资源描述
IEEE 802.11 Wireless LAN 网络
1. 网络架构及特征介绍
因为可携式计算机普及率快速成长, 无线局域网络对今日计算机及通讯工业来讲, 将成为一项关键观念及技术。在无线局域网络架构中, 计算机主机不需要像在传统有线网络里, 必需保持固定在网络架构中某个节点上, 而是能够在任意时间作任何移动, 也能对网络上资料作任意接入。大致说来, 无线网络有四项特征与传统有线网络不一样:
一、 无线网络目地址(Destination Address)通常不等于目位置(Destination Location):
在有线网络里, 一个地址通常就代表一个固定位置, 然而在无线网络里, 这件事不一定成立, 因为在无线网络中, 事先被给定地址一部计算机, 随时都有可能会移动到不一样地方。
二、 无线网络传输媒介会影向整体网络设计:
无线网络实体层和有线网络实体层基础上有很大不一样, 无线网络实体层有下列特征:
点和点之间连结范围是有限, 因为这牵涉到讯号强弱关系。
使用了一个需要共享传输媒介。
传送讯号未被保护, 易受外来噪声干扰。
在资料传送可靠性来讲, 较有线网络来差。
含有动态网络拓朴结构。
因为上述原因, 使得设计整个网络软硬体架构, 就会和传统有线网络不一样。举例而言, 因为讯号传送范围受限, 使得无线局域网络硬体架构设计, 就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离区域内。
三、 无线网络要有能力处理会移动工作站:
对无线网络来讲, 一个关键要求就是, 不仅能处理可携式工作站 (portable station), 更要能处理移动式工作站 (mobile station), 可携式工作站也会从某一个位置移动到另一个位置, 但长时间来看, 它通常还是会固定在某一个位置上。而移动式工作站就有可能在短时间内不停移动, 且会在移动中仍对网络上资料作存取。
四、 无线网络和其它 IEEE 802 网络层间关系不一样:
为了达成网络透明化, 无线局域网络期望做到在逻辑链接层就能和别网络相通, 这使得无线局域网络必需将处理移动性工作站及保持资料传送可靠性能力全做在网络媒介接入层 (MAC Layer) 中, 这和传统有线网络在媒介接入层所需含有功效是不一样。
无线局域网络正逐步受到重视, 为了使多种竞争产品之间能兼容互通, 标准制订就成了关键工作, 而 IEEE 802.11 无线局域网络 (wireless LAN) 标准就在这么情况下诞生。IEEE 802.11 关键目是要制订一套适合在无线局域网络环境下作业通讯协议, 最关键工作, 就是要制订出 MAC 层和实体层。
所以 IEEE 802.11 参考模式关键分成两部份, 第一部份是制订出适适用于全部没有线网络系统 MAC 规格, 设计出和实体层无关MAC 协议。第二部份则是制订出和传输媒介相关 PHY 规格。IEEE 802.11 所支持每一个传输讯号频宽, 都有不一样 PHY 规格。比如, 915MHz 频宽、 2.4GHz 和5.2GHz 频宽以及红外线频宽等, 都有不一样 PHY 规格。另外功率管理和时限性服务等也包含在 IEEE 802.11定义范围内。本章讨论关键将着重在 IEEE 802.11 所制订出 MAC 通讯协议上。
IEEE 802.11 无线局域网络关键特征以下:
(1)多重传输速率: IEEE 802.11能够让工作站使用不一样传输速率(单位为100kbps)在网络上通讯。比如 0.5 Mbps, 1 Mbps 或 2 Mbps。
(2)帧为 IEEE 802.11 帧。
(3)传输媒介为无线电。
(4)基础通讯协议为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。假如同时有二个或二个以上工作站传送帧将造成冲撞, 发生冲撞帧视为无效并丢弃。IEEE 802.11所采取 CSMA/CA通讯协议虽可避免大部分无须要冲撞, 但仍无法完全排除冲撞现象。所以只适适用来传送非实时性资料。
(5)提供两种传送服务。分布式协调功效 (Distributed Coordination Function, DCF) 使用 CSMA/CA , 适合传输非实时信息。集中式协调功效 (Point Coordination Function, PCF) 由网络协调者 (Point Coordinator) 掌控而且以轮询 (polling) 方法安排工作站传送帧时机及次序。因为工作站传送时间可事先安排, 所以可提供确保传送延迟服务。
非实时传输使用之频宽不确保公平分配。在 DCF 部份, 因为工作站利用 CSMA/CA 通讯协议来相互竞争传送帧机会, 并没有轮番传送特征, 所以每个工作站实际使用频宽量可能不一样。
