记一次 WiFi 断开链接

今天下午的时候我的 WiFi 出现了一次时长大约为两秒的断开链接,当时正在抢回家的车票,面对突如其来的 ERR_ADDRESS_UNREACHABLE 感到很是愤怒,还在公司的群里问了句刚才 Office 的网络是不是闪断了一下。但是网络组的同事表示监控无异常,较真的我当时就不信了,要不是网络出问题,好端端的电脑怎么会自己断开链接呢?其实结果还真的差不离。。。

致命华彩

网络组表示他们那边没有看出来什么问题,于是我 journalctl -xe 看了看,发现了一些可能有关的信息:

Jan 04 13:18:12 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: disassociated from 06:69:6c:a9:45:6d (Reason: 8=DISASSOC_STA_HAS_LEFT)
Jan 04 13:18:12 thinkpad-x1-carbon skypeforlinux[1944]: ioctl failed for wlan0, errno = 19 (No such device)
Jan 04 13:18:12 thinkpad-x1-carbon wpa_actiond[864]: Interface 'wlp2s0' lost connection to network 'yunify-ldap'
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: authenticate with 06:69:6c:a9:45:6d
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: send auth to 06:69:6c:a9:45:6d (try 1/3)
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: authenticated
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: associate with 06:69:6c:a9:45:6d (try 1/3)
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: RX AssocResp from 06:69:6c:a9:45:6d (capab=0x1 status=0 aid=1)
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: associated
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon kernel: wlp2s0: Limiting TX power to 27 (30 - 3) dBm as advertised by 06:69:6c:a9:45:6d
Jan 04 13:18:15 thinkpad-x1-carbon wpa_actiond[864]: Interface 'wlp2s0' reestablished connection to network 'yunify-ldap'

在 13:18 分的时候突然出现了一次重连,这是为啥呢,明明我在工位上都没有动,为啥网络自己就断开了?我需要搞明白这个 DISASSOC_STA_HAS_LEFT 是什么意思。外事不决问 Google,简单搜索一下就能找到对这个错误的解释:

Reason: Disassociated because sending STA is leaving (or has left) BSS

Explanation: Operating System moved the client to another access point using non-aggressive load balancing.

emmmm,我现在问题反而更多了,STA 是啥,BSS 又是啥,non-aggressive load balancing 又是啥?

恕瑞玛的传承

背景知识

想要解决这些问题,需要先补充一些背景知识。

首先是耳熟能详的 LANLANlocal area network 的缩写,中文翻译为局域网,一般用来指有限网络。而 WLAN 就是 Wireless LAN,我们常说的无线局域网。我们日常挂在嘴边的 Wi-Fi 是创建于 IEEE 802.11 标准 的无线局域网技术,有时候看到的 11b11n 就是 IEEE 802.11 下的不同标准。

这里的 STAStation 的缩写,表示连接到无线网络中的一个设备,在这里我的电脑就是一个 STA。而 AP 则是 Access Point 的缩写,表示接入点,是无线网络设备中一类特殊节点,无线网络中的其他类型节点可以通过 AP 与无线网络的内部或者外部进行通信。

SSID 大家肯定都很熟悉了,其实这是 Service Set Identifier 的缩写。Service Set (服务集)是无线局域网中的一个术语,用来描述 802.11 网络中的构成单位,是一组互相关联的无线设备。服务集有着不同的种类,规范中分别定义了如下三种:

  • BSS(基本服务设置,basic service sets)
  • IBSS(独立基本服务设置,independent BSS)
  • ESS(扩展服务设置,extended service sets)

其中 IBSS 属于对等拓扑模式,也叫做 Ad-Hoc,各客户端之间直接相互连接而不需要 AP 协助。而 BSSESS 都属于基础架构模式,所有客户端和一个或多个 AP 关联,各客户端间的数据传输通过 AP 中转,各客户端之间不直接相互通信。我们一般家庭中常用的就是 BSS,只有一个 AP,所有设备都连接到这个 AP 上。而在 ESS 中,会同时存在多个 AP,他们共享同一个 ESSID

在这里补充说明一下 ESSIDBSSIDSSID 根据标识方式可以细分为两种,其中 BSSIDAPMAC 地址,而 ESSID 是最长 32 字节区分大小写的字符串,我们常说的 SSID 其实就是 ESSID

