802.11幀主要有三種型別：

• 資料幀（data frame）

  資料幀好比802.11中的馱馬，負責在作業站之間搬運資料

• 控制幀（control frame）

  控制幀通常與資料幀搭配使用，負責區域的清空、信道的取得以及載波監聽的維護，并于收到資料時予以肯定確認，借此提高作業站之間資料傳送的可靠性

• 管理幀（management frame）

  管理幀負責監督，主要用來加入或退出無線網路以及處理接入點之間關聯的轉移事項

本文將從如下幾個方面描述802.11的成幀細節，

資料幀

資料幀會將上層協議的資料置于幀主體中加以傳遞，圖 1顯示了資料幀的基本結構，會用到那些欄位取決于該資料幀所屬的型別，

不同的資料幀，幀中欄位的含義不同，尤其表現在地址欄位，地址欄位的編號與功能取決于ToDS位與FromDS位的設定，因此所使用的網路型別會間接影響到地址欄位的用法，下表列出了地址欄位在資料幀中的各種用法，

Address 1欄位代表幀接收端的地址；Address 2欄位是發送端的地址，用來發送確認資訊；Address 3欄位則是供接入點與分布式系統過濾之用，每個BSS都會被賦予一個BSSID，它是一個長度為48位的二進制識別符號，用來識別不同的BSS，在infrastructure BSS中，BSSID就是創建該BSS的接入點上無線介面的MAC地址，

以下通過三個實體來說明資料幀中地址欄位的含義，

實體一：將幀傳送至服務器時地址欄位的用法

如下圖所示，無線客戶端將幀傳送給服務器，則資料幀中Address 1為RA（BSSID），Address 2為SA/TA，Address 3為DA，

傳送至接入點的資料幀如下圖所示

實體二：將幀從分布式系統傳送至無線客戶端

如下圖所示，分布式系統的服務器將幀發送至無線客戶端，則資料幀中Address 1為RA/DA，Address 2為TA（BSSID），Address 3為SA，

來自接入點的資料幀如下圖所示

實體三：無線分布式系統

無線分布式系統有時也稱為無線橋接器，如下圖所示，兩條有線網路通過扮演無線橋接器的基站彼此相連，從客戶端送至服務器的幀會經過802.11 WDS，WDS中的資料幀傳輸會用到四個地址，資料幀中Address 1為RA，Address 2為TA，Address 3為DA，Address 4為SA，

WDS幀如下圖所示

在802.11網路中，移動式作業站會利用Null幀來通知接入點改變省電狀態，如果移動式作業站沒有資料要經過分布式系統傳送，可以使用Null幀，同時將Frame Control欄位的Power Management位設定為1，通知接入點該移動作業站即將進入省電模式，接入點需要開始為之快取幀，Null幀的互動如下圖所示，

控制幀

所有控制幀的Frame Control欄位只有Sub type不同，如下圖所示

RTS（請求發送）

RTS幀可用來取得媒介的控制權，以便傳送“大型”幀，由網卡驅動程式中的RTS threshold來區分“大型”幀，RTS幀的格式如下圖所示，RTS幀只包含幀頭，幀主體不包含任何資料，幀頭之后即為FCS，

CTS（清除發送）

CTS幀用于恢復RTS幀，并清空傳送區域，其幀格式如下圖所示，

ACK（確認）

ACK幀是MAC以及任何資料的傳送所需要的確認，其格式如下圖所示，

PS-Poll（省電-輪詢）

當一個移動式作業站從省電模式中蘇醒后，便會傳送一個PS-Poll幀給接入點以取得任何快取幀，PS-Poll幀的格式如下圖所示，

PS-Poll幀使用管理識別符號（association ID）來填充Duration/ID欄位，關聯識別符號是接入點指定的一個數值，用來識別關聯，雖然PS-Poll幀中并未包含duration資訊，無法更新NAV，但是所有收到PS-Poll幀的作業站都會以短幀間間隔加上傳送ACK信號所需要的時間來更新NAV，這一自動調整機制使得接入點在傳送ACK信號時，不容易與移動式作業站發生沖突，