(6)提供认证 (Authentication) 及资料保密 (Privacy) 功效。无线电是一个开放性介质, 任何人都能够很轻易干扰或窃听。任证是确任对方身分, 省得在不知情情况下, 因为与陌生人通讯而泄漏关键信息。保密是利用加密 (Encryption) 及解密 (Decryption) 技术来保护传送资料, 使得窃听者即使窃听到资料也无法得悉其内容。
(7)较不适合多媒体信息传输。即使网络提供确保传送延迟服务, 但现在最高传送速率只有 2 Mbps。此频宽尚不足以应付含有实时要求多媒体信息。假如无线网络上同时存在很多工作站, 则每一部工作站平均分配到频宽将更少。
2.无线局域网络硬件架构
要了解无线局域网络硬件架构之前, 要先了解无线局域网络协议功效需求, 因为 IEEE 802.11 就是依据这些需求, 拟订了一套无线局域网络系统基础架构。 IEEE 802.11将最低功效频宽订为 1Mbps, 这对于通常性操作, 像档案传输、 程序加载、 交易处理等, 是绝对必需。对于需要传输实时数据应用软件, 像数字式声音、 影像等, IEEE 802.11也提供了时限性 (time bounded)服务。另外, IEEE 802.11也定义了包含财务、 办公室、 学校以及工业大楼等多种环境中可靠操作需求。另外, 还定义了行动式计算机系统最少必需支持每小时几哩行人速度。而为了整合这些需求, IEEE 802.11就制订出两种不一样类型无线局域网络基础架构:
有基础架构无线局域网络 (Infrastructure Wireless LAN)
无基础架构无线局域网络 (Ad Hoc Wireless LAN)
所谓基础架构通常指就是一个现存有线网络分布式系统 (wired distribution system), 在这种网络架构中, 会存在一个尤其节点, 称作接入点 (access points), 这个接入点功效就是要将一个或多个无线局域网络和现存有线网络分散系统相连结, 以提供某个无线局域网络中工作站, 能和较远距离另一个无线局域网络工作站通讯, 其次也促进无线局域网络中工作站, 能接入有线分布式系统中网络资源。这一类型无线网络通讯范围, 通常是以同一栋建筑物出现, 比如, 商店、 医院、 或是同一栋楼层。
无基础架构无线局域网络关键是要提供不限量用户, 能实时架设起无线通信网路, 在这种架构中, 通常任二个用户间都可直接通讯, 这一类无线网络架构在会议室里常常见得上。IEEE 802.11所制订架构许可「无基础架构无线局域网络」和「有基础架构无线局域网络」同时使用同一套基础接入协议。然而, 通常讨论 IEEE 802.11 无线局域网络硬体架构, 还是偏重在「有基础架构无线网络上」。IEEE 802.11 所定义无线网络硬体架构, 关键由下列组件所组成(参考图13-1):
图13-1 无线网络硬体架构组成组件
Wireless Medium (WM): 无线传输媒介, 无线局域网络实体层所使用到传输媒介。
Station (STA): 工作站, 任何设备只要拥有 IEEE 802.11 MAC 层和 PHY 层接口, 就可称为一个工作站。
Station Services (SS): 工作站服务, 提供工作站送收资料服务。
Basic Service Area (BSA): 在「有基础架构无线局域网络」中, 每一个几何上建构区块 (building block) 就称为一个基础服务区域 (Basic Service Area, 简称 BSA) , 每一建构区块大小依该无线工作站环境和功率而定。
Basic Service Set (BSS): 基础服务区中全部工作站集合。
Distribute System (DS): 分布式系统, 通常是由有线网络所组成, 可将数个 BSAs 连结起来。
Access Point (AP): 接入点, 连结 BSS 和 DS 设备, 不仅含有工作站功效, 还提供工作站含有接入分布式系统能力, 通常在一个 BSA 内会有一个接入点。
Extended Service Area (ESA): 数个 BSAs 经由 DS 连结在一起, 所形成区域, 就叫作一个扩充服务区。
Extended Service Set (ESS): 数个经由分布式系统所连接 BSS 中每一基础工作站集, 形成一个扩充服务集。
Distribution System Services (DSS): 分布式系统所提供服务, 使得资料能在不一样 BSSs 间传送。
IEEE 802.11 无线网络系统与传统有线局域网络相连结是经由一个称为 「埠接器」(Portal)连结设备, 如图13-2 所表示。端口接器关键功效是将资料从有线局域网络送入无线网络系统, 或未来自无线局域网络资料送入有线局域网络中。这之间除了必需考虑通讯协议不一样外也要考虑到传输媒介差异。
图13-2 无线局域网络与有线局域网络之相连结
