《无线权威指南》—网络概述：相关术语与设计（一）
本章概述：
（1）描述了802.11 wireless LAN的整体架构。
（2）802.11网络将会接触到的网络元件，这些元件包括工作站、基站以及传输系统本身。
（3）名称简介：
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工作站：station配置无线网卡的运行设备；
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基站：access point，位于工作站与传输系统之间的桥接器
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传输系统：cistrihution system，即有线骨干网络
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工作站在逻辑上被划归它各个基本服务集组合Basic Service set，简称BSS
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由工作站彼此自治（ad-hoc confederation）的独立性基本服务网络（independent BSS，简称IBSS）
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基站允许个别的BSS彼此串联为逻辑上相连的群组，此种结构称为延伸式服务组合（Extended Service Set，简称ESS）
（4）缩略词：
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FHSS：跳频展频frequency-hopping spread-spectrum
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DSSS：直接序列展频direct-sequence spread-spectrum
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HR/DSSS：高速直接序列展频
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OFDM：正交分频多工技术，orthogonal frequency devision multiplexing
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PLCP：物理层收敛程序，Physical Layer Convergence Procedure
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PMD：实际搭配介质，Physical Medium Dependent
2.1 IEEE802网络技术规格
（1）802.11家族成员的关系，以及它们在OSI模型中的角色定位。
图2-1：IEEE 802家族，以及其与OSI模型的关系
（1）IEEE 802规格的重心放在OSI模型的最底下两层，MAC决定如何访问介质与传送数据的规则，PHY负责传送与接收的细节。
（2）CSMA/CD与Enternet有关；
802.5是Token Ring；
802.2是链路层（link layer）可供所有底层局域网技术使用；
802网络管理功能规范于802.1，它的范围涵盖桥接（802.1D）以及虚拟局域网（802.1Q）；
（3）802.11是另一种可以利用802.1/LLC封装的链路层。它涵盖了802.11 MAC以及两种物理层：跳频展频FHSS和直接序列展频DSSS；
802.11b规范了高速直接序列展频（HR/DSSS）;
802.11a主要是以正交分频多工（OFDM）技术为基础；
（4）802.11将PHY进一步划分为两个组成元件：
一是PLCP，负责将AMC帧对映到传输介质，它横跨MAC与PHY，负责将帧传至空中；
二是PMD，负责传送这些帧；
2.2 802.11相关术语及其设计
802.11网络包括四种主要实体元件，如下图：
图2-3：802.11 LAN的组成元件
这些组成元件包括：
（1）工作站（Station）
配置无线网络界面的计算设备。如：台式机、笔记本、手机等；
（2）基站（Access Point）
具备无线至有线桥接功能的设备
（3）无线介质（Wireless Medium）
802.11标准以无线介质（Wireless medium）在工作站之间传递帧；
（4）传输系统（Distribution system）
负责将帧（frame）转送至目的地；
2.2.1网络类型
基本服务组合（basic service set，简称BSS）是802.11网络的基本元件。BSS分为两种，如下图所示：
图2-4：独立型与基础型服务组合
2.2.1.1独立型网络
图2-4左为独立式基本服务组合（independent BSS，简称IBSS），工作站之间可以直接通信通信，两者间的距离在可以直接通信的范围内。IBSS有时被称为特设BSS（ad hoc BSS）或特设网络（ad hoc network）。
2.2.1.2基础型网络
