802.11控制帧&管理帧

2023-05-16

  1. 控制帧主要用于协助数据帧的传递,可用于管理无线媒介的访问、提供MAC层的可靠性。以下只讲帧类型,不讲帧结构。
    1.1 RTS帧:用来取得媒介的控制权,用于传送分段帧,分段由网卡驱动程序中的RTS threshold阀值确定。
    1.2 CTS帧:用于回复RTS帧,没有RTS就没有CTS。
    1.3 ACK帧:MAC及任何数据的传送(包括一般传送,RTS/CTS交换之前的帧、帧片段)所需要的肯定确认。
    1.4 PS-POLL帧:移动式工作站从省电模式苏醒后,回向AP传送一个PS-POLL帧用于获得缓存帧。
  2. 管理帧:802.11的管理过程分为3步,首先移动式工作站找出可供访问的兼容无线网络,其次网络系统对移动式工作站进行验证,最后移动式工作站与AP之间建立关联。帧主体有固定字段(长度固定的字段)和信息元素(长度不定的数据块)
    2.1 固定字段
    2.1.1 Authentication Algorithm Number(身份验证算法编号):此字段代表关联发生之前,802.11层的最初认证过程所使用的认证类型。
    2.1.2 Authentication Transaction Sequence Number(身份验证处理序列号):用于追踪身份验证的速度。
    2.1.3 Beacon interval(信标间隔):用来设定Beacon信号之间间隔多少个时间单位。时间单位通常为TU,代表1024us。
    2.1.4 Capability Information(性能信息):用于通告网络具有何种性能。
    2.1.5 Current AP Address(当前接入点地址):用于表明当前关联的AP的MAC地址。该字段便于关联和重新关联的进行。
    2.1.6 Listen Interval(聆听间隔):表示移动式工作站指出接入点必须为他缓存帧多长时间,该字段其实是以Beacon Interval为单位所计算的休眠时间。
    2.1.7 Association ID(关联标识符)当工作站与AP关联时,就会被赋予一个AID用于协助控制及管理。
    2.1.8 Timestamp(时间戳):用于同步BSS中的工作站。
    2.1.9 Reason Code(原因代码):当对方不适合加入网络时,工作站会发送disassociation or deauthentication frame as response,which contains Reason Code.
    2.1.10 Status Code(状态码):用于表示某项操作成功或失败。若成功,状态码为零,否则非零。
    2.2 信息元素
    2.2.1 Service Set Identity(SSID):broadcast SSID只用于Probe Request 帧,工作站可以借此找出该区域中所有的802.11网络。
    2.2.2 Supported Rates(所支持的速率):指定其所支持的速率。
    2.2.3 FH Parameter Set((frequency-hopping)跳频参数集):其中包含了加入802.11跳频网络所需要的参数。
    2.2.4 DS Parameter Set((direct-sequence)直接序列参数集):网络所使用的信道数。
    2.2.5 Traffic Indication Map(传输指示映射):TIM的内容是虚拟位映射,由2008个位组成,每个位与一个AID绑定,当某个AID有数据缓存时,相应位设为1,表示有工作站需要接收待传数据。
    2.2.6 CF Parameter Set((contention-free)无竞争参数集):出现在无竞争操作的接入点所传送的Beacon帧中。
    2.2.7 IBSS Parameter Set():该字段只用于IBSS Beacon帧,用于表示IBSS中ATIM帧之间间隔的时间单位(TU)数量。
    2.2.8 Country :
    2.2.9 Hopping Pattern Parameter (跳频模式参数)和Hopping Pattern Table(跳频模式表)
    2.2.10 Request:在Probe Request中,该信息元素用来向网络查询特定的信息元素。
    2.2.11 Challenge Text:802.11所定义的shared-key身份验证系统会要求移动式工作站必须成功解码一个加密过的质询,这个质询通过该信息元素进行传送。
    2.2.12 Power Constraint(功率限制):网络向工作站描述其所允许的最大传送功率。记录的整数值是规定的最大值减去实际使用的最大值。
    2.2.13 Power Capability(功率性能):让工作站能够报告min&max传送功率。
    2.2.14 TPC Request((transmit power control )传送功率控制):用来请求无线链路管理信息。
    2.2.15 TPC Report():该信息元素散见于各种管理帧。transmit power代表传送功率,link margin代表链路界限。工作站根据这两个值调整自身的传送功率。
    2.2.16 Supported Channel(所支持的信道):用于记载所支持的子频段。
    2.2.17 Channel Switch Announcement():用于警告网络中的工作站即将变换信道。
    2.2.18 Measurement Request(测量请求)和Measurement Report(测量报告):
    2.2.19 Quiet(静默):动态选频用途之一是避免与特定的军用雷达技术干扰,为了找出是否有雷达或其他干扰源,AP使用quite信息元素暂时关闭该信道。
    2.2.20 IBSS DFS:基础结构性网络(infrastructure)中,AP is responsible for dynamic frequency selection,but in independent networks,则必须制定由谁进行动态选频的算法,负责动态短频的工作站在管理帧中加入该信息元素。
    2.2.21 ERP(extended rate phy):增强速率物理层
    2.2.22 Robust Security Network(RSN,强壮安全网络):用于工作站之间彼此交换安全性信息。
    2.2.23 Extended Supported Rates:与Supported Rates没有什么不同,不过该信息元素内容可以超过255字节。
    2.2.24 WI-FI Protected Access(WPA)
  3. 管理帧的类型
    3.1 Beacon(信标)帧:主要用于声明某个网络的存在
    3.2 Probe Request 帧:移动式工作站用于扫描所在区域内有哪些802.11网络。
    3.3 Probe Resonse帧:如果Probe Request所检查的网络与之兼容,该网络用Probe Request响应。
    3.4 IBSS ATIM帧:IBSS without AP,无法依赖AP缓存帧,IBSS工作站为处于休眠状态的接收者缓存帧,就会在传递期间送出一个ATIM帧通知对方有消息待传。
    3.5 Disassociation帧与Deauthentication帧:用于结束一段认证关系
    3.6 Association Request帧:移动式工作站找到兼容网络并通过身份验证,便发送Association Request帧以试图加入网络。
    3.7 Reassociation Request 帧:位于相同扩展服务区域,但在不同基本服务区域间游走的移动式工作站,再次使用分布式系统时,必须与网络重新关联。
    3.8 Association Response帧与Reassociation Response帧:
    3.9 Authentication帧:
    3.10 Aciton 帧:用于触发测量动作。

参考文献:802.11 Wireless Network The Definitive Guide

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