2.2 Архитектура IEEE 802.11

Элементарной структурной единицей беспроводной локальной сети является базовый набор услуг (basic service set -- BSS), который состоит из нескольких станций, реализующих одинаковый протокол MAC и состязающихся за доступ к одной совместно используемой среде. BSS может быть изолирован или соединен с магистральной распределительной системой через точку доступа. Точка доступа в этой ситуации играет роль моста. Протокол MAС может быть полностью распределенным или управляемым центральной координационной функцией, размещенной в точке доступа. Базовый набор услуг обычно соответствует тому, что в литературе называют ячейкой. Распределительная система может быть коммутатором, проводной или беспроводной сетью.

На рисунке 2.2.1 показана простейшая конфигурация, при которой каждая станция принадлежит к одному BSS; т.е. каждая станция находится в пределах досягаемости только станций того же BSS. Диапазоны охвата BSS могут перекрываться (географически), так что одна станция может входить в несколько BSS. Более того, соотнесение станции и BSS является динамическим. Станции могут отключаться, выходить из диапазона охвата и входить в этот диапазон. Когда клиент 802.11 попадает в зону действия одной или нескольких точек доступа, он на основе мощности сигнала и наблюдаемого значения количества ошибок выбирает одну из них и подключается к ней. Как только клиент получает подтверждение того, что он принят точкой доступа, он настраивается на радиоканал, в котором она работает. Время от времени он проверяет все каналы 802.11, чтобы посмотреть, не предоставляет ли другая точка доступа службы более высокого качества. Если такая точка доступа находится, то станция подключается к ней, перенастраиваясь на её частоту

Расширенный набор услуг (extended service set -- ESS) состоит из двух или большего числа базовых наборов услуг, соединенных распределительной системой. Обычно в качестве распределительной системы выступает проводная магистральная локальная сеть. Для уровня управления логическим каналом (logical link control -- LLC) расширенный набор услуг представлен единой логической локальной сетью. В таблице 2.2 приведено краткое описание основных терминов, которые будут использоваться ниже.

На рисунке 2.2 показано, что точка доступа (access point -- АР) реализуется как часть станции. Точка доступа -- это логика в пределах станции, обеспечивающая доступ к распределительной системе путем предоставления ей услуг; кроме того, точка действует как станция.

Таблица 2.2 - Терминология 802.11 IEEE

Рисунок 2.2 - Архитектура IEEE 802.11

Для интеграции архитектуры IEEE 802.11 с традиционной проводной локальной сетью используется портал. Логика портала реализуется в устройстве, таком, как мост или маршрутизатор, являющемся частью проводной локальной сети и присоединенном к распределительной системе.

В распределении сообщений в пределах DS задействованы две услуги: распределение и интеграция. Распределение -- это основная услуга, используемая станциями для обмена МАС-кадрами, когда кадр должен пройти через распределительную систему, чтобы проследовать от станции из одного BSS к станции, находящейся в другом BSS. Предположим, например, что требуется доставить кадр от станции 2 (STA2) к станции 7 (STA7) (рис. 2.3). Кадр передается от STA2 к SТА1, которая для данного BSS является точкой доступа. Точка доступа передает кадр распределительной системе, которая должна направить кадр к точке доступа (STA5) целевого BSS. STA5 получает кадр и передает его STA7.

Если две станции сообщаются в пределах одного BSS, услуга распределения предоставляется точкой доступа этого BSS.

Услуга интеграции позволяет передавать данные между станцией локальной сети IEEE 802.11 и станцией интегральной локальной сети IEEE 802.x. Интегральной, называется проводная локальная сеть, физически соединенная с распределительной системой, причем станции этой сети могут логически соединяться с локальной сетью IEEE 802.11 посредством услуги интеграции. Услуга интеграции разрешает все вопросы, связанные с логикой трансляции адресов и преобразований среды, требуемых для обмена данными.

Одна точка доступа обеспечивает обслуживание от 15 до 250 абонентов в зависимости от конфигурации сети и технологии доступа. Увеличить емкость сети можно, просто добавив новые точки доступа, при этом не только расширяется зона обслуживания, но и снижается вероятность перегрузки. Для непрерывной связи при передвижении абонента (хэндовера) точки доступа должны образовывать перекрывающиеся смежные соты. Расстояние между станциями и точками доступа обычно не превышает 100 м (оно зависит от скорости передачи), а полная протяженность WLAN ограничена длиной магистральной линии проводной распределенной сети. Дальность действия обычно составляет от 20 до 500 м.

Требования к точкам доступа определены в документе ESSID (Extended Service Set Identification), который является частью стандарта 802.11. Клиентам необходимо задавать конфигурацию сети в соответствии с правилами ESSID, определяющими процедуру установления соединения. Точки многостанционного доступа одной подсети должны иметь одинаковый идентификатор ESSID (это нужно для хэндовера).

В корпоративных сетях со множеством офисов возможна схема организации связи посредством карты свободного доступа (wild card), с помощью которой устанавливается соединение с любой точкой доступа вне зависимости от используемой в ней схемы идентификации (обычно выбирается такая точка доступа, от которой принимается максимальный сигнал). Отметим, что использование карт свободного доступа снижает уровень безопасности сети. Поэтому в таком режиме работы желательно предусмотреть дополнительные методы защиты.