Группа устройств в беспроводной сети: BSS и ESS

Введение

Группа всех устройств в одной беспроводной сети

В стандартах беспроводных локальных сетей IEEE 802.11 (включая Wi-Fi) сервисная сеть представляет собой группу беспроводных сетевых устройств, использующих общий идентификатор сервисной сети (SSID) – как правило, удобочитаемое имя, которое пользователи видят в качестве имени сети. (Например, все устройства, которые вместе формируют и используют Wi-Fi сеть с именем Foo, составляют сервисную сеть.) Сервисная сеть формирует логическую сеть узлов, работающих с общими параметрами сетевого уровня; они образуют один логический сетевой сегмент. Сервисная сеть может быть базовой сервисной сетью (BSS) или расширенной сервисной сетью (ESS). Базовая сервисная сеть – это подгруппа устройств в составе сервисной сети, которые имеют общие характеристики доступа к среде физического уровня (например, радиочастота, схема модуляции, настройки безопасности), обеспечивающие их беспроводную связь. Базовая сервисная сеть определяется идентификатором базовой сервисной сети (BSSID), общим для всех устройств в ее составе. BSSID – это 48-битная метка, соответствующая стандартам MAC-адресов. Хотя устройство может иметь несколько BSSID, как правило, каждый BSSID связан одновременно не более чем с одной базовой сервисной сетью. Базовую сервисную сеть не следует путать с зоной покрытия точки доступа, известной как зона базового обслуживания (BSA).

Инфраструктура

Инфраструктурный BSS создается инфраструктурным устройством, называемым точкой доступа (AP), для подключения других устройств. (Обратите внимание, что термин IBSS не используется для этого типа BSS, а относится к независимому типу, описанному ниже.) Операционные параметры инфраструктурного BSS определяются точкой доступа. Сегменты Wi-Fi в обычных домашних и корпоративных сетях являются примерами этого типа. Каждый базовый набор служб имеет уникальный идентификатор – BSSID, представляющий собой 48-битное число, соответствующее стандартам MAC-адресов. BSSID инфраструктуры обычно нельзя настроить, в этом случае он либо задается на заводе, либо математически вычисляется на основе предварительно заданного значения, такого как серийный номер или MAC-адрес другого сетевого интерфейса. Как и MAC-адреса, используемые для устройств Ethernet, инфраструктурный BSSID состоит из 24-битного организационно уникального идентификатора (OUI, идентификатор производителя) и 24-битного серийного номера. BSSID, состоящий из одних единиц, используется для обозначения универсального BSSID, который можно использовать только во время зондирующих запросов или для связи, происходящей вне контекста BSS.

Независимый

Независимая BSS (IBSS) или сеть ad hoc создается устройствами, работающими в режиме "одноранговый" (peer-to-peer), без сетевой инфраструктуры. Типичным примером является временная сеть, создаваемая сотовым телефоном для предоставления доступа в Интернет другим устройствам. В отличие от станций в сети инфраструктурного режима, станции в беспроводной сети ad hoc обмениваются данными непосредственно друг с другом, то есть без зависимости от точки доступа для пересылки трафика между ними. В этой форме беспроводной сети "одноранговый" (peer-to-peer) устройства образуют независимый набор базовых услуг (IBSS). Некоторые функции точки доступа – такие как определение параметров сети и другие функции "маячкования" – устанавливаются первой станцией в сети ad hoc. Однако эта станция не пересылает трафик между другими станциями; вместо этого, устройства общаются непосредственно друг с другом. Как и инфраструктурная BSS, независимая BSS также имеет 48-битный идентификатор, подобный MAC-адресу. Но в отличие от идентификаторов инфраструктурных BSS, идентификаторы независимых BSS не обязательно уникальны: бит "индивидуальный/групповой" адреса всегда установлен в 0 (индивидуальный), бит "универсальный/локальный" адреса всегда установлен в 1 (локальный), а оставшиеся 46 бит генерируются случайным образом.

