802.11 MPDU帧格式的描述及应用

摘要

802.11和Wifi技术并不是同一个东西。Wifi标准是802.11标准的一个子集，并且是Wi-Fi联盟负责管理。

802.11物理层PHY是介质访问控制层MAC个无线介质之间的接口，它传输个接收共享无线介质上的数据帧。

802.11将PHY进一步划分为两个组成元件：

物理层收敛程序（Physical Layer ConvergenceProcedure，简称PLCP）,负责将MAC帧对映到传输介质；

实际搭配介质Physical Medium Dependent，简称PMD），负责传送这些帧。

这篇文章主要描述802.11 MPDU帧格式的描述及应用。

802.11帧格式MPDU(MAC层协议数据单元)

帧控制结构FC(Frame Control):

Version：协议版本号，通常是0。

Type：帧类型，主要有3种类型。

控制帧(0b01)：用于竞争期间的握手通信和正向确认、结束非竞争期等。

管理帧(0b00): 主要用于STA与AP之间协商、关系的控制，如关联、认证、同步等。

数据帧(0b10)：用于在竞争期和非竞争期传输数据。

Sub Type：帧的子类型。

管理帧(0b00)子类型描述：

Type	帧类型描述	Sub Type	帧子类型描述
0b00	管理帧	0b0000	关联请求
0b00	管理帧	0b0001	关联响应
0b00	管理帧	0b0010	重关联请求
0b00	管理帧	0b0011	重关联响应
0b00	管理帧	0b0100	探测请求
0b00	管理帧	0b0101	探测响应
0b00	管理帧	0b0110 ~ 0b0111	保留
0b00	管理帧	0b1000	信标
0b00	管理帧	0b1001	ATIM
0b00	管理帧	0b1010	去关联
0b00	管理帧	0b1011	认证
0b00	管理帧	0b1100	去认证
0b00	管理帧	0b1101	功能帧
0b00	管理帧	0b1110	无需确认的功能帧
0b00	管理帧	0b1111	保留

控制帧(0b01)子类型描述：

Type	帧类型描述	Sub Type	帧子类型描述
0b01	控制帧	0b0000 ~ 0b0110	保留
0b01	控制帧	0b0111	控制包裹
0b01	控制帧	0b1000	块确认请求
0b01	控制帧	0b1001	块确认
0b01	控制帧	0b1010	PS-POLL
0b01	控制帧	0b1011	RST
0b01	控制帧	0b1100	CTS
0b01	控制帧	0b1101	ACK
0b01	控制帧	0b1110	CF-End
0b01	控制帧	0b1111	CF-End + CF-Ack

数据帧(0b10)子类型描述：

Type	帧类型描述	Sub Type	帧子类型描述
0b10	控制帧	0b0000	数据
0b10	控制帧	0b0001	数据 + CF-Ack
0b10	控制帧	0b0010	数据 + CF-Poll
0b10	控制帧	0b0011	数据 + CF-Ack + CF-Poll
0b10	控制帧	0b0100	空(无数据)
0b10	控制帧	0b0101	CF-Ack(无数据)
0b10	控制帧	0b0110	CF-Poll(无数据)
0b10	控制帧	0b0111	CF-Ack + CF-Poll(无数据)
0b10	控制帧	0b1000	QoS 数据
0b10	控制帧	0b1001	QoS 数据 + CF-Ack
0b10	控制帧	0b1010	QoS 数据 + CF-Poll
0b10	控制帧	0b1011	QoS 数据 + CF-Ack + CF-Poll
0b10	控制帧	0b1100	QoS 空(无数据)
0b10	控制帧	0b1101	保留
0b10	控制帧	0b1110	QoS CF-Poll(无数据)
0b10	控制帧	0b1111	QoS CF-Ack + CF-Poll(无数据)

To DS：表明该帧是否是BSS向DS发送的帧。

From DS: 表明该帧是否是DS向BSS发送的帧。

More Fragment：用于说明长帧被分段的情况，是否还有其它的帧，如果有则该值设置为1。

Retry(重传域): 表示该分段是先前传输分段的重发帧。

Power Management: 表示传输帧以后，站所采用的电源管理模式。

More Data: 表示有很多帧缓存到站中。即至少还有一个数据帧要发送给STA是设置为1。

Protected Frame: 表示根据WEP(Wired Equivalent Privacy)算法对帧主体进行加密。如果帧体部分包含被密钥套处理过的数据，则设置为1，否则设置为0。

Order(序号域): 在长帧分段传送时，该域设置为1表示接受者应该严格按照顺序处理该帧，否则设置为0

持续时间/标识 Dur/ID(Duration/ID):

表明该帧和它的确认帧将会占用信道多长时间，Duration 值用于网络分配向量(NAV)计算。

地址域 Address Fields:

Addr1(Destination Address): 目的地址，即负责将帧交付上层协议处理的工作站

Addr2(Source Address): 源地址，传送的来源

Addr3(BSS ID): 接收端地址，负责处理该帧的无线工作站

序列控制域 SC(Sequence Control)

用于过滤重复帧。

MSDU(MAC Server Data Unit), 12位序列号(Sequence Number)

MMSDU(MAC Management Server Data Unit), 4位片段号(Fragment Number)组成。

帧内容 Frame Body

发送或接收的信息。对于不同类型的数据帧来说，这个域的格式差别较大.

校验 FCS(CRC)

包括32位的循环冗余校验(CRC)。

应用

如上图，是通过wireshark抓到802.11的帧，可以看到该帧的版本为0，类型为管理帧类型，子类型为探测请求。

审核编辑：彭静