🎯 课程摘要：本节课介绍 802.11 无线局域网（Wi-Fi）的两种组网方式——有固定基础设施和无固定基础设施（自组织网络），重点讲解基本服务集 BSS、接入点 AP、分布系统 DS、扩展服务集 ESS、SSID、BSA 等核心概念，以及关联、重建关联、分离等基本服务。
- 概念定义：802.11 是 IEEE 于 1997 年制定的无线局域网协议标准，是目前应用最广泛的无线局域网，常被简称为 Wi-Fi。
- 分类：802.11 无线局域网分为两类：
- 有固定基础设施的组网方式（使用最多）；
- 无固定基础设施的组网方式（自组织网络 / Ad hoc 网络）。
- 助教补充：固定基础设施指预先建立的、能覆盖一定地理范围的多个固定通信基站。
| 术语 | 缩写 | 含义 |
|---|
| 接入点 | AP（Access Point） | 位于网络中心的基站，是 BSS 的核心 |
| 基本服务集 | BSS（Basic Service Set） | 802.11 无线局域网的最小构件，含 1 个 AP 和若干移动站 |
| 基本服务区 | BSA（Basic Service Area） | 一个 BSS 所覆盖的地理范围，直径不超过 100 m |
| 服务集标识符 | SSID（Service Set Identifier） | 使用该 AP 的无线局域网名字，最长 32 字节 |
| 分配系统 | DS（Distribution System） | 用于连接多个 BSS 的系统，最常用以太网 |
| 扩展服务集 | ESS（Extended Service Set） | 通过 DS 将多个 BSS 连接构成的扩展服务 |
- 原理解析：
- 采用星型网络拓扑，中心为 AP。
- 网络管理员需为 AP 分配一个最长 32 字节的 SSID 和一个无线通信信道。
- BSS 内各站点之间的通信，以及与 BSS 之外站点的通信，都必须经过本 BSS 内的 AP 转发。
- 一个 BSS 可以是孤立的，也可通过 DS 与其他 BSS 连接构成 ESS。
- DS 最常用以太网，也可使用点对点链路或其他无线网络；ESS 还可为无线用户提供到非 802.11 网络（如因特网）的接入。
- 跨 BSS 通信示例：BSS1 中移动站 A 向 BSS2 中移动站 B 发送数据，须经过 AP1 → DS → AP2，最终转发到移动站 B。
- 漫游：移动站 A 从 BSS1 漫游到 BSS2 时，其接入点从 AP1 改为 AP2，但可保持与移动站 B 的通信。
- ⚠️ 重点/考点：802.11 标准并未定义实现漫游的具体方法，仅定义了以下基本服务。
- 概念定义：移动站与接入点 AP 建立关联的方法有两种：被动扫描和主动扫描。
| 扫描方式 | 过程 |
|---|
| 被动扫描 | AP 周期性发出信标帧（含 SSID、AP 的 MAC 地址、支持的速率、加密算法和安全配置等参数），移动站被动等待接收信标帧 |
| 主动扫描 | 移动站主动发出探测请求帧，然后等待来自 AP 的探测响应帧 |
- 重建关联服务：当移动站要把与某个 AP 的关联转移到另一个 AP 时使用（即漫游时切换关联）。
- 分离服务：当要终止关联服务时使用。
- 概念定义：自组织网络（Ad hoc 网络）没有预先建立的固定基础设施（如基站或 AP），由一些对等的移动站点构成临时网络。
- 原理解析：
- 数据在自组织网络中以多跳存储转发方式传输。
- 示例：原站 A 与目的站 E 通信，需经移动站 B、C、D 的存储转发最终到达目的站 E；B、C、D 成为转发站，需具备路由功能。
- 自组织网络有特定的路由选择协议，一般不能直接连入因特网，需通过网关或协议转换器接入。
- 特点：
- 组网方便，不需要基站；
- 具有非常好的生存性；
- 在军用和民用领域都有很好的应用前景。
- ⚠️ 重点/考点：802.11 无线局域网的 Ad hoc 模式仅允许网络中各站点在通信范围内直接通信（单跳通信），标准中并未包括多跳路由功能，因此 802.11 的 Ad hoc 模式应用较少。真正支持多跳转发的自组织网络需额外的路由协议支持。
- 802.11 无线局域网分两类：有固定基础设施（主流，星型拓扑，核心是 AP）和无固定基础设施（Ad hoc 自组织网络）。
- BSS 是最小构件（1 个 AP + 若干移动站），覆盖范围 BSA 直径不超过 100 m；多个 BSS 经 DS 互联构成 ESS。
- SSID 是无线局域网的名字（最长 32 字节）；BSS 内及跨 BSS 通信都必须经过 AP 转发。
- 关联建立有被动扫描（接收信标帧）和主动扫描（探测请求/响应）两种方式；漫游靠重建关联服务实现。
- Ad hoc 网络无基站、多跳存储转发、生存性强，但 802.11 的 Ad hoc 模式仅支持单跳直连，应用较少。
- 助教补充：ESS 通过 DS（常为以太网）将多个 BSS 互联，这正是企业/校园 Wi-Fi 漫游的基础架构。
- 什么是基本服务集 BSS？它由哪些部分组成？BSA 的覆盖范围有多大？
- 为什么说 BSS 内各站点之间的通信必须经过 AP？这种设计有何优缺点？
- SSID 的作用是什么？被动扫描和主动扫描的区别是什么？
- 什么是扩展服务集 ESS？它如何实现不同 BSS 中站点间的通信和漫游？
- 802.11 的 Ad hoc 模式与一般自组织网络有何区别？为什么说 802.11 的 Ad hoc 模式应用较少？