3.无线局域网络软件架构
IEEE 802.11软体架构关键可分为工作站软体和分布式系统软体二部份。标准中并无要求应怎样实作此分布式系统软体, 取而代之是, 它描述了这个分布式系统应提供那些服务才能满足整个系统所需。所以, 无线网络软件架构可看成是由下列二大类服务所组成(参考图13-3):
图13-3 无线网络软体服务架构
工作站服务 (Station Services, 简称 SS), 由工作站所提供。这类服务提供工作站含有正确送收资料能力, 另外也考虑传送资料安全性。包含下列两种服务:
身份确定服务(Authentication)
隐密性服务(Privacy)
分布式系统服务(Distribution System Services, 简称 DSS), 由分布式系统所提供。这类服务使 MAC 帧能在同一个 ESS 中不一样 BSS 间传送。不管工作站移动到那里, 也都要能收到它该收到资料, 这类服务大部份是由一个尤其工作站呼叫使用, 此工作站本身也同时提供这些服务, 所以也称为接入点(Access Point, 简称AP)。接入点是唯一同时提供 SS 和 DSS无线网络组件, 它也是工作站与分布式系统间桥梁。分散系统提供下列五种服务:
联结服务(Association)
取消联结服务(Disassociation)
分送服务(Distribution)
整合服务(Integration)
重联结服务(Reassociation)
IEEE 802.11 所指定七种服务中有五种是用来支持使「媒介接入服务资料单元」(MAC service data unit,简称 MSDU) 能在不一样 BSS 间传送。另外二种则是用来控制工作站对 IEEE 802.11局域网络接入, 及资料隐私性。其功效分述以下:
分送服务(Distribution): 此服务关键工作就是将分布式系统中资料送到该送到地方。以图13-3 为例, 假设有一笔帧要从 工作站 1 送到 工作站 4 , 一开始这笔帧会先被送到工作站 2 ( 输入接入点), 接着工作站 2 会透过「分送服务」将这笔帧送到工作站 3 (输出接入点), 而工作站 3 再透过无线媒介将帧送达工作站 4 。IEEE 802.11 并没有要求分散系统要怎样将帧正确送达目位置, 但它说明了在「联结」(Association)、 「取消联结」(Disassociation)及「重联结」(Reassociation) 等服务中该提供那些信息, 使得分散系统能够决定该笔帧该送往那个输出接入点, 而将帧送达正确目地位置。
整合服务(Integration): 此服务关键目是要使帧能在分散系统和现存传统局域网络间传送。假如分送服务知道该笔帧目地位置是一个现存 IEEE 802.x 有线局域网络, 则该笔帧在分散系统中输出点将是埠接器而不是接入点。分送服务若发觉该帧是要被送到埠接器将会使得分散系统在帧送达端口接器后接着驱动「整合服务」, 而整合服务任务就是将该笔帧从分散系统转送到相连局域网络媒介。其中整合服务要做关键工作就是将不一样地址空间做一个转换。 为了要了解以下所将要介绍「联结」(Association)、 「取消联结」(Disassociation)及「重联结」(Reassociation)等服务意义, 我们先介绍一个叫做「移动性」(mobility) 观念, IEEE 802.11对工作站, 定义了三种程度「移动性」, 分别描述以下:
无变动: 此程度移动性又可分为以下两种型式: 静止(工作站根本就没动)及区域性移动(工作站只在一个基础服务区内移动)。
基础服务区变动: 工作站会从一个基础服务区移动到另一个基础服务区, 但仍保持在同一个扩充服务区内。
扩充服务区变动: 工作站会从某一个扩充服务区内基础服务区移动到另一个扩充服务区内基础服务区。
联结服务(Association): 此服务关键目是要在工作站和接入点之间建立一个通讯联机。当分布式系统要将资料送给工作站时, 它必需事先知道这个工作站现在是透过那个接入点来接入分布式系统, 这些信息就是由联结服务来提供。一个工作站在被许可藉由某个接入点送资料给分散系统之前, 它必需先和此接入点作联结, 通常在一个基础服务区内有一个接入点, 所以任何在这个基础服务区内工作站想和外界作通讯, 就必需先向此接入点相联结。此动作类似注册, 因为当工作站作完联结动作后, 接入点就会记住此工作站现在在它管辖范围之内。请注意在任一瞬间, 任一个工作站只会和一个接入点作联结, 这么才能使得分散系统能在任一时候知道哪一个工作站是由哪一个接入点所管辖。然而, 一个接入点却可同时和多个工作站作联结。联结服务都是由工作站所激活, 通常工作站会藉由激活联结服务来要求和接入点作一个联结。
