WLAN 無線網絡 10 - 控制幀和數據幀

在802.11幀格式中，前兩個字節爲Frame Control字段，其中前兩位爲協議版本，由於802.11協議簇目前只有一個版本，因此這兩位一直爲00，接下來兩位爲幀類型，目前有三個值，分別是：00表示管理幀；01表示控制幀和10表示數據幀。上文介紹了管理幀，這裏介紹控制幀和數據幀。

1. 控制幀只包含報頭信息，按照最低基本速率傳輸，以確保每一個網絡內的設備都更夠接收到控制幀。其具備清除信道、請求信道，並對單播幀進行確認，協助數據幀與管理幀傳送的功能。

2. 數據幀則主要用於數據傳輸。大多數數據幀攜帶有來自3-7層的數據負載，且數據負載每每是被加密的。某些特定不包含上層數據的數據幀用於特殊的媒介訪問控制。

咱們首先說一下控制幀的子類型：

• 0000–0110    Reserved
  保留字段，還未被分配使用

• 0111    Control wrapper
  由802.11n中引入， 用於攜帶其餘的控制幀（不包含Control Wrapper幀） 和一些HT控制域。
  

• 1000    Block ack request (BlockAckReq)    
  802.11e 引入了BA機制，將多個確認幀聚合到一個確認幀中，改進了信道傳 輸效率。
  

• 1001    Block ack (BlockAck)    
  BAR幀的回覆幀，是對多個單播幀的聚合回覆。

• 1010    PS-Poll    
  用於節電模式

• 1011    RTS    

• 1100