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【智能家居篇】wifi网络接入原理(下)——关联Association

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        认证完成后,下一步就是关联(Association)。

        工作站与基站进行关联,以便获得网络的完全访问权。关联属于一种记录(record keeping)过程,它让分布式系统(Distribution System)得以记录每个移动式工作站的位置,以便将传送给移动式工作站的帧,转送给正确的基站。形成关联之后,基站必须为该移动式工作站在网络上注册,如此一来,发送给该移动式工作站的帧,才会转送至其所属基站。其中一种注册方式是送出一个ARP信号,让该工作站的MAC地址得以跟与基站连接的交换端口形成关联。

        关联只限于基础型(Infrastructure)网络,在逻辑上等同于在有线网络中插入网线。一旦完成此过程,无线工作站就可以通过分布式系统连接互联网,而其他人也可以经由分布式系统予以回应。IEEE802.11在规格中公开禁止工作站同时与一个以上的基站形成连接。

        和认证一样,关联过程是由移动式工作站发起的。在此并不需要用到顺序编号,因为关联程序只牵涉到三个步骤。其中所用到的两个帧,被归类为Association管理帧。和单点传播(Unicast)管理帧一样,关联程序的步骤是由一个连接帧及必要的链路层回应所组成:

        1、一旦移动式工作站与基站完成认证,便可送出关联请求(Association Request)帧。尚未经过身份认证的工作站,会在基站的答复中收到一个解除关联(Deauthenticaton)帧。

        2、基站随后会对关联请求进行处理。IEEE802.11标准并未规范如何判断是否请允许关联;这因基站的实现而异。较常见的方式是考虑帧暂存所需要的空间大小。以Association Request帧中的聆听间隔(Listen Interval)字段来推算,大致上可以粗略推算出。

                a. 一旦关联请求获准,基站就会以代表成功的状态代码0及关联识别码(Association ID,简称 AID)来回应。AID本身是数值形式的识别码,在逻辑上则是用来辨识暂存帧所要传递的行动式工作站。

                b. 关联请求如果失败,就只会返回状态码,并且中止整个过程。

        3、基站开始为移动式工作站处理帧。在常见的产品中,所使用的分布式系统媒介通常是Ethernet。当基站所收到的帧目的地为与之关联的移动式工作站时,就会将该帧从 Ethernet桥接至无线媒介,如果该移动式工作站处于省电(Power-Saving)状态,则为之暂存帧。在共享式Ethernet中,该帧会被送至所有基站,不过只有正确的基站会进行桥接处理。在交换式Ethernet 里,该工作站的MAC地址得以跟某个特定的交换端口(Switch Port)形成关联。当然,该交换端口必须连接到当前为该工作站提供服务的基站。


图1  关联过程


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