重联结服务(Reassociation): 此服务关键目是要将一个移动中工作站联结, 从一个接入点转移到另一个接入点。当工作站从一个基础服务区移动到另一个基础服务区时, 它就会激活一个「重联结服务」, 此服务会将工作站和它所移入基础服务区内接入点作一个联结, 使得分散系统未来能知道此工作站现在已由另一个接入点所管辖了。重联结服务也都是由工作站所激活。
取消联结服务(Disassociation): 此服务关键目是取消一个联结。当一个工作站传送资料结束时, 能够激活「取消联结服务」。另外, 当一个工作站从一个基础服务区移动到另一个基础服务区时, 它除了会对新接入点激活「重联结服务」外, 也会对旧接入点激活「取消联结服务」。此服务可由工作站或接入点来激活。不管是哪一方激活, 另一方都不能拒绝。接入点可能因为网络负荷原因, 而激活此服务对工作站取消联结。
身份确定服务(Authentication): 此服务关键目是用来确定每一个工作站身份。IEEE 802.11 支持一个叫做「盘问/响应」(Challenge/Response, 简称 C/R) 身份确定方法。通常 C/R 身份确定方法关键有下列三个步骤:
申明身份 (Assertion of Identity)
盘问申明 (Challenge of Assertion)
响应盘问 (Response to Challenge)
以下为 C/R 身份确定方法实例
申明 (Assertion): 我是工作站 4
盘问 (Challenge): 证实你身份
响应 (Response): 这是我密码
结果 (Result): 假如密码 OK , 工作站就完成身份确定
IEEE 802.11 通常要求双向式身份确定。在任一瞬间, 一个工作站能同时和多个工作站(包含接入点)作身份确定动作。身份确定服务是属于工作站服务。
隐密性服务 (Privacy); 此服务关键目是避免传送资料内容被窃听。无线网络和有线网络不太相同地方, 其中一点就在于无线网络资料是在空气这开放介质中传输, 所以任何只要装有 IEEE 802.11 适配卡工作站都能接收到他人资料, 所以资料保密性若做不好, 资料就很轻易被他人所窃听。「隐密性服务」关键功效就是提供一套「隐密性服务」算法 (privacy algorithm) 将资料做加密与解密。「隐密性服务」也是属于工作站服务 。
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
÷ ¬ ------------------------- MAC Header --------------® ÷
图13-4 MAC 帧格式
4.帧格式
IEEE 802.11 MAC 帧格式如图13-4 所表示, 其中包含:
帧标头 (Header): 30字节, 此部份关键包含了控制信息 (control information), 地址 (addressing), 次序号码 (sequencing number), 连续时间 (duration) 等字段。
资料: 长度不一(0 - 2312 字节), 此部份依帧型态 (frame type) 有所不一样。
错误检验码 : 4 字节, 统计帧检验码, 采取 CRC-32 技术。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 字节
4.1 帧控制字段
帧控制字段之格式如图13-5 所表示。其中
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
图13-5 帧控制字段格式
Protocol Version : 802.11 标准版本, 现在值为 00。
Type and Subtype : 帧型态, 现在定义有三种 : Data 帧, Control 帧, Management 帧。 每一个型态有可分为若干次型态, 如表13-1 所表示。
To DS : 此旗标值为 1 表示此 Data 帧(包含广播或群播帧)要传送给分布式系统。若为其它种类帧, 则其值应为 0。
From DS : 此旗标值为 1 表示此 Data 帧(包含广播或群播帧)是由分布式系统传送下来。若为其它种类帧, 则其值应为 0。To DS 与 From DS之组合有四种, 期代表意义如表13-2 所表示。
More Fragments : 此旗标值为 1 表示工作站还有其它片段(Fragments) 待传送。若为其它种类帧, 则其值应为 0。
Retry : 此旗标值为 1 表示此 Data 帧(或Management帧)为重送之帧。接收端可依此信息来丢弃反复之帧。
Power Management : 此旗标用来显示工作站之电源管理模式。其值为 1 表示此工作站处于省电模式, 其值为 0 表示此工作站处于正常模式。全部由 AP 传送帧上此值都必需为 0。