在同一个 ESS 的不同 BSS 中间切换的过程叫做漫游。

无线接入

在介绍了一些背景之后,下面需要了解一下 WLAN 是如何接入的。

客户端与 AP 之间的通信是由 802.11 Mac 层规定的,大致上分为三步:

  • Scan,扫描
  • Authentication,认证
  • Association,关联

扫描分为主动扫描和被动扫描:我们手机打开 Wifi 界面时候通常需要等待一会儿才能显示出所有的 SSID,这个时候手机就是在做主动扫描,手机会在标准规定的 13 个信道中广播一个 Probe Request Frame,收到这个 FrameAP 会根据自己的设置决定是否返回带有自己的 SSID,加密方式等信息的 Probe Response。而被动扫描则是侦听 AP 定时发来的 Beacon Frame,这个帧提供了 AP 和所在 BSS 的信息。

现在我们选择了一个 SSID,手机根据 SSID 的加密方式会通过不同的方式进行认证,这个阶段就是认证阶段。标准中定义了很多加密方式,我这里就不一一列出来了,我们最常见就是 WPA2-PSK

在认证通过之后,AP 会向 STA 返回认证响应信息,这时候就会进入关联阶段。STA 会向 AP 发起关联请求,而 AP 则会创建一个 Association ID 并返回一个成功的关联响应。到了这是,STA 就已经成功的通过 AP 连入无线网络了。

在连入无线网络之后,STA 仍然会去侦听 AP 发来的 Beacon FrameSTA 根据相同 SSID 不同 AP 发来的 Beacon Frame 来确定哪个 AP 信号最强。假设当前连接的是 AP A,但是 STA 发现有个 AP BAP ASSID 相同,但是信号更强,那么 STA 就会试着向 AP B 发送关联请求。AP B 在返回了关联响应之后会通过局域网来通知 AP A,这个 STA 已经被我接管了。这就是我们拿着笔记本在办公室中走来走去的过程中发生的故事。

虚空锁敌

好,前面铺垫了那么多,下面终于可以转入正题了。

结果就是:我也不知道确切原因

首先有个技术叫做 Client Load Balance,思科那边称之为 Aggressive Load Balancing,基本思想是在 STAAP 发起关联请求的时候,AP 根据事先设置好的负载策略(比如最大客户端数量,最大流量等)来决定接受还是拒绝请求。但是这个技术核心要点是只作用于关联阶段,只要成功连上,就不会主动断开你的连接。(有时候在人多的地方死活连不上 WiFi,但是只要连上了就一直能用,就是这么个原因。)因此我的电脑主动断开肯定不是 AP 的负载均衡问题。

我搜索了一下这个 non-aggressive load balancing,发现只有一处提到,其他的地方基本都是全文引用的。包括思科在内的多家厂商都没有提过这个词,Linux 内核里面也没有搜索到相关信息,而作者给出两个引用都已经 404 了,所以无从得知这个 non-aggressive load balancing 到底是怎么来的。

现在的猜想是当时信号不是很稳定,Kernel 认为自己离开了 BSS,于是断开了链接,过了一会儿收到了 Beacon 帧,于是重新连接了上去。

之前的猜想是这样,但是重新看了下 log 之后发现我的设备会很有规律的每过 300s 就断开重连一次:

[153162.962047] wlp2s0: disassociated from 06:69:6c:a9:45:6d (Reason: 8=DISASSOC_STA_HAS_LEFT)
[153464.350214] wlp2s0: disassociated from 06:69:6c:a9:45:6d (Reason: 8=DISASSOC_STA_HAS_LEFT)
[153766.738503] wlp2s0: disassociated from 06:69:6c:a9:45:6d (Reason: 8=DISASSOC_STA_HAS_LEFT)

我司的网络设备跟我的 PC 之间大约的确是有点故事了(耸肩,下个星期看看别人的 PC 有没有一样的问题。

答读者问

搞什么嘛,研究了半天结果不还是信号不稳定,网络抖动嘛?

结果本身并不重要,重要的是我在这个过程中获得了乐趣~

这个不明觉历的小标题是什么意思?

他们是 LOL 中英雄的技能。

其中致命华彩是烬的 W 技能,恕瑞玛的传承是沙皇的被动技能,虚空锁敌是卡莎的 W 技能~

说好的日本游记呢?

在写了。

参考资料

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