管理幀

管理幀負責監督，主要用來加入或退出無線網路以及處理接入點之間關聯的轉移事項，所有管理幀的MAC標頭都一樣，與幀的子型別無關，管理幀會使用資訊元素來與其他系統交換資訊，管理幀的基本結構如下圖所示，

幀主體中大部分資料如果使用長度固定的欄位，就稱為固定欄位（fixed field）；如果欄位長度不定，就稱為資訊元素（information element），資訊元素是TLV結構的資料塊，

固定欄位

• Authentication Algorithm Number欄位
  該欄位占用2個位元組，代表關聯發生之前，802.11層的最初認證程序所使用的認證型別，
• Authentication Transaction Sequence Number欄位
  該欄位由2個位元組構成，用以追蹤身份驗證的進度
• Beacon interval欄位
  Beacon interval欄位的長度為16位，用來設定Beacon信號之間相隔多少時間單位，時間單位通常縮寫位TU，代表1024微秒
• Capability Information欄位
  傳送Beacon信號的時候，該欄位用來通告網路具備何種性能，Capability Information欄位也可以使用在Probe Request與Probe Response幀中，
  
• Current AP Address欄位
  表明當前關聯的接入點的MAC地址，這個欄位的用途是便于關聯與重新關聯的進行
• Listen interval欄位
  該欄位表明休眠中的作業站會多長時間定期醒來聆聽往來訊息，以判斷是否有幀快取于接入
• Association ID 當工作站與接入點關聯時，就會被賦予一個關聯識別符號來協助控制與管理，該欄位高兩位置為1，只有14位可用，取值范圍1～2007
• Timestamp欄位
  時間戳欄位可用來同步BSS中的作業站
• Reason Code欄位
  當對方不適合加入網路時，作業站會送出Disassociation或Deauthentication幀作為回應，這些幀中包含一個長度位16位的Reason code
  欄位，表示對方的做法有誤
• Status Code欄位
  狀態碼用來表示某項操作成功或失敗

資訊元素

資訊元素通常包含一個Element ID欄位、一個Length欄位以及一個長度不定的欄位，如下圖所示，

• Service Set Identity（SSID）
  SSID為網管人員為服務集指定的識別符號，長度介于0至32個位元組之間
• Supported Rates
  802.11網路可以使用Supported Rates來指定其所支持的速率，有些速率是強制性的，每個作業站都必須支持，有些則是選擇性的，如果是強制性速率，則最高位為
  1；非強制性速率則為0，此資訊元素最多可包括8種速率，每種編碼均為500kbps的倍數，
• FH Parameter Set
  跳頻引數集資訊元素ing Pattern Parameter與Hopping Pattern Table
• Request
  在Probe Request幀中，Request資訊元素用來向網路查詢特定的資訊元素
• Challenge Text
  802.11所定義的共享密鑰身份驗證系統會要求移動式作業站必須成功解碼一個加密過的質詢，這個質詢使用Challenge Text資訊元素進行傳送
• Power Constraint
  功率限制
• Power Capability
  該欄位讓作業站能夠報告本身最低與最高的傳送功率，以dBm為單位
• TPC Request
  Transmit Power Control（傳送功率控制） Request資訊元素用來請求無線鏈路管理資訊
• TPC Report
• Supported Channel
• Channel Switch Announcement
• Quiet
• IBSS DFS
• ERP（extended rate PHY）資訊
• Robust Security Network(RSN)
• Extended Supported Rates
• Wi-Fi Protected Access（WPA）

管理幀的型別

Beacon（信標）幀

Probe Request幀

Probe Response幀

IBSS的通知傳輸指示訊息（ATIM）幀

Disassociation幀與Deauthentication幀

Association Request幀

Reassociation Request幀

Association Response幀與Reassociation Response幀

Authentication幀

Action幀

幀傳送、關聯與身份驗證狀態

802.11整體狀態圖如下所示：

標籤：嵌入式

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