1. 802.11管理功能–用戶接入過程

? ? ? STA (工作站）啟動(dòng)初始化、開始正式使用、AP 傳送數(shù)據(jù)幀之前，要經(jīng)過三個(gè)階段才能接入:

? ? ? (1) 掃描(SCAN)?
? ? ? (2) 認(rèn)證(Authentication)?

? ? ? (3) 關(guān)聯(lián)(Association)?

1.1 802.11管理–掃描(SCAN)

? ? ? 1) ?若無線站點(diǎn) STA 設(shè)成 Ad-hoc (無AP)模式：

? ? ? ? ?STA先尋找是否已有 IBSS（與STA所屬相同的SSID）存在，如有，則參加（join）；若無, 則會(huì)自己創(chuàng)建一個(gè)IBSS，等其他站來 join。?

? ??? 2) 若無線站點(diǎn) STA 設(shè)成 Infrastructure (有AP)模式：

? ? ? ? ? ?--主動(dòng)掃描方式?(特點(diǎn)：能迅速找到)

? ? ? ? ? ? ? ?依次在每個(gè)信道上發(fā)送Probe request報(bào)文，從Probe Response中獲取BSS的基本信息， Probe Response包含的信息和Beacon幀類似

? ? ? ? ? ?--?被動(dòng)掃描方式?(特點(diǎn)：找到時(shí)間較長，但STA節(jié)電)? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? 通過偵聽AP定期發(fā)送的Beacon幀來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)， Beacon幀中包含該AP所屬的BSS的基本信息以及AP的基本能力級(jí)，包括： BSSID（AP的MAC地址）、 SSID、支持的速率、支持的認(rèn)證方式，加密算法、 Beacons幀發(fā)送間隔，使用的信道等 ? ? ? ? ? ? ? ? 當(dāng)未發(fā)現(xiàn)包含期望的SSID的BSS時(shí)，STA可以工作于IBSS狀態(tài)

1.2 ?802.11管理功能–認(rèn)證(Authentication)?

? ? ? ?802.11支持兩種基本的認(rèn)證方式:? ? ? ???? Open-system Authentication ? ? ? ? ? 1) 等同于不需要認(rèn)證，沒有任何安全防護(hù)能力 ? ? ? ? ? 2) 通過其他方式來保證用戶接入網(wǎng)絡(luò)的安全性，例如Address filter、用戶報(bào)文中的SSID
? ? ??? Shared－Key Authentication ? ? ? ? ?1) 采用WEP加密算法 ? ? ? ? ?2) Attacker可以通過監(jiān)聽AP發(fā)送的明文Challenge text和STA回復(fù)的密文Challenge text計(jì)算出WEP KEY
? ? ? 另外，STA可以通過Deauthentication來終結(jié)認(rèn)證關(guān)系。

1.3 802.11管理功能–關(guān)聯(lián)(Association)?

??? ?1) Association

? ? ? ? ?? STA通過Association和一個(gè)AP建立關(guān)聯(lián)，后續(xù)的數(shù)據(jù)報(bào)文的收發(fā)只能和建立Association關(guān)系的AP進(jìn)行 ??? ?2) Reassociation ? ? ? ? ?? STA在從一個(gè)老的AP移動(dòng)到新AP時(shí)通過Reassociation和新AP建立關(guān)聯(lián) ? ? ? ? ?? Reassociation前必須經(jīng)歷Authentication過程 ? ? ?3) Deassociation ? ? ? ? ?? STA通過Deassociation和AP解除關(guān)聯(lián)關(guān)系

