802.11 MAC层介绍(二)

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4. MAC帧类型

在上一篇【3.1  Frame Control字段】中介绍了Type和Subtype共同决定了帧类型
而不同类型的帧MAC头部是不同的

主要有如下几种类型帧
- 管理帧(Management Frame)
- 控制帧(Control Frame)
- 数据帧(Data Frame)

Tip: 关于帧类型的详细信息请参看规范<802.11-2012.pdf>

4.1 管理帧

管理帧的基本结构如下图

4.1.1 Beacon帧

Beacon帧的主体部分如下

4.1.2 ATIM帧

ATIM即IBSS Announcement Traffic Indication Message
其主体部分为空

4.1.3 Disassociation帧

4.1.4 Association Request帧

4.1.5 Association Response帧

4.1.6 Reassociation Request帧

4.1.7 Reassociation Response帧

4.1.8 Probe Request帧

4.1.9 Probe Response帧

4.1.10 Authentication帧

4.1.11 Deauthentication帧

 

4.2 控制帧

4.2.1 RTS帧

4.2.2 CTS帧

4.2.3 ACK帧

4.2.4 PS-Poll(Power-Save Poll)帧

4.2.5 CF-End帧

4.2.6 CF-End + CF-Ack帧

4.3 数据帧

数据帧MAC头如下

其中Address字段由To DS/From DS位来决定

5. MAC层操作集

802.11从管理上可分为三个组件
- MAC层管理实体: MLME(MAC Layer Management Entity)
- 物理层管理实体: PLME(Physical Layer Management Entity)
- 系统管理实体: SME(System Management Entity)

MAC层操作集包括: 扫描、认证、关联及省电状态

5.1 扫描(Scanning)

扫描的目的在于STA发现所在区域中的无线网络

扫描有两种
- 被动扫描(Passive Scanning): STA在信道列表(Channel List)间不断切换等待Beacon帧的到来，记录所收到的信息
- 主动扫描(Active scanning): STA在每个信道上发出Probo Request帧请求某个特定的网络予以响应

扫描的结果则是获取到如下信息
- BSSID
- SSID
- BSSType
- Beacon intercal, 信标间隔
- DTIM period, DTIM周期
- Timing parameter, 定时参数
- Phy参数、CF参数、IBSS参数
- BSSBasicRateSet, 基本速率集

5.2 认证(Authentication)

扫描完成后，STA会选择某个SSID进行关联，关联之前则需要先进行认证过程

认证有两种模式
- 开放系统身份验证(Open System Authentication)
- 共享密钥身份验证(Shared Key Authentication), 即WEP

若身份验证失败，STA将收到AP发来的取消关联(Deauthentication)帧

5.3 关联(Association)

完成身份验证后，STA就可以和AP进行关联，以获得网络的访问权

关键参数如下
- Listen interval, 用于省电模式中，由STA提供给AP
- SSID element, 指示STA所关联AP的SSID
- Support rates element, 指示STA所支持的速率

5.4 重新关联(Reassociation)

重新关联的目的在于从关联关系从一个AP转至新的AP，和关联过程大体相同

5.5 省电模式(Power Save)

省电模式有两种类别
- Unicast frame operation
- Multicast/broadcast frame operation