上一篇講了生活中的各個(gè)設(shè)備在無線網(wǎng)中所擔(dān)任的角色。這次就說說其內(nèi)部的鏈接過程。
SSID和BSSID
首先在說鏈接過程之前，先解釋下這兩個(gè)技術(shù)名詞。
SSID（Service Set Identifier服務(wù)集標(biāo)識(shí)符）也可以寫為ESSID，用來區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)，最多可以有32個(gè)字符，無線網(wǎng)卡設(shè)置了不同的SSID就可以進(jìn)入不同網(wǎng)絡(luò)，SSID通常由AP或無線路由器廣播出來，通過XP自帶的掃描功能可以查看當(dāng)前區(qū)域內(nèi)的SSID。出于安全考慮可以不廣播SSID，此時(shí)用戶就要手工設(shè)置SSID才能進(jìn)入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。簡單說，SSID就是一個(gè)局域網(wǎng)的名稱，只有設(shè)置為名稱相同SSID的值的電腦才能互相通信。
SSID號(hào)實(shí)際上有點(diǎn)類似于有線的廣播或組播，他也是從一點(diǎn)發(fā)向多點(diǎn)或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的。一般無線網(wǎng)卡在接收到某個(gè)路由器發(fā)來的SSID號(hào)后先要比較下是不是自己配置要連接的SSID號(hào)，如果是則進(jìn)行連接，如果不是則丟棄該SSID廣播數(shù)據(jù)包。
BSSID 是指站點(diǎn)的 MAC 地址，（STA）在一個(gè)接入點(diǎn)，（AP）在一個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)模式， BSS 是由 IEEE 802.11-1999 無線局域網(wǎng)規(guī)范定義的。這個(gè)區(qū)域唯一地定義了每個(gè) BSS 。在一個(gè) IBSS 中，BSSID 是一個(gè)本地管理的 IEEE MAC 地址，從一個(gè) 46 位的任意編碼中產(chǎn)生。地址的個(gè)體/組位被設(shè)置為 0 。通用/本地地址位被設(shè)置為 1 。
將你手機(jī)的wifi打開，等待一段時(shí)間的掃描，你就能看到環(huán)境中的Wifi無線的SSID。BSSID就是指你設(shè)備的物理地址，這一點(diǎn)稍后再展開。
電腦的物理地址：
STA鏈接過程
連接三步驟
- 掃描（Probe Request、Probe Response）
- 認(rèn)證（Authentication）
- 關(guān)聯(lián)（Association Request、Association Response）
掃描階段
STA 發(fā)送 Probe Req 幀，攜帶 SSID 表明欲加入的網(wǎng)絡(luò)，攜帶 Supported Rates 表明自身的能力。
AP 回復(fù) Probe Rsp 幀，這是 AP 的義務(wù)，(AP 允許此 STA 連接的情況下)也攜帶 Supported Rates 表明自身的能力。
作用：STA 獲取 AP 的能力，決定要不要加入該網(wǎng)絡(luò)；AP 獲取 STA 能力，并根據(jù)自身情況決定要不要讓該 STA 加入自身網(wǎng)絡(luò)。
打個(gè)比方：STA 好比應(yīng)聘者， AP 好比公司。應(yīng)聘者投簡歷表明自己想要進(jìn)入哪家公司，同時(shí)簡歷上面寫上自己的能力。公司收到簡歷后，考慮還需不需要招人以及該應(yīng)聘者能力情況，決定要不要準(zhǔn)備招收該應(yīng)聘者。如果準(zhǔn)備招收，則公司也將自身的一些能力情況介紹給該應(yīng)聘者，畢竟雙向選擇嘛。如果決定不接收，則回復(fù)拒絕，當(dāng)然公司會(huì)稍微委婉點(diǎn)：回去等通知。
認(rèn)證階段
STA 收到 Probe Rsp 幀，決定要不要加入此網(wǎng)絡(luò)，若決定加入，則發(fā)送 Auth 幀進(jìn)行身份認(rèn)證，否則流程接收。