2. 802.11相關(guān)協(xié)議

3. 802.11幀格式

3.1 802.11 MAC Header（MAC頭）

? ? ???Frame Control（幀控制域）

? ? ???Duration/ID（持續(xù)時(shí)間/標(biāo)識(shí)）

? ? ???Address（地址域）

? ? ???Sequence Control（序列控制域）

3.1.1?Frame Control（幀控制域）

? ? ???Protocol Version（協(xié)議版本）：通常為0；
? ? ???Type（類型域）和Subtype（子類型域）：共同指出幀的類型；
? ? ???To DS：表明該幀是BSS向DS發(fā)送的幀；
? ? ???From DS：表明該幀是DS向BSS發(fā)送的幀；
? ? ???More Frag：用于說明長幀被分段的情況，是否還有其它的幀；
? ? ???Retry（重傳域）：用于幀的重傳，接收STA利用該域消除重傳幀；
? ? ???Pwr Mgt（能量管理域）：1：STA處于power_save模式；0：處于active模式；
? ? ???More Data（更多數(shù)據(jù)域）：1：至少還有一個(gè)數(shù)據(jù)幀要發(fā)送給STA ；
? ? ???Protected Frame： 1：幀體部分包含被密鑰套處理過的數(shù)據(jù)；否則：0；
? ? ???Order（序號(hào)域）：1：長幀分段傳送采用嚴(yán)格編號(hào)方式；否則：0。

3.1.2?Duration/ID（持續(xù)時(shí)間/標(biāo)識(shí)）

? ? ?表明該幀和它的確認(rèn)幀將會(huì)占用信道多長時(shí)間；對(duì)于幀控制域子類型為：Power Save-Poll的幀，該域表示了STA的連接身份（AID, Association Indentification）。

3.1.3?Address（地址域）

? ? ? ?Address（地址域）：源地址（SA）、目的地址（DA）、傳輸工作站地址（TA）、接收工作站地址（RA），SA與DA必不可少，后兩個(gè)只對(duì)跨BSS的通信有用，而目的地址可以為單播地址（Unicast address）、多播地址（Multicast address）、廣播地址（Broadcast address）。

3.1.4?Sequence Control（序列控制域）

? ? ? Sequence Control（序列控制域）：由代表MSDU（MAC Server Data Unit）或者M(jìn)MSDU（MAC Management Server Data Unit）的12位序列號(hào)（Sequence Number）和表示MSDU和MMSDU的每一個(gè)片段的編號(hào)的4位片段號(hào)組成（Fragment Number）。

3.2 Frame Body（幀體部分）

? ? 包含信息根據(jù)幀的類型有所不同，主要封裝的是上層的數(shù)據(jù)單元，長度為0~2312個(gè)字節(jié)，可以推出，802.11幀最大長度為：2346個(gè)字節(jié)；

3.3 FCS（校驗(yàn)域）

? ? 包含32位循環(huán)冗余碼。

3.4 地址格式

1) 方案一：

? ? ?A和B 在同一個(gè)IBSS，A->B (Ad hoc無線自組網(wǎng)中的數(shù)據(jù)幀的地址格式)。

2) 方案二：

? ? 從AP發(fā)出的無線數(shù)據(jù)幀中的地址格式。

3) 方案三：

? ? 發(fā)到AP的無線數(shù)據(jù)幀中的地址格式。

4) 方案四：

? ? 通過無線分布系統(tǒng)傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)幀中的地址格式。

4. WLAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

? ?WLAN有以下三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
? ? ?1) 獨(dú)立基本服務(wù)集(Independent BSS, IBSS)網(wǎng)絡(luò)(也叫ad-hoc網(wǎng)絡(luò))；
? ? ?2) 基本服務(wù)集(Basic Service Set, BSS)網(wǎng)絡(luò)；
? ? ?3) 擴(kuò)展服務(wù)集(Extent Service Set, ESS)網(wǎng)絡(luò)。

? ? 其各自的特點(diǎn)如下所示：

4.1 IBSS-無AP

也叫Ad Hoc 網(wǎng)(無線自組網(wǎng)):IBSS (Independent BSS，獨(dú)立基本服務(wù)集)，無AP，站點(diǎn)間直接通信。

4.2 BSS-有AP

又名Infrastructured網(wǎng)(基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng))：有AP(Access Point, 接入點(diǎn))，無線站點(diǎn)通信首先要經(jīng)過AP。

4.3 ESS-有AP和DS

? ? ESS:屬 Infrastructured 網(wǎng) (?DS:分配系統(tǒng)，AP：接入點(diǎn)， SSID：ESS擴(kuò)展服務(wù)集標(biāo)識(shí)符。一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用某 ESS 的 SSID 加入到該擴(kuò)展服務(wù)集中，一旦加入ESS，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)便可實(shí)現(xiàn)從該ESS的一個(gè)BSS到另一個(gè)BSS的漫游)

