WIFI通信

WIFi是以IEEE 802.11(一种无线局域网标准)为标准的一种实现。随着标准的不断修订,其传输速度在不断增加。现今第六代的传输速率可达9.6Gbit/s。下表为第一代到第六代的相关信息。对每一代仅列出了比较常见的标准,另外也有一些不常见的标准。在多个厂商兼容802.11b后,802.11网络才开始大规模流行。

网络成员和结构

这里有3种介质,站点使用的无线介质,分配系统使用的介质,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的介质。物理上它们可能互相重叠。IEEE 802.11只负责在站点使用的无线的介质上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。

IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务:

帧结构

一般802.11的帧结构由9个字段构成。

802.11帧结构

Frame Control

Frame control

所有的802.11帧都是由2字节的帧控制字段开始的,包括如下的字段:

Duration ID

Duration ID(持续时间)占2个字节,主要用来记载网络分配矢量NAC的值,用来限制访问介质的时间。

Address

address有五种类型:

  1. BSSID,基本服务集标识符
  2. DA,目的地址
  3. SA,源地址
  4. RA,接收端地址
  5. TA,发送端地址

根据Frame Control中的ToDS和FromDS来确定其具体功能:

功能To DSFrom DSAddress1(接收端)Address2(发送端)Address3Address4
IBSS00DASABSSID未使用
To AP(基础结构型)10BSSIDSADA未使用
From AP(基础结构型)01DABSSIDSA未使用
WDS(无线分布式系统)11RATADASA

Seq-crl

Seq-crl(Sequence Control)格式式如下,顺序编号4096的模数,从0开始,每处理一个上层封包就加1
若上层封包分片处理,所有帧分片采用相同顺序编号;对于重传帧,顺序编号不变

Frame Body字段

Frame Body字段中记录的是通信中实际的数据,所以该字段也是数据字段。它最多可以传送2304个字节的数据(为了能够支持WEP(无线加密协议), 各供应商在具体实现的时候通常是支持2312个字节的数据)。802.11的LLC(逻辑链路控制)需要占8个字节,因此最多可以承载2296个字节数据。

FCS字段

FCS字段叫做帧校验序列(Frame Check Sequence, FCS),主要用来进行校验数据,确保传输过程没有发生错误(如果发生错误,将进行重传)。通常使用循环冗余校验CSC(Cyclic Redundancy Check)校验位进行校验。

参考

  1. Wi-Fi - 维基百科,自由的百科全书 (wikipedia.org)
  2. IEEE 802.11 - 维基百科,自由的百科全书 (wikipedia.org)
  3. 无处不在的小土-802.11帧结构 (gaoyichao.com)
  4. 无线射频专题《协议类,IEEE 802.11/802.11b/802.11a/802.11g/802.11n/802.11ac标准简介》_物联网研究室-BBC的博客-程序员秘密 - 程序员秘密 (cxymm.net)
  5. 802.11 PHY层帧格式汇总 - 代码天地 (codetd.com)
  6. 802.11帧格式 - 代码天地 (codetd.com)
  7. 802.11 帧格式和分类详解 - 肉滚滚和代码 - 博客园 (cnblogs.com)
  8. 802.11 MAC层 - 北落不吉 - 博客园 (cnblogs.com)