STA 在 Auth 包中表明認(rèn)證算法類型，0：Open System，1：Shared Key。
Shared Key 方式即代表使用 WEP 加密方式，Open System 方式即代表使用 TKIP/WPA/WPA2 方式。
使用 Shared Key 方式，是真實(shí)的身份認(rèn)證過程，Auth 共有 4 步驟：
Auth seq#1：由 STA 發(fā)起認(rèn)證請(qǐng)求，攜帶認(rèn)證算法類型：Shared Key
Auth seq#2：AP 回復(fù)一個(gè)挑戰(zhàn)明文(challenge text )
Auth seq#3：STA 使用預(yù)設(shè)密鑰對(duì)挑戰(zhàn)銘文進(jìn)行加密，然后發(fā)送給 AP
Auth seq#4：AP 收到后，使用密鑰對(duì)收到的消息進(jìn)行解密，如果解密成功且明文一致表示認(rèn)證成功，回復(fù) successful
使用 Open System 方式，表明真正的身份認(rèn)證放到 EAPOL 階段，所以 Auth 只有兩步驟：
Auth seq#1：由 STA 發(fā)起認(rèn)證請(qǐng)求，攜帶認(rèn)證算法類型：Open System
Auth seq#2：AP 直接回復(fù) successful，因?yàn)檎嬲纳矸菡J(rèn)證會(huì)放在 EAPOL 階段
關(guān)聯(lián)階段
STA 收到認(rèn)證通過報(bào)文后，決定要加入當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，就會(huì)發(fā)送 Assoc Req 幀。指明要加入的網(wǎng)絡(luò)的類型、自己的 Listen Interval(聆聽間隔，即 STA 多久聆聽一次 Beacon 幀，以監(jiān)聽 TIM 信息)和一些能力信息。
AP 收到 Assoc Req 幀后，最終確認(rèn) STA 的 Listen Interval 自己能不能接受，能力信息是否匹配，如果一切 OK，回復(fù) Assoc Rsp 幀，攜帶 AID(Association ID) 和 successful 信息，表明關(guān)聯(lián)成功。否則，回復(fù) Assoc Rsp 幀，攜帶 failed 信息，表明關(guān)聯(lián)失敗，同時(shí) AP 也會(huì)從 mac table 中刪除此 STA。
接上個(gè)比方：如果應(yīng)聘者收到了 offer，并且也決定要去這家公司，則該應(yīng)聘者會(huì)去公司報(bào)到，同時(shí)攜帶自身體檢報(bào)告。公司接待該應(yīng)聘者，如果體檢報(bào)告不合格，公司最終也可以決定不接收該應(yīng)聘者。如果體檢報(bào)告合格，公司則會(huì)給該應(yīng)聘者辦理入職手續(xù)，并且給該應(yīng)聘者分配一個(gè)工號(hào)，從此該應(yīng)聘者便是公司的一員了。
EAPOL 階段
如果采用的是 Shared Key 方式，即 WEP 加密方式，認(rèn)證已在 Auth 階段完成，完成上述關(guān)聯(lián)階段即已正式加入網(wǎng)絡(luò)，后續(xù)可以通過密鑰對(duì)消息加解密和 AP 進(jìn)行正常通信了。
如果采用的是 Open System 方式，即 TKIP/WPA/WPA2 方式，在 Auth 階段其實(shí)沒有進(jìn)行身份認(rèn)證的工作，在 Auth 階段就決定把身份認(rèn)證的工作放在當(dāng)前 EAPOL 階段了。所以此種方式下，要進(jìn)行 EAPOL 步驟，常見的就是 4-way handshake，當(dāng)然還有 2-way-handshake。
關(guān)于加密方式，放到后面的篇章去討論。所以，整個(gè)鏈接過程就是上述四個(gè)主要步驟。有條件的小伙伴可以用筆記本電腦，安裝上Wireshark軟件，利用自己手機(jī)作熱點(diǎn)，讓筆記本鏈接上，就能看到整個(gè)的鏈接過程了。下一篇主要介紹，Wifi的發(fā)展歷程以及各個(gè)版本的區(qū)別。