5. 802.11幀類型

? ??針對(duì)幀的不同功能，可將802.11中的MAC幀細(xì)分為以下3類：

? ??? 數(shù)據(jù)幀：用于在競爭期和非競爭期傳輸數(shù)據(jù)；

? ??? 控制幀：用于競爭期間的握手通信和正向確認(rèn)(RTS信道預(yù)約、CTS預(yù)約成功、ACK等)、結(jié)束非競爭期等，為數(shù)據(jù)幀的發(fā)送提供輔助功能；

? ??? 管理幀：主要用于STA與AP之間協(xié)商、關(guān)系的控制，如關(guān)聯(lián)、認(rèn)證、同步等。

? ? ?Frame Control（幀控制域）中的Type（類型域）和Subtype（子類型域）共同指出幀的類型，當(dāng)Type的B3B2位為00時(shí)，該幀為管理幀；為01時(shí)，該幀為控制幀；為10時(shí)，該幀為數(shù)據(jù)幀。而Subtype進(jìn)一步判斷幀類型，如管理幀里頭細(xì)分為關(guān)聯(lián)和認(rèn)證幀

5.1 管理幀 (Management Frame)

Type	SubType	FrameType
00	0000	Association request (連接請(qǐng)求)
00	0001	Association response (連接響應(yīng))
00	0010	Reassociation request（重連接請(qǐng)求）
00	0011	Reassociation response（重連接聯(lián)響應(yīng)）
00	0100	Probe request（探測請(qǐng)求）
00	0101	Probe response（探測響應(yīng)）
00	1000	Beacon（信標(biāo)，被動(dòng)掃描時(shí)AP 發(fā)出，notify）
00	1001	ATIM（通知傳輸指示消息）
00	1010	Disassociation（解除連接，notify）
00	1011	Authentication（身份驗(yàn)證）
00	1100	Deauthentication（解除認(rèn)證，notify）
00	1101～1111	Reserved（保留，未使用）

? ? ATIM：Announcement Traffic Indication Message，ATIM僅在ATIM窗口期間傳送，ATIM沒有負(fù)載。

5.2 控制幀 (Control Frame)

Type	Subtype	Frametype
01	1010	Power Save（PS）- Poll（省電－輪詢）
01	1011	RTS（請(qǐng)求發(fā)送，即:?Request To Send ，預(yù)約信道，幀長20字節(jié)）
01	1100	CTS（清除發(fā)送，即:Clear To Send ，同意預(yù)約，幀長14字節(jié)）
01	1101	ACK（確認(rèn)）
01	1110	CF-End（無競爭周期結(jié)束）
01	1111	CF-End（無競爭周期結(jié)束）＋CF-ACK（無競爭周期確認(rèn)）

? ? ?RTS和CTS用于信道預(yù)約，CF-End+CF_ACK和ACK用于確認(rèn)正確接收到幀。

? ? 1) ACK幀

5.3 數(shù)據(jù)幀 (Data Frame)

Type	Subtype	Frametype
10	0000	Data（數(shù)據(jù)）
10	0001	Data+CF-ACK
10	0010	Data+CF-Poll
10	0011	Data+CF-ACK+CF-Poll
10	0100	Null data（無數(shù)據(jù)：未傳送數(shù)據(jù)）
10	0101	CF-ACK（未傳送數(shù)據(jù)）
10	0110	CF-Poll（未傳送數(shù)據(jù)）
10	0111	Data+CF-ACK+CF-Poll
10	1000	Qos Data
10	1001	Qos Data + CF-ACK
10	1010	Qos Data + CF-Poll
10	1011	Qos Data + CF-ACK+ CF-Poll
10	1100	QoS Null（未傳送數(shù)據(jù)）
10	1101	QoS CF-ACK（未傳送數(shù)據(jù)）
10	1110	QoS CF-Poll（未傳送數(shù)據(jù)）
10	1111	QoS CF-ACK+ CF-Poll（未傳送數(shù)據(jù)）
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的802.11协议基础的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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