IEEE802 11協議基礎知識
分享一下我老師大神的人工智慧教程！零基礎，通俗易懂！http://blog.csdn.net/jiangjunshow
也歡迎大家轉載本篇文章。分享知識，造福人民，實現我們中華民族偉大復興！
1. 802.11管理功能–使用者接入過程
STA (工作站）啟動初始化、開始正式使用、AP 傳送資料幀之前，要經過三個階段才能接入:
(1) 掃描(SCAN)(2) 認證(Authentication)
(3) 關聯(Association)
1.1 802.11管理–掃描(SCAN)
1) 若無線站點 STA 設成 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, 則會自己建立一個IBSS，等其他站來 join。
2) 若無線站點 STA 設成 Infrastructure (有AP
--主動掃描方式 (特點：能迅速找到)
•依次在每個通道上傳送Probe request報文，從Probe Response中獲取BSS的基本資訊， Probe Response包含的資訊和Beacon幀類似-- 被動掃描方式 (特點：找到時間較長，但STA節電)
1.2 802.11管理功能–認證(Authentication)
802.11支援兩種基本的認證方式: • Open-system Authentication 1) 等同於不需要認證，沒有任何安全防護能力 2) 通過其他方式來保證使用者接入網路的安全性，例如Address filter、使用者報文中的SSID• Shared－Key Authentication 1) 採用WEP加密演算法 2) Attacker可以通過監聽AP傳送的明文Challenge text和STA回覆的密文Challenge text計算出WEP KEY
另外， STA可以通過Deauthentication來終結認證關係。
1.3 802.11管理功能–關聯(Association)
1) Association
• STA通過Association和一個AP建立關聯，後續的資料報文的收發只能和建立Association關係的AP進行 2) Reassociation • STA在從一個老的AP移動到新AP時通過Reassociation和新AP建立關聯 • Reassociation前必須經歷Authentication過程 3) Deassociation • STA通過Deassociation和AP解除關聯關係
2. 802.11相關協議
3. 802.11幀格式
3.1 802.11 MAC Header（MAC頭）
• Frame Control（幀控制域）
• Duration/ID（持續時間/標識）
• Address（地址域）
• Sequence Control（序列控制域）
3.1.1 Frame Control（幀控制域）
• Protocol Version（協議版本）：通常為0；
• Type（型別域）和Subtype（子型別域）：共同指出幀的型別；
• To DS：表明該幀是BSS向DS傳送的幀；
• From DS：表明該幀是DS向BSS傳送的幀；
• More Frag：用於說明長幀被分段的情況，是否還有其它的幀；
• Retry（重傳域）：用於幀的重傳，接收STA利用該域消除重傳幀；
• Pwr Mgt（能量管理域）：1：STA處於power_save模式；0：處於active模式；
• More Data（更多資料域）：1：至少還有一個數據幀要傳送給STA ；
• Protected Frame： 1：幀體部分包含被金鑰套處理過的資料；否則：0；
• Order（序號域）：1：長幀分段傳送採用嚴格編號方式；否則：0。
3.1.2 Duration/ID（持續時間/標識）
表明該幀和它的確認幀將會佔用通道多長時間；對於幀控制域子型別為：Power Save-Poll的幀，該域表示了STA的連線身份（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，後兩個只對跨BSS的通訊有用，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MMSDU（MAC Management Server Data Unit）的12位序列號（Sequence Number）和表示MSDU和MMSDU的每一個片段的編號的4位片段號組成（Fragment Number）。
3.2 Frame Body（幀體部分）
包含資訊根據幀的型別有所不同，主要封裝的是上層的資料單元，長度為0~2312個位元組，可以推出，802.11幀最大長度為：2346個位元組；
3.3 FCS（校驗域）
包含32位迴圈冗餘碼。
3.4 地址格式
1) 方案一：
A和B 在同一個IBSS，A->B (Ad hoc無線自組網中的資料幀的地址格式)。
2) 方案二：
從AP發出的無線資料幀中的地址格式。
3) 方案三：
發到AP的無線資料幀中的地址格式。
4) 方案四：
通過無線分佈系統傳輸的無線資料幀中的地址格式。
4. WLAN拓撲結構
WLAN有以下三種網路拓撲結構：
