WIFI:802.11协议帧格式

一、802协议桢格式

802.11和Wi-Fi技术并不是同一个东西。Wi-Fi标准是802.11标准的一个子集,并且是Wi-Fi联盟负责管理

802.11协议:

协议 发布年份/日期 Op.标准频宽 实际速度 (标准) 实际速度(最大) 半径范围(室内) 半径范围(室外)
Legacy 1997 2.4-2.5 GHz 1 Mbit/s 2 Mbit/s  ?  ?
802.11a 1999 5.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz 25 Mbit/s 54 Mbit/s 约30米 约45米
802.11b 1999 2.4-2.5 GHz 6.5 Mbit/s 11 Mbit/s 约30米 约100米
802.11g 2003 2.4-2.5 GHz 25 Mbit/s 54 Mbit/s 约30米 约100米
802.11n 2009 2.4 GHz or 5 GHz bands 300 Mbit/s (20MHz*4 MIMO) 600 Mbit/s (40MHz*4 MIMO) 约70米 约250米
802.11p 2009 5.86-5.925 GHz 3 Mbit/s 27 Mbit/s 约300米 约1000米
802.11ac 2011.11 5 GHz 433Mbit/s, 867Mbit/s (80MHz), (160MHz为可选) 867Mbit/s, 1.73 Gbit/s, 3.47 Gbit/s, 6.93 Gbit/s (8 MIMO, 160MHz) 约35米

 

二、MSDU 和 MPDU

MSDU(MAC Service Data Unit): MAC服务数据单元

MPDU(MAC Protocol Data Unit):  MAC协议数据单元

MSDU是Ethernet报文,经过添加完整性校验MIC、分帧、省电模 式下报文缓存、加密、序列号赋值、CRC校验、MAC头之后成为MPDU

MPDU就是 指的经过802.11协议封装过的数据帧

A-MPDU:即将多个MPDU聚合为一个A-MPDU,只保留一个PHY头,删除其余MPDU的PHY头,减少了传输每个MPDU的PHY头的附加信息,同时也减少了ACK帧的数目,从而降低了协议的负荷,有效的提高网络吞吐量。

A-MSDU:该特性实现了将多个MSDU组合成一个MSDU发送,与A-MPDU类似,通过聚合,A-MSDU减少了传输每个MSDU的MAC头的附加信息,提高了MAC层的传输效率

 

三、无线网络协议桢的分类

类型和字段定义了无线网络的三种类型,分别是:

3.1: Management frames

    它的主要作用是维护接入点和无线客户端之间的通信,管理该框架拥有以下子类型:

Authentication

De-authentication

Association Request

Association Response

Reassociation Request

Reassociation Response

Disassociation

Beacon

Probe Request

Probe Response

 3.2:  Control frames

控制帧是负责客户端和接入点的数据交换,类型为:

Request to Send (RTS)    Clear to Send (CTS)    Acknowledgement (ACK)

这些数据可以在一些报文请求中看到。 

 3.3: Data frames

这些不同类别的数据包被统称为”数据包类型”。

四、帧格式

1、Frame Control  2、Duration ID  3、Address1  4、Address2   5、Address3  6、Seqctl 7、Address4   8、FrameBody   9、FCS

4.1  帧控制结构(Frame Control)

a. Protocol Version: (协议版本)通常为0

b. Type和Sub Type

Type

Mean

00

管理帧

01

控制帧

10

数据帧

11

保留

d.  TO DS 与From DS

 
To DS =0
To DS =1
From DS =0 所有管理与控制帧IBSS (非基础型数据帧) 基础网络里手机所发送的数据帧
From DS =1 基础网络里手机所收到的数据帧 无线桥接器上的数据帧

e. More fragments bit

表示是否为分段帧,此bit 的功能类似IP 的More fragmentsbit。若较上层的封包经过MAC 分段处理,最后一个片段除外,其他片段均会将此bit 设定为1

f. Retry bit

重传帧。任何重传的帧会将此bit 设定为1,以协助接收端剔除重复的帧

g. Powermanagement bit

此bit 用来指出传送端在完成目前的基本帧交换之后是否进入省电模式。1 代表工作站即将进入省电模式,而0 则代表工作站会一直保持在清醒状态。基站必须行使一系列重要的管理功能,所以不允许进入省电模式,因此基站所传送的帧中,此bit 必然为0

h. More data bit

为了服务处于省电模式的工作站,基站会将这些由“传输系统”接收而来的帧加以暂存。基站如果设定此bit,即代表至少有一个帧待传给休眠中的工作站

i. Protected Frame bit

相对于有线网络,无线传输本质上就比较容易遭受拦截。如果帧受到链路层安全协议的保护,此bit会被设定为1,而且该帧会略有不同。之前,ProtectedFrame bit 被称为WEPbit

j. Order bit

帧与帧片段可依序传送,不过发送端与接收端的MAC 必须付出额外的代价。一旦进行“严格依序”传送,此bit 被设定为1

4.2 Duration ID

(持续时间/标识) 表明该帧和它的确认帧将会占用信道多长时间,Duration 值用于网络分配向量(NAV)计算

a. Duration:设定NAV

    当第15个bit被设定为0时,Duration/ID位就会被用来设定NAV。此数值代表目前所进行的传输预计使用介质多少微秒

b. 免竞争期间所传送的帧

    在免竞争期间(contention-free period,简称CFP),第14 个bit 为0 ,第15 个bit 为1。其他所有bit 均为0,因此duration/ID位的值为32768。这个数值被解读为NAV。它让没有收到Beacon(信标)帧的任何工作站,得以公告免竞争期间,以便将NAV 更新为适当的数值,避免干扰到免竞争传输

c. PS-Poll 帧

    在PS-Poll(省电模式-轮询)帧中,第14与第15个bit会被同时设定为1。移动式工作站可以关闭天线以达到省电目的。休眠中的工作站必须定期醒来。为确保不致丢失任何帧,从休眠状态醒来的工作站必须送出一个PS-Poll 帧,以便从基站取得之前暂存的任何帧

4.3 Address

功能

To DS

From DS

Address1(接收端)

Address2(发送端)

Address3

Address4

IBSS

0

0

DA

SA

BSSID

未使用

To AP(基础结构型)

1

0

BSSID

SA

DA

未使用

From AP(基础结构型)

0

1

DA

BSSID

SA

未使用

WDS(无线分布式系统)

1

1

RA

TA

DA

SA

DA(Destination Address)目的地址

SA(Sender Address)源地址

RA(Receiver Address)接收端地址

TA(Transmission Address)发送端地址

4.4 Seqctl

顺序控制位,此位的长度为16 个bit,用来重组帧片段以及丢弃重复帧。它由4 个bit 的fragment number(片段编号)位以及12 个bit 的sequencenumber(顺序编号)位所组成。控制帧未使用顺序编号, 因此并无sequence control 位

 

剑气纵横三万里

“为什么要努力?” “想去的地方很远,想要的东西很贵,喜欢的人很优秀,父母的白发,朋友的约定,周围人的嘲笑,以及,天生傲骨。”

留下你的评论

*评论支持代码高亮<pre class="prettyprint linenums">代码</pre>

相关推荐

暂无内容!