第8 章过程管理
- 2022 年 4 月 16 日
- 筆記
- IC设计基础I之802.11
一 前言
由于无线介质存在如下问题：
1.无线介质并不稳定。
2.没有实体的界限，未经授权的使用者便可趁虚而入。
故推出管理功能。802.11 管理过程是由用户端设备与网基础结构彼此分工合作。
二 正文
8.1 管理架构
802.11 管理架构由三个元件组成：MAC 层管理单元（MAC layer management entity，简称MLME），物理层管理单元（physical-layer management entity，简称PLME）以及系统管
理单元（system management entity，简称SME）。
SME 是使用者和设备驱动程序跟802.11 网络界面互动和取得状态信息的方式。
简记OSI七层：悟(物理层)空(数据链路层MAC)网传会表白(应用层)
8.2 扫描
在无线领域，工作站加入任何网络必须进行辨识工作。
在所在区域辨识先用网络的程序称为扫描。
两种网络组合：
- BSS为基本服务组合(有两种类型：基础型和独立型，独立性没有基站，工作站间 的连接。)
- 延伸式服务区域(几个BSS 串连（extended serviceESS）)
所有位于同一个ESS 的基站将会使用相同的服务组合识别码（set identifier，简称SSID），通常就是使用者所谓的网络「名称」。
参数如下：
BSSType（independent、infrastructure 或both）
扫描时，可以指定所要搜寻的网络属于那种类型。
BSSID（individual 或broadcast）
工作站可以针对所要加入的特定网络（individual）进行扫描，或者扫描允许该工作站加
入的所有网络（broadcast）。
注释：每个BSS都会被赋予一个BSSID，它是一个长度为48位的二进制标识符，用来识别不同的BSS。BSSID可以视为BSS的编号/地址。
SSID（“network name”）
SSID 系用来指定某个延伸服务组合（extended service set）的位元串。大部分的产品会将SSID 视为网络名称。
ScanType（active 或passive）
主动（active )扫描会主动传送Probe Request 帧，以辨识该区有哪些网络存在。被动（passive）扫描则是被动聆听Beacon 帧，以节省电池的电力。
注释：Beacon帧为信标帧。
ChannelList
进行扫描时，若非主动送出Probe Request 帧，就是在某个频道被动聆听目前有哪些网络存在。
802.11 允许工作站指定所要尝试的频道表（ChannelList）。
ProbeDelay
主动扫描探测某个频道期间，为了避免工作站一直等不到Probe Response 帧，所设置的逾时计时器，以微秒为单位。用来防止某个闲置的频道让整个程序停摆。
ProbeDelay
主动扫描探测某个频道期间，为了避免工作站一直等不到Probe Response 帧，所设置的逾时计时器，以微秒为单位。用来防止某个闲置的频道让整个程序停摆。
MinChannelTime 与 MaxChannelTime
以TU（时间单位）来指定这两个值，意指扫描每个特定频道时，所使用的最小与最大的时间量。
8.2.1 被动扫描
被动扫描（passive scanning）可以节省电池的电力，因为不需要传送任何信号。在被动扫描中，工作站会在频道表（channel list）所列的各个频道之间不断切换，并静候Beacon 帧
的到来。
注释：主动（active )扫描会主动传送Probe Request 帧，以辨识该区有哪些网络存在。故主动扫描或被动针对工作站而言。
Beacon 在设计上是为了让工作站得知，加入某个基本服务组合（basic service set，简称BSS）所需要的参数，以便进行通讯。
在图8-2 中，行动式工作站以被动扫描找出该区所有BSS；通过聆听来自前三部基站的Beacon 帧。如果该工作站并未收到来自第四部基站的Beacon，就会回报目前只发现三个BSS。
8.2.2 主动扫描
主动扫描（active scanning）中，在每个频道上，工作站都会发出Probe Request 帧，请求某个特定网络予以回应。
如下的程序：
1.跳至某个频道，然后等候来讯显示(indication of an imcoming frame），或者等到ProbeDelay 计时器逾时。
2.利用基本的DCF 访问程序取得介质使用权，然后送出一个Probe Request 帧。
3.至少等候一段最短的频道时间（即MinChannelTime）。
a.如果介质并不忙碌，表示没有网络存在。因此可以跳至下个频道。
b.如果在MinChannelTime 这段期间介质非常忙碌，就继续等候一段时间。
直到最长的频道时间（即MaxChannelTime），然后处理任何的Probe Response 帧。当网络收到搜寻其所属之延伸服务组合的Probe Request（探查要求），就会发出Probe
Response（探查回应）帧。broadcast SSID(每个基站都会回应的帧)
每个BSS 中，至少必须有一部工作站负责回应Probe Request。传送上一个Beacon 帧的工作站，也必须负责传送必要的Probe Response 帧。在infrastructure（基础型）网络里，是由基站负责传送Beacon 帧，因此它也必须负责回应以Probe Request 在该区搜寻网络的工作站。在IBSS（独立型基本服务组合）中，工作站彼此轮流负责传送Beacon 帧，因此负责传送Probe Response 的工作站会经常改变。Probe Response 属于单点传播( unicast )管理帧，因此必须符合MAC 的正面回应（positive acknowledgment）规范。
注释：扫描程序的目的，在于找出工作站可以加入的所有基本服务区
图8-3 所示为Probe 帧之间的关系，以及扫描时可以设置的各种时间间隔。
在图8-3(a）中，某部行动式工作站发出probe request（探查要求）信息，而有2 部基站加以回应。在介质（medium）中进行的动作如图8-3(b)所示。在取得介质使用权后，进行主动扫描的工作站会送出Probe Request。接著有2 部基站以Probe Response（探查回应帧）加以答复，其中包含它们的网络参数。值得注意的是，第2 个Probe Response 受限于分散式协调功能(distributed coordination function）的规则，在传送之前必须等待竞争时（congestionwindow）结束。第一个回应在最短回应时间（minimum response time）结束之前即已送出，因此工作站会继续等候至最长回应时间（maximum response time）结束，才会检验所收到的信息。在网络林立的区域，或许必须调整每个频道的最长等候时间（maximum channel time）才有办法处理区域内每个基站所发出的答复信息。