More Data : 此旗标由 AP 用来通知处于省电模式之工作站说 AP 现在仍有MSDUs 欲传送给该工作站。在 Data 帧上其值为 1 表示最少还有一个 MSDU 待转送。若为其它种类帧, 则其值应为 0。
WEP : 此旗标值为 1 表示此 Data 帧(或Management帧)中所携带资料已经过 WEP 算法处理过。若为其它帧, 则其值应为 0。
Order : 此旗标值为 1 表示此 Data 帧经由严格依序服务等级 (Strictly-Ordered service class) 来传送。若为其它帧, 则其值应为 0。
表13-1 各式帧型态及次型态
Type value
b3 b2
Type Description
Subtype Value
b7 b6 b5 b4
Subtype Description
00
Management
0000
Association Request
00
Management
0001
Association Response
00
Management
0010
Reassociation Request
00
Management
0011
Reassociation Response
00
Management
0100
Probe Request
00
Management
0101
Probe Response
00
Management
0110-0111
Reserved
00
Management
1000
Beacon
00
Management
1001
ATIM
00
Management
1010
Disassociation
00
Management
1011
Authentication
00
Management
1100
Deauthentication
00
Management
1101-1111
Reserved
01
Control
0000-1001
Reserved
01
Control
1010
PS-Poll
01
Control
1011
RTS
01
Control
1100
CLS
01
Control
1101
ACK
01
Control
1110
CF End
01
Control
1111
CF End+CF-Ack
10
Data
0000
Data
10
Data
0001
Data+CF-Ack
10
Data
0010
Data+CF-Poll
10
Data
0011
Data+CF-Ack+CF-Poll
10
Data
0100
Null Function (no data)
10
Data
0101
CF-Ack (no data)
10
Data
0110
CF-Poll (no data)
10
Data
0111
CF-Ack+CF-Poll (no data)
10
Data
1000-1111
Reserved
11
Reserved
0000-1111
Reserved
表13-2 To DS 与 From DS组合与意义
To DS
From DS值
代表意义
To DS = 0
From DS = 0
Data帧由一个工作站直接传送给另外一个在相同BSS中工作站
To DS = 1
From DS = 0
Data帧传送给分布式系统
To DS = 0
From DS = 1
Data帧由分布式系统传下来
To DS = 1
From DS = 1
由一个AP 传给另外一个AP WDS帧
表13-3 Duration /ID 字段意义
Bit 15
Bit 14
Bits 13-0
用途
0
0-32767
Duration (由此帧结束后起算, 单位为us)
1
0
0
在免竞争期间所传送之帧使用之固定值(32768)
1
0
1-16383
保留
1
1
0
保留
1
1
1-
在PS-Poll帧中, 指定工作站之ID
1
1
3-16383
保留
4.2 Duration/ID 字段
Duration /ID 字段长度为16位, 其使用方法以下(请参考表13-3):
若帧为控制型态(Control Type), 且次型态为PS-Poll, 则此字段代表一个SID, 其最左边两个位都是1, 而剩下 14 位则是传送此帧之工作站之SID。SID 值范围为 1 到 。
若为其它帧, 则此字段代表一个duration, 其值依各帧型态而定。不过对于全部在免竞争期间所传送帧来说, 此字段之值应设为 32768。当Duration/ID 字段内容小于 32768 时, 表示其为一个duration 值, 应该被拿来修正NAV(Net Allocation Vector)。
4.3 地址字段
