别的,当客户端发出加入空白ESSID网络的请求时,按照标准,所有AP必须发送自己的ESSID以供客户检测可用网络。[1]不过有一些AP允许关闭此功能,例如Linux下的hostapd英语hostapd软件。

独立基本服务集[编辑]

这种服务集隶属于对等拓扑模式,各客户端之间直接相互连接而不需要访问点的协助。目前大多数操作系统都对此模式提供了支持,并且通常提供工具(比如Windows XP中自带的Wireless Zero Configuration)以简化此种网络的建立、维护和拆除。[1]

该模式常见于小型办公室或是家庭中。因为要求所有客户端之间都可以互相直接连接,其覆盖范围非常有限。该模式的网络还有一个缺点是不容易保护。[1]

在此种模式下,最先建立起该网络的主机实际上可以控制整个IBSS中的数据传输过程[1],并且所有设备都会广播所加入网络的SSID[2]该种网络的BSSID(基础服务集标识符)由一个46位随机数产生,并且会指定全局/本地位为1(本地),同时指定独立/组位为0(独立)。对应的ESSID(扩展服务集标识符)则由最先建立网络的主机决定。[2]

基础架构模式[编辑]

图中略去了BSSID

基础架构模式下,所有客户端和一个(BSS)或多个(ESS)访问点关联,各客户端间的数据传输通过访问点中转,各客户端之间不直接相互通信(规范也不允许直接通信),因此每个客户只要在访问点的有效信号范围内就可以了,但是这也带来了部分设备不可见的问题,因为用于避免在无线链路上发生冲突英语Collision (telecommunications)CSMA/CA技术依赖于每个设备之间的互相可见性。[3]通常情况下,其覆盖范围通常比对等拓扑模式广。[1]

基本服务集[编辑]

在基本服务集中,所有无线设备关联到一个访问点上,该访问点连接其他有线设备(也可能不连接),并且控制和主导整个BSS中的全部数据的传输过程。BSS使用发射器的第二层地址(通常是MAC地址)作为其BSSID(基础服务集标识符),亦可以指定一个ESSID(扩展服务集标识符)来帮助记忆。[2]

BSS的覆盖范围称为基本服务区(BSA)或是蜂窝[2]只有在BSS为构成单元,BSA为其覆盖范围的情况下,BSS和BSA才可以互换。[1]

例如右图中,忽略其他有线网络设备,两个访问点虽然使用了同一个ESSID(扩展服务集标识符),但是二者的第二层地址不一样,因此是两个BSS,两台笔记本电脑分别属于这两个BSS。若是没有其他设备辅助,二者无法直接通信。[1]

扩展服务集[编辑]

在扩展服务集(ESS)中,无线设备关联到一个或多个访问点上。ESS实质上是多个BSS通过各种手段互相连接得来,ESS使用用户指定的ESSID作识别。[1]

通过将多个BSS比邻安置,可以扩展网络的范围,如果这些BSS通过各种分布系统互联(无论是有线的还是无线的),拥有一致的ESSID,并且对于逻辑链路控制层来说可以认为是一个BSS的话,那么这些BSS可以被统一为一个ESS。[2]

在同一个ESS中的不同BSS之间切换的过程称为漫游。一般而言,一个ESS中的BSS都会使用相同的安全机制以提供接近于无缝漫游的可能。两个BSA之间通常有15%左右的重叠范围来保证漫游时信号不会长时间丢失[1],并且设置在不同频段来防止相互干扰[2]

同样在右图中,两个访问点通过一台交换机实现了分布式系统,并且拥有一样的ESSID,这样一来两台分别属于不同BSS的电脑之间就可以互相通信,就好像都连接在同一台访问点上一样。[1]

当图中Laptop0进入两个访问点信号重叠部分时,操作系统会自动判断信号强弱并切换关联的访问点。这样,在完全失去右侧访问点的信号前,会有足够的时间让电脑切换到左侧的访问点。这当中只需要几秒钟便可完成。[1]

参考[编辑]

  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 《互联Cisco网络设备 第一部分(ICND1)》. 第1卷 1.0版. Cisco Systems, Inc. 2007: 第3–26至3–28页(第2单元“无线LAN”,第3课“实施WLAN”) (简体中文). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 IEEE Std 802.11-2007. IEEE. 2007-06-12 [2011-11-03]. 
  3. ^ Pommer, Hermann: Roaming zwischen Wireless Local Area Networks. VDM Verlag, Saarbrücken 2008, ISBN 978-3-8364-8708-5.