WiFi（Wireless Fidelity）基础（四）

news2024/12/23 13:09:21

目录
一、基本介绍（Introduction）
二、进化发展（Evolution）
三、PHY帧（（PHY Frame ）
四、MAC帧（MAC Frame ）
五、协议（Protocol）
六、安全（Security）
七、802.11ac标准
八、802.11ad标准
九、802.11ax (WiFi 6)标准
十、WiFi直接连接（WiFi Direct）
十一、测试（Testing）
十二、WiFi射频测量（WiFi RF Meas.）
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四、MAC帧（MAC Frame ）
正如你可能从我发布的其他技术中注意到的那样，我学习通信技术的方式总是一样的。研究和理解帧结构的细节，然后了解这些帧是如何在通信过程（协议protocol）的每个步骤中交换的。

PHY/MAC Frame
PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) Structure
MAC Header Structure
Frame Control Field Structure
Duration ID Field Structure
Sequence Control Field Structure
Example 1 > MAC Header / Beacon Frame
RTS Frame
CTS Frame
ACK Frame
Example 1 > MAC Header / ACK Frame
Beacon Frame
Example 1 > MAC Header / Beacon Frame
Trigger Frame
Example : MU-RTS

1、WLAN框架概述（Overview）

以下是WLAN帧的一些要点（bullelt）。（随着我了解的越来越多，列表会越来越长）

WLAN不使用802.3以太网帧（Ethernet frames）
有三种不同类型的WLAN帧，分别称为控制帧、管理帧和数据帧。
最大帧大小为2346字节，并且它们通常（typically）以1516字节进行分段（fragment）。
前置码（Preamble）总是以1Mbps发送。

2、PHY/MAC帧

这是移动设备和接入点之间正在交换的帧。整个框架的结构如下所示。

绿色显示的“网络数据（Network Data）”是最终传输到有线主干（wired backbone）的部分，所有其他部分（PHY、DataLink、Packet Trailer）用于移动客户端和接入点之间的通信。物理层（PHY）和“数据链路（Data Link）”部分将是WLAN框架的主要主题。
在这里插入图片描述

3、PLCP（Physical Layer Convergence Protocol/物理层汇聚协议）结构

现在让我们来看看PLCP的细节。PLCP是在PHY层添加的一种报头（header）。它由两个主要部分组成：序言（preamble）和报头（ Header），如下所示。
在这里插入图片描述
PLCP的第一部分用于“同步（Synchronization）”。这是一个由交替（alternation）0和1的80位组成的部分。

下一部分（portion）是SFD（Start Frame Delimiter/起始帧分隔符）。这是一种指示（indicate）物理帧开始的标签（tag），是一个特定确定的16位序列sequence（0000110010111101）。

4、MAC报头结构

MAC报头将是帧（frame）的最复杂的结构。MAC报头中包含（contain）的最重要的信息如下：

帧的类型是什么？
帧的源地址和目标地址（source and destination address）是什么？

＜帧控制字段结构（Frame Control Field Structure ）＞
在这里插入图片描述
您可以看到分配给Address的四个不同位置（location）。分配给哪个地址字段（address field）的地址类型由“to DS”和“From DS”字段（field）决定。DS字段和Address字段之间的映射（mapping）指定如下。

无论帧中的内容如何（Regardless of the contents in the frame），MAC报头的结构都是相同的。那么我们（无线局域网设备）如何知道帧中包含什么样的信息（数据）呢？”“类型”和“子类型”字段（Type and Sub Type field）确定框架的特征（characteristics）。

类型字段（2位）确定帧所承载内容的主要特征，“子类型”定义信息的细节。

内容的“类型”/“子类型”和特征映射（map）如下表（table）所示。此表主要适用于802.11a、b、g，并且在最近的规范（例如802.11ac、802.11ad）中有一些更改（添加additions）。关于最近规范（specification）中的更改，我不会在此表中列出，我将在处理802.11ac或802.11ad的单独页面中列出这些更改。
在这里插入图片描述

< 持续时间ID字段结构（Duration ID Field Structure） >
持续时间字段（duration field）中的值具有不同的含义meaning（解释interpretation），这取决于MSB（Most Significant Bits/最高有效位）处的一个或两个位，如下所示。
在这里插入图片描述
<序列控制字段结构（Sequence Control Field Structure） >

当数据包（packet）从更高层进入MAC层时，在“序列号”字段分配一个序列号（sequence number）。如果传入的数据包对于单个MAC帧来说太大，则将其拆分（split）为多个片段（fragment）。在这种情况下（In this case），会在“片段编号”字段（ ‘Fragment No’ field）中指定片段编号。当一个数据包进入多个MAC帧时，这些分段帧在“序列号”字段（‘Sequence Number’ field）中获得相同的值，在“片段编号（Fragment No）”字段获得不同的值。

802.11可以传输（transmit）最大2304字节的更高层分组。考虑到WEP开销（overhead）和8字节LLC报头（header），最大（maximum）MAC帧大小应该是2296字节。
在这里插入图片描述

5、RTS Frame

持续时间（Duration）：以微秒（ microsecond）为单位的时间。这是“数据/管理帧+CTS+ACK+3 SIFS”所需的时间
RA：接收地址（Reciever Address）
TA：发送地址（Transmitter Address）

6、CTS Frame

持续时间（Duration）：以微秒（ microsecond）为单位的时间。
RA：接收地址（Reciever Address）
TA：发送地址（Transmitter Address）
在这里插入图片描述
7、ACK Frame

Example 1 > MAC Header / ACK Frame

持续时间（Duration）：以微秒（ microsecond）为单位的时间。
RA：接收地址（Reciever Address）
TA：发送地址（Transmitter Address）
在这里插入图片描述
8、信标帧（Beacon Frame）

信标帧（Beacon Body）的内容是一个巨大的结构，所以我为信标（Beacon）及其内容创建了一个单独的页面。