Сетка

Основной набор услуг mesh (MBSS) — это самодостаточная сеть mesh-станций, использующих общий профиль mesh, определенный в стандарте 802.11s. Каждый узел может также быть точкой доступа, обслуживающей собственный базовый набор услуг, например, используя mesh BSS для предоставления доступа в Интернет локальным пользователям. В такой системе BSS, созданная точкой доступа, отличается от mesh-сети, и беспроводной клиент этой BSS не входит в состав MBSS. Формирование mesh BSS, а также управление беспроводным трафиком (включая выбор маршрута и пересылку) согласовываются между узлами mesh-инфраструктуры. Mesh BSS отличается от сетей (которые также могут быть беспроводными), используемых точками перераспределения mesh для связи между собой.

Идентификатор набора услуг

Идентификатор набора услуг (SSID) определяет или расширяет набор услуг. Обычно он широковещательно передается станциями в сигнальных пакетах для объявления о наличии сети и отображается пользователям как имя беспроводной сети. В отличие от идентификаторов базового набора услуг, SSID обычно настраиваются. Эти SSID могут быть длиной от 0 до 32 октетов и, для удобства, обычно представлены на естественном языке, таком как английский. Стандарты 802.11 до версии 2012 года не определяли конкретное кодирование или представление для SSID, которые предполагалось обрабатывать как произвольную последовательность из 32 октетов, не ограничиваясь печатными символами. IEEE Std 802.11 2012 определяет флаг, указывающий, что SSID кодируется в UTF-8 и может содержать любой текст Unicode. Стеки беспроводных сетей должны быть готовы обрабатывать все возможные значения в поле SSID. Поскольку содержимое поля SSID является произвольным, стандарт 802.11 разрешает устройствам объявлять о наличии беспроводной сети с помощью сигнальных пакетов, в которых поле SSID установлено в ноль. Нулевой SSID (поле "длина" элемента SSID установлено в ноль) называется "wildcard SSID" в документации по стандартам IEEE 802.11, а также "SSID без широковещания" или "скрытый SSID" в контексте сигнальных объявлений. Он может использоваться, например, в корпоративных и mesh-сетях для перенаправления клиента на определенную (например, менее загруженную) точку доступа. Станция также может передавать пакеты, в которых поле SSID установлено в ноль, что побуждает связанную точку доступа отправить станции список поддерживаемых SSID. После установления связи устройства с базовым набором услуг, для повышения эффективности, SSID не передается в заголовках пакетов; для адресации используются только BSSID.

Расширенный набор услуг

Расширенный набор услуг (ESS) — это беспроводная сеть, созданная несколькими точками доступа, которая представляется пользователям как единая, бесшовная сеть, например, сеть, охватывающая дом или офис, слишком большой для надежного покрытия одной точкой доступа. Это совокупность одного или нескольких базовых наборов обслуживания инфраструктуры, объединенных в общий логический сегмент сети (то есть использующих одну и ту же IP-подсеть и VLAN). Ключевым аспектом концепции является то, что участвующие базовые наборы обслуживания воспринимаются как единая сеть на уровне управления логической связью. Таким образом, с точки зрения уровня управления логической связью, станции в пределах ESS могут взаимодействовать друг с другом, а мобильные станции могут прозрачно перемещаться из одного участвующего базового набора обслуживания в другой (в пределах одной и той же ESS). Расширенные наборы услуг обеспечивают возможность предоставления распределенных сервисов, таких как централизованная аутентификация. С точки зрения канального уровня, все станции в пределах ESS находятся в одной и той же сети, и переход от одной BSS к другой прозрачен для управления логической связью. Базовые наборы обслуживания, сформированные в беспроводных ad hoc сетях, по определению независимы от других BSS, и независимая BSS не может быть частью расширенной инфраструктуры. В этом формальном смысле независимая BSS не имеет расширенного набора услуг. Однако сетевые пакеты как независимых BSS, так и инфраструктурных BSS содержат логический идентификатор сетевого набора услуг, и управление логической связью не различает использование этого поля для обозначения сети ESS и использование этого поля для обозначения одноранговой ad hoc сети. Фактически, эти два типа сетей неотличимы на уровне управления логической связью.

Цитируемые работы

Да. Да. Да. Да. Да. Да. Да. Да. Да. Да. Да. Да.