1) 獨立基本服務集(Independent BSS, IBSS)網路(也叫ad-hoc網路)；
2) 基本服務集(Basic Service Set, BSS)網路；
3) 擴充套件服務集(Extent Service Set, ESS)網路。
其各自的特點如下所示：
4.1 IBSS-無AP
也叫Ad Hoc 網(無線自組網):IBSS (Independent BSS，獨立基本服務集)，無AP，站點間直接通訊。
4.2 BSS-有AP
又名Infrastructured網(基礎設施網)：有AP(Access Point, 接入點)，無線站點通訊首先要經過AP。
4.3 ESS-有AP和DS
ESS:屬 Infrastructured 網 ( DS:分配系統，AP：接入點， SSID：ESS擴充套件服務集識別符號。一個移動節點使用某 ESS 的 SSID 加入到該擴充套件服務集中，一旦加入ESS，移動節點便可實現從該ESS的一個BSS到另一個BSS的漫遊)
5. 802.11幀型別
針對幀的不同功能，可將802.11中的MAC幀細分為以下3類：
• 資料幀：用於在競爭期和非競爭期傳輸資料；
• 控制幀：用於競爭期間的握手通訊和正向確認(RTS通道預約、CTS預約成功、ACK等)、結束非競爭期等，為資料幀的傳送提供輔助功能；
• 管理幀：主要用於STA與AP之間協商、關係的控制，如關聯、認證、同步等。
Frame Control（幀控制域）中的Type（型別域）和Subtype（子型別域）共同指出幀的型別，當Type的B3B2位為00時，該幀為管理幀；為01時，該幀為控制幀；為10時，該幀為資料幀。而Subtype進一步判斷幀型別，如管理幀裡頭細分為關聯和認證幀
5.1 管理幀 (Management Frame)
| Type | SubType | FrameType |
| 00 | 0000 |
Association request (連線請求) |
| 00 |
0001 | Association response (連線響應) |
| 00 |
0010 | Reassociation request（重連線請求） |
| 00 |
0011 | Reassociation response（重連線聯響應） |
| 00 |
0100 | Probe request（探測請求） |
| 00 |
0101 | Probe response（探測響應） |
| 00 |
1000 |
Beacon（信標，被動掃描時AP 發出，notify） |
| 00 |
1001 | ATIM（通知傳輸指示訊息） |
| 00 |
1010 | Disassociation（解除連線，notify） |
| 00 |
1011 | Authentication（身份驗證） |
| 00 |
1100 | Deauthentication（解除認證，notify） |
| 00 |
1101～1111 |
Reserved（保留，未使用） |
ATIM：Announcement Traffic Indication Message，ATIM僅在ATIM視窗期間傳送，ATIM沒有負載。
5.2 控制幀 (Control Frame)
| Type | Subtype | Frametype |
| 01 | 1010 | Power Save（PS）- Poll（省電－輪詢） |
| 01 |
1011 | RTS（請求傳送，即: Request To Send ，預約通道，幀長20位元組） |
| 01 |
1100 | CTS（清除傳送，即:Clear To Send ，同意預約，幀長14位元組） |
| 01 |
1101 | ACK（確認） |
| 01 |
1110 | CF-End（無競爭週期結束） |
| 01 |
1111 | CF-End（無競爭週期結束）＋CF-ACK（無競爭週期確認） |
RTS和CTS用於通道預約，CF-End+CF_ACK和ACK用於確認正確接收到幀。
1) ACK幀
5.3 資料幀 (Data Frame)
| Type | Subtype | Frametype |
| 10 | 0000 | Data（資料） |
| 10 |
0001 | Data+CF-ACK |
| 10 |
0010 | Data+CF-Poll |
| 10 |
0011 | Data+CF-ACK+CF-Poll |
| 10 |
0100 | Null data（無資料：未傳送資料） |
| 10 |
0101 | CF-ACK（未傳送資料） |
| 10 |
0110 | CF-Poll（未傳送資料） |
| 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（未傳送資料） |
| 10 |
1101 | QoS CF-ACK（未傳送資料） |
| 10 |
1110 | QoS CF-Poll（未傳送資料） |
| 10 |
1111 | QoS CF-ACK+ CF-Poll（未傳送資料） |
給我老師的人工智慧教程打call！http://blog.csdn.net/jiangjunshow