判断是否为基础型网络，只要检视是否有基站参与其中。基站负责基础型网络所有的传输，包括同一服务区中所有行动节点之间的通信。它的两个优点如下：
（1）基础型基本服务组合被界定在基站的传输范围；
（2）基站在基础型网络里的作用是协助工作站节省电力；
特点：
（1）基础型网络里，工作站必须先与基站建立连接，才能取得网络服务；连接（association）是指移动式工作站加入某个802.11网络的程序。逻辑上，相当于Ethernet插上网线。
（2）每部移动式工作站同时间只能与一部基站连接；
2.2.1.3延伸式服务区域
802.11允许将几个BSS串联为延伸式服务组合（extended service，ESS），借此延伸无线网络的覆盖区域；所谓ESS就是利用骨干网络将几个BSS连接一起，所有位于同一ESS的基站将会使用相同服务组合识别码（set identifier，简称SSID）。
图2-5所示的ESS就是四个BSS的联集。实际生活中，要求服务区域是连续的；
图2-5：延伸式服务组合
上图：
（1）该路由仅会以某移动时工作站的MAC为目的地址，ESS的传输系必须负责将帧传递给正确的基站；
（2）上图有部分传递机制属于Ethernet所构成的骨干网络，不过该骨干网络并不代表整个传输系统，因为它无法在多个基站间做出选择。
它的特点：
（1）隶属同一ESS的工作站可以相互通信；
（2）基站、骨干网络、无线介质必须能够在第二层（链路层）进行连接；
（3）ESS所属的基站会彼此合作，让外界能够使用单一MAC地址与ESS里其他工作站通信。图2-5中，路由器可使用单一MAC地址传递帧给移动工作站，由该工作站连接基站负责传送帧。
2.2.1.4多组BSS所构成的环境：虚拟AP
在802.11芯片组使用相同的物理层来建立多组网路，每组网络可拥有自己的SSID，各SSID被分别连接至不同的VLAN。
每个BSS就像一部自给自足的AP，拥有自己的ESSID、MAC地址、身份认证配置以及加密设置。
目前802.11芯片最多可以建立32甚至64组BSS。
2.2.1.5固安网络（Robust Security Network）
（1）一旦使用802.11i所定义的、经改良的身份认证与私密性，就可称之为固安网络连接（robust security network association，简称RSNAs）。
（2）产品可以通过硬件、软件或软硬件兼具的方式支持802.11i，这取决于该设备使用的架构。
2.2.2再论传输系统
（1）传输系统必须负责追踪工作站实际的位置，以及帧的传送。若要传送帧给某部移动式工作站，传输系统必须负责将之传递给服务该移动时工作站的基站。
（2）目前市面上大部分基站（AP）都是扮演桥接器的角色。这些基站有无线部分以及一个Ethernet部分。Ethernet用来连接有线网络，而无线部分则为该网络延伸。这两种网络介质之间的帧传送，是由【桥接引擎】加以控制。
基站、骨干网络以及传输系统之间的关系如图2-6所示。
图2-6：在一般802.11基站中常见的传输系统
基站具备两种不同的层面，分别连接至同一个桥接引擎。帧将会通过桥接器送至无线网络，任何由桥接器的无线点所送出的帧都会传给所有已连接的工作站。每部已连接的工作站均可传递帧至基站。最后，桥接器的骨干点可以直接与骨干网络互动。上图2-6中，传输系统是由桥接引擎及有线骨干网络所组成。
（1）在基础型网络里，移动式工作站必须依赖传输系统才能彼此通信，因为它们无法直接联系；
（2）工作站A要传送帧给工作站B唯一方式是，通过基站里桥接引擎的转达；桥接器本身属于传输系统的组成元件。
2.2.2.1基站间的通信是传输系统的一部分
传输系统包含了管理连接的方式。
（1）一部无线工作站在同一时间只能与一部基站连接；
（2）如果某工作站已经与某基站连接，位于同一个ESS的其他基站必须能够得知此工作站；
（3）市面上许多基站会在骨干介质中采用基站间协议（inter-access point protocol，简称IAPP）；
2.2.2.2无线桥接器与传输系统
802.11规格有明确提到，无线介质本身也可以作为传输系统。这种无线传输系统（wireless distribution system，简称WDS）的配置通常称为【无线桥接器】（wireless bridge）配置，它允许网络工程师在链路层连接两个局域网络。
无线桥接器可用来快速连接不同的网段，十分适合访问供应商（access provider）使用，市面上大部分的802.11基站均支持无线桥接功能。
2.2.3网络界限
802.11网络的界限（boundary）是相当模糊的。和移动电话网络一样，允许基本服务区域彼此重叠，既可以让工作站转换基本服务区的成功率提高，也可以提供最高层次的网络覆盖率。
下图2-7中：
（1）右边的基本服务区域彼此重叠的十分明显，这意味着，当工作站从BSS2移动至BSS4时不至于失去信号，同时也意味着就算AP3（或者AP4）失灵，也不致瘫痪整个网络；
（2）如果AP2故障，则整个网络就会被分割成两个彼此隔开的区域，位于BSS1的工作站只要离开BSS1所涵盖的范围进入BSS3和BSS4，就会失去与BSS1的连接。有些新产品提供动态电波调整功能，可以在实际运作时自动填补基站间的空隙。
图2-7：ESS中彼此重叠的BSS
不同类型的802.11网络彼此亦可重叠。当两个BSS必须分享单一无线频道的频宽时，共存的BSS之间必然会有效能上的消长。
图2-8：不同类型的无线网络彼此重叠