WIFI 考勤打卡 浅析

一、背景

最近产品部提出了在WEB端设置wifi考勤打卡新需求,根据管理员设置的wifi相关信息(主要是WIFI名称和MAC地址),员工用户利用移动端相连接的wifi进行wifi考勤打卡。

二、名词术语解释

下面的理解全是建立在无线路由器的基础上。如有错误请指出。

1、SS

SS(Service set)即服务集,是无线局域网中的一个术语,用以描述802.11无线网络的构成单位(一组互相有联系的无线设备),使用服务集标识符(SSID)作为识别。

可以分为独立基本服务集(IBSS)、基本服务集(BSS)和扩展服务集(ESS)三类。其中IBSS属于对等拓扑模式(又称Ad-Hoc模式、无线随意网络),而BSS和ESS属于基础架构模式。这些拓扑是原始的802.11规范中定义的,其他的如网桥、中继器等则是属于特定厂商的扩展或者WDS的拓扑模式。

2、SSID

SSID(Service Set Identifier)即服务集标识符,是一个或一组基础架构模式无线网络的标识,依照标识方式又可细分为两种:
基本服务集标识符(BSSID),表示的是AP的数据链路层的MAC地址。
扩展服务集标识符(ESSID),一个最长32字节区分大小写的字符串,ESSID标识与SSID相同的网络。术语SSID最常用。
在此可以理解为无线路由器发射的某个wifi的名称。(SSID=name of network)

3、BSS

BSS(Basic Service Set)即基本服务集,是一组能在PHY层相互通信的所有站。每个BSS都有一个称为BSSID的标识(ID),它是服务于BSS的接入点的MAC地址。
用在无线路由器发射出的wifi上可以这样理解:某一个无线路由器发射出的wifi信号所覆盖的范围可视为BSS。

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4、BSSID

BSSID(Basic Service Set Identifier)即基本服务集标识符。

在上面的基础上可以这样理解:对某一个BSS基本服务集的唯一标识。例如,某无线路由器发射了一个名称为A的wifi热点,同一区域另一个无线路由器也发出了一个名称为A的wifi热点,当手机连接A热点时,如何辨别连接的是由哪一个路由器发射的wifi呢?

这时候就要用到BSSID了。一般情况下BSSID可以理解为无线路由器的MAC地址,通过查看手机连接wifi的MAC地址即可知道连接的是哪一个路由。(BSSID=AP MAC address)
其实准确来说手机得到的BSSID并不是路由器的基准(出厂)MAC地址。

例如,笔者公司的某款无线路由器B的出厂MAC地址为 XX:XX:XX:XX:XX:F1,当手机连接此wifi查看mac地址时发现是XX:XX:XX:XX:XX:F2,或者是XX:XX:XX:XX:XX:F3。

5、ESS ESSID

ESS(Extended Service Set )即扩展的基本服务集。
ESSID(Extended Service Set Identifier)即扩展的基本服务集标识符。
BSS+BSS+BSS+BSS+…=ESS。ESS为多个BSS的集合。ESS使用指定的ESSID作识别。

通过将多个BSS比邻安置,可以扩展网络的范围,如果这些BSS通过各种分布系统互联(无论是有线的还是无线的),拥有一致的ESSID,并且对于逻辑链路控制层来说可以认为是一个BSS的话,那么这些BSS可以被统一为一个ESS。

在同一个ESS中的不同BSS之间切换的过程称为漫游。一般而言,一个ESS中的BSS都会使用相同的SSID和安全机制以提供接近于无缝漫游的可能。两个BSS之间通常有15%左右的重叠范围来保证漫游时信号不会长时间丢失,并且设置在不同频段来防止相互干扰。

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6、MAC

MAC地址采用十六进制数表示,共六个字节(48位)。(XX:XX:XX:XX:XX:XX )其中,前三个字节是由IEEE的注册管理机构RA负责给不同厂家分配的代码(高位24位),也称为“编制上唯一的标识符”(Organizationally Unique Identifier),后三个字节(低位24位)由各厂家自行指派给生产的适配器接口,称为扩展标识符(唯一性)。

三、历程

当产品部提出wifi考勤打卡需求时,普遍认为一个路由器有一个mac地址,手机连接wifi可以根据mac地址等信息进行打卡。当我们用多个手机连接公司名称为A(SSID)的wifi时,发现手机上展示的mac地址并不是一致的,这个就尴尬了,打翻了原有理念。
然后发现我们公司共有五个无线路由器,wifi名称都是A。哦,这时候才感觉到原来以前的知识还是靠谱的,可能是多个手机具体连接的路由器不是同一个。

然后把五个路由器wifi热点名称改为A、B、C、D、E,多个手机连接A热点时,发现手机得到的mac地址是一致的,到这里可以得出的结论是手机连接同一个wifi热点得到的mac地址是一致的。但是…..又尴尬了。

当多款手机连接B热点时,发现又出现了不一致的mac地址,查找原因发现,原来B无线路由器中可以设置2.4G Hz和5G Hz两个不同频段的wifi热点。B路由器中默认是开启2.4G Hz和5G Hz频段的wifi热点,并且wifi名称(SSID)是同一个。经过检查还有个问题是B路由器的出厂mac地址和手机连接得到的mac地址不一致。

例如上面举得例子:笔者公司的某款无线路由器B的出厂MAC地址为 XX:XX:XX:XX:XX:F1,当手机连接此wifi查看mac地址时发现是XX:XX:XX:XX:XX:F2,另一款手机连接时是XX:XX:XX:XX:XX:F3。由此可得出的结论是,路由器有一个基准(出厂)mac地址,然后发射出wifi的mac在基准mac地址上按照一定的算法进行变动,具体的变动算法不清楚,有清楚的请告知我,非常感谢。

另外还有一个问题是,C路由器设备后面所写的出厂说明mac地址是XX:XX:XX:XX:XX:56,但是通过路由器后台看到的出厂mac地址是XX:XX:XX:XX:XX:57,手机连接后得到的mac地址是XX:XX:XX:XX:XX:56。这就尴尬了,是厂家写错了还是根据特定的算法算的?

除了根据wifi设备分析外,我们也对具有wifi考勤打卡功能的软件进行了分析。比如现在比较火爆的由阿里团队研发的钉钉,以及纷享销客APP,在Android端,他们的处理都是获取周围wifi信息(并不是当前手机连接的wifi)进行打卡。在iOS端,他们的处理都是根据当前手机连接的wifi信息进行打卡。据iOS同事说,iOS获取周围wifi信息需要申请此功能,并最低支持版本是iOS 9。另外据可靠消息,分享逍客对mac地址的处理也是通过忽略低4位进行匹配。

四、结论

经过上述分析,手机获取的无线路由器MAC地址的低4位是变化的。那我们实现这个需求时,除了匹配虚拟位置、手机信息、wifi相关等其他信息外,只针对mac地址,我们可以忽略mac地址的低4位来做匹配。

五、参考资料

http://www.juniper.net/documentation/en_US/junos-space-apps12.3/network-director/topics/concept/wireless-ssid-bssid-essid.html 


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