WIFI基础入门--802.11--成帧细节(管理帧)--5

最新推荐文章于 2025-04-21 13:53:55 发布

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分类专栏： WiFi/802.11

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WIFI基础入门--802.11--成帧细节--管理帧--5

1.概述
2.管理帧的结构
- 2.1 计算持续时间
- 2.2 帧主体
3.固定字段
4.管理元素
5.管理帧的类型
6.帧传送
7.帧等级

1.概述

在802.11规范说明书中，管理帧所占据的篇幅最多。各式各样的管理帧只为了给有线网络提供相当简单的服务。对有线网络而言，识别一台工作站并非难事，毕竟控制中心与工作站之间必须通过布线方能建立连接。有时候，配线柜的插线面板可加速网络的构建，不过重点还是在于建立新的连接时可通过个人检查进行身份验证。
无线网络必须建立一些管理机制才能提供类似的功能。802.11将整个过程分解为三个步骤。寻求连接的移动式工作站必须首先找出可供访问的兼容无线网络，而在有线网络中，这个步骤相当于在墙上找出合适的插座。其次，网络系统必须对移动式工作站进行验证，才能决定是否让工作站与网络系统连接，而在有线网络访问，身份验证是由网络系统本身提供。如果必须通过网线才能够取得信号，那么能够使用网线至少也算的上是一种认证。最后，移动式工作站必须与接入点建立关联，这样才能访问有线骨干网络，这相当于将网线插到有线网络系统。

2.管理帧的结构

802.11管理帧的基本结构如以下，所有的管理帧的MAC标头都一样，与帧的子类型无关。

Frame Control	Duration	DA	SA	BSSID	Seq ctl	Frame body	FCS
2bit	2bit	6bit	6bit	6bit	2bit	0-2312bit	4bit

2.1 计算持续时间

管理帧使用Duration(持续时间)字段的方式和其它帧没有不同：
1.无竞争周期内所传送的任何帧均会将持续时间设为32768。
2.基于竞争的访问周期内利用DCF所传送的帧会通过Duration字段防止别人访问媒介，以确保原子帧交换得以完成。
a.如果是广播或组播帧(目的地地址为组地址)，则持续时间会设定为0。广播与组播帧无需得到确认，因此NAV无需防止别人访问媒介。
b.如果不是最终片段，则持续时间会设为3个SIFS加上下一个片段以及其确认所需要的微秒数。
c.最终帧片段的持续时间会设定为一个响应加上一个SIFS所需要的时间。

2.2 帧主体

管理帧十分灵活。帧主体中的大部分数据如果使用长度固定的字段，就称为固定字段，如果字段长度不定，就称为信息元素，是指长度不定的数据块。每个数据块均会标注类型编号与大小，各种信息元素的数据字段都有特定的解释方式。

3.固定字段

在管理帧中，可能出现的长度固定的字段有10种。长度固定的字段一般简称为字段，以便与长度不定的信息元素有所区别。字段本身并无标头可与帧主体的其他部分进行区别。因为长度与次序固定，所以不需要以字段标头来界定。

3.1 Authentication Algorithm Number字段

身份验证算法编号字段占用了2个字节，此字段代表关联发送之前，802.11层的最初认证过程所使用的认证类型。

值	意义
0	开发系统身份验证
1	共享密钥身份验证
2~65535	保留

3.2 Authentication Tracnsaction Sequence Number字段

身份验证过程分为好几个步骤，其中包含从接入点所发出的质疑(challenge)以及试图关联的移动式工作站所做出的响应。由两个字节所构成，用以追踪身份验证的进度。此字段值介于1到65535之间，不可为0。

3.3 Capability Information字段

传送Beacon信号的时候，它被用来通告网络具备何种性能。也可以使用在Probe Request与Probe Response帧中。在本字段中，每个位各自代表一个标记(flag)，对应到网络所具备的某种特殊功能。工作站会使用这些通告数据来判断自己是否支持该BSS所有的功能。未实现性能通告中所有功能的工作站就无法加入该BSS。

ESS	IBSS	CF-Pollable	CF-Poll request	Privacy	Short preamble	PBCC	Channel agility	Reserved	Short slot time	Reserved	DSSS-OFDM	Reserved
0	1	2	3	4	5	6	7	8-9	10	11-12	13	14-15

3.3.1 ESS/IBSS(扩展服务集/独立基本服务集)

这两个位彼此互斥。接入点会将ESS字段设定为1，而将IBSS字段设定为0，表示接入点属于infrastructure(基础结构型)网络的一部分。IBSS中的工作站则会将ESS字段设定为0，而将IBSS字段设定为1。

3.3.2 Privacy(保密性)

将Privacy位设定为1，代表需要使用WEP以维持机密性。在infrastructure网络中，发送端为接入点。在IBSS里，Beacon信号必须由IBSS中的某个工作站负责。802.11g规定使用短前导码，因此在依据802.11g标准所构建的网络中，此字段必然被设定为1。

3.3.3 Short Preamble(短前导码)

802.11b规范新增此字段是为了支持高速直接序列扩频物理层。将之设定为1，代表此网络目前使用短前导码，0代表不使用此选项，并且在该BSS中禁止使用短前导码。

3.3.4 PBCC(封包二进制回旋码)

802.11b规范新增此字段是为了支持高速直接序列扩频物理层。将之设定为1，代表此网络目前使用封包二进制回旋码调制机制，0代表不使用。

3.3.5 Channel Agility(机动信道转换)

802.11b规范新增此字段是为了支持高速直接序列扩频物理层。将之设定为1，代表此网络目前使用机动信道转换，0代表不使用。

3.3.6 Short Slot Time(802.11g)

此位若设定为1，代表使用802.11所支持的较短的时隙。

3.3.7 DSSS-OFDM(802.11g)

此位若设定为1，代表使用802.11g的DSSS-OFDM帧构造。

3.3.8 Contention-free polling(无竞争-轮询)

工作站与接入点使用这两位(CF-Pollable与CF-Poll Request)当做标签。

3.4 Current AP Address字段

移动式工作站可以使用此字段来表明当前管理的接入点的MAC地址。这个字段的用途是便于关联与重新关联的进行。工作站会借此传送上一次所关联的接入点的地址。当工作站打算与不同的接入点建立关联时，此字段可用来转换关联以及取回所有缓存的帧。

3.5 Listen interval字段

为了节省电池的电能，工作站可以暂时关闭802.11网络接口的天线。当工作站处于休眠状态时，接入点必须为之缓存帧。休眠中的工作站会定期醒来聆听往来消息，以判断是否有帧缓存与接入点。当工作站与接入点关联时，会将Listen Interval记录下来。所谓Listen Interval，其实就是以Beacon interval(信标间隔)为单位所计算出的休眠时间。