MAC帧格式中共有四个地址字段。这些字段用来统计BSSID (BSS Identifier), 起始工作站地址 (Source Address, SA), 目地工作站地址(Destination Address, DA), 传送工作站地址(Transmitter Address, TA), 及接收工作站地址(Receiver Address, RA)。其中目地工作站地址(DA) 能够是各别或群播地址。是该帧最终目地。起始工作站地址 (SA) 是产生此帧工作站地址。传送工作站地址(TA) 是指在无线媒介上传送此帧工作站地址。接收工作站地址(RA) 则是指在无线媒介上接收此帧工作站地址。每一个地址长度都是符合 IEEE 802 标准之 48 位。有些帧并不需要用到全部地址字段。有些地址字段在使用时和其在地址字段相对地址(1-4)相关而与地址型态无关。比如当一个工作站接收到一笔帧时, 都是用Address 1 内容来判定该帧是否传送给自己。而 CTS 帧 (ACK帧) 中 RA 则等于 RTS 帧 (需要被回复之帧) 中 Address 2 内容。
每个 BSS 都有一个具唯一性辨识码 (BSSID, 长度为 48 位), 对于有基础架构BSS, 此辨识码为接入点 (AP) 中工作站地址。对于无基础架构BSS (IBSS), 此辨识码最左边两个位为 01, 而剩下 46 位则以数产生。广播性BSSID (48 位都为 1) 只能用在管理帧且次型态为Probe (Type = 00, Subtype = 0100 或 0101)。
4.4 次序控制字段 (Sequence Control)
次序控制字段包含两个次字段 : 次序号码 (Sequence Number, 12 位) 及片段号码 (Segment Number, 4 位), 如图13-6 所表示。其中次序号码为该帧携带之 MSDU 次序号码。每一个 MSDU 都有一个次序号码, 其值由 0 开始, 到4095, 然后反复轮番使用。由同一个 MSDU 切割出来片段都应该使用相同次序号码。片段号码则是指该片段在原来MSDU所切割出来片段次序。第一个片段(或没有切割MSDU)其值为0。以后则依序加一, 到 15 为止, 然后反复轮番使用。
4 12 位
Fragment Number
Sequence Number
图13-6 次序控制字段
5. 各式帧型态之格式
5.1控制帧
控制帧之控制字段内容如图13-7所表示。
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
Protocol
Version
Control
Subtype
0
0
0
0
Pwr
Mgt
0
0
0
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
图13-7 控制帧之控制字段内容
RTS 帧格式如图13-8(a) 所表示, 其中 RA 应该是无线媒介上一个地址, 也就是待送Data 帧或 Management 帧立刻目地地址。TA 则是传送此帧之工作站之地址。Duration 值(单位是us) 应该等于传送该待送 Data 帧或 Management 帧, 加上一个 CTS 帧, 加上一个 ACK 帧及加上三个 SIFS 帧间隔时间。假如Duration 计算结果不是整数, 则进位为整数。如 250.1 us 及 2413.7 us可分别进位为 251 us 及 248 us。
CTS 帧格式如图13-8(b) 所表示, 其中 CTS 帧中 RA 内容应该等于前一个对应之 RTS 帧中之 TA 内容。Duration 值(单位是us) 应该等于前一个对应之 RTS 帧中之 Duration 值减掉传送此 CTS 帧及一个 SIFS 帧间隔时间。假如 Duration 计算结果不是整数, 则进位为整数。
(RTS/CTS协议即请求发送/许可发送协议, 相当于一个握手协议, 关键用来处理"隐藏终端"问题。"隐藏终端"(Hidden Stations)是指, 基站A向基站B发送信息, 基站C未侦测到A也向B发送, 故A和C同时将信号发送至B, 引发信号冲突, 最终造成发送至B信号都丢失了。"隐藏终端"多发生在大型单元中(通常在室外环境), 这将带来效率损失, 而且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时, 尤其需要杜绝"隐藏终端"现象发生。IEEE802.11提供了以下处理方案。在参数配置中, 若使用RTS/CTS协议, 同时设置传送上限字节数----一旦待传送数据大于此上限值时, 即开启RTS/CTS握手协议: 首先, A向B发送RTS信号, 表明A要向B发送若干数据, B收到RTS后, 向全部基站发出CTS信号, 表明已准备就绪, A能够发送, 其它基站临时"按兵不动", 然后, A向B发送数据, 最终, B接收完数据后, 即向全部基站广播ACK确定帧, 这么, 全部基站又重新能够平等侦听、 竞争信道了。)
ACK 控制帧格式如图13-8(c) 所表示, 其中 ACK 帧中 RA 内容应该等于前一个对应之 Data 帧, Management 帧, 或 PS-Poll 控制帧中之 Address 2 字段内容。假如前一个对应之 Data 帧或 Management 帧中之帧控制字段中之More Fragment旗标为0, 则 Duration 值应设为零。假如More Fragment旗标为1, 则Duration 值(单位是us) 应该等于前一个对应之Data 帧或 Management 帧中之 Duration 值减掉传送此 ACK 帧及一个 SIFS 帧间隔时间。假如 Duration 计算结果不是整数, 则进位为整数。
省电轮询 (Power Save Poll, PS-Poll) 帧之格式如图13-8(d) 所表示。其中BSSID是隶属于AP中之工作站之地址, TA是传送此帧之工作站之地址, 而SID则是传送帧之工作站之 SID 值, 此值是 AP 先前经由Association Response分配给该工作站。SID值最左边两个位都是1。全部收到 PS-Poll 轮询帧工作站都应该修正其 NAV 值。修正时所使用duration 值为传送一个 ACK 帧所需要时间加上一个 SIFS 帧间隔。
免竞争周期结束 (Contention-Free End, CF-End) 帧之格式如图13-8(e)所表示。其中BSSID 是隶属于 AP 中之工作站之地址, 而 RA 则是广播地址。Duration 值应设为 0。
免竞争周期结束回复 (Contention-Free End Acknowledge, CF-End+CF-Ack) 帧之格式如图13-8(f) 所表示。其中BSSID 是隶属于 AP 中之工作站之地址, 而 RA 则是广播地址。Duration 值亦应设为 0。
2 2 6 6 4 字节
Frame
Control
Duration
RA
TA
CRC
(a) RTS 帧格式
2 2 6 4 字节
Frame
Control
Duration
RA
CRC
(b) CTS 帧格式
2 2 6 4 字节
Frame
Control
Duration
RA
CRC
(c ) ACK 帧格式
2 2 6 6 4 字节
Frame
Control
SID
BSSID
TA
CRC
(d) PS-Poll 帧格式
2 2 6 6 4 字节
Frame
Control
Duration
RA
BSSID
CRC
(e) CF-END 帧格式
2 2 6 6 4 字节
Frame
Control
Duration
RA
BSSID
CRC
CF-End + CF-Ack 帧格式
图13-8 MAC 控制帧格式
5.2 数据帧
数据帧格式与次型态无关, 如图13-9所表示。数据帧四个地址内容与To DS 及 From DS 位相关, 其使用方法如表13-4所表示。其中N/A代表该字段可取消。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 字节
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
图13-9 数据帧格式
表13-4 Address 字段内容
To DS
From DS
Address 1
Address 2
Address 3
Address 4
0
0
DA
SA
BSSID
N/A
0
1
DA
BSSID
SA
N/A
1
0
BSSID
SA
DA
N/A
1
1
RA
TA
DA
SA
工作站在决定要不要收一个数据帧时是依据Address 1内容来判定。假如Address 1内容与自己地址相同则可接收。假如Address 1内容是一个群体地址, 则BSSID也要一并检验, 以确定该广播或群播帧是来自相同BSS。假如接收帧工作站需要传送回复信息时, 则以Address 2 字段内容为回复地址。DA 代表此帧最终目地地址, 而 SA 则代表产生此帧工作站地址。在DS 是无线分布式系统下, RA代表接收此帧下一个工作站地址, 此工作站应属于某一个连结在无线分布式系统上接入点 (Access Point)。TA 则代表在无线分布式系统上传送此帧工作站地址, 此工作站也应属于某一个连结在无线分布式系统上接入点。BSSID值则依据传送此帧之工作站之性质来决定。假如该工作站是一个接入点或已经与某一个接入点建立连结关系, 则此BSSID值为隶属于该接入点工作站地址。假如该工作站为一个独立BSS (IBSS) 组员, 则此BSSID值为该 IBSS BSSID 值。
5.3 管理帧
管理帧之通用格式如图13-10所表示。各式管理帧之格式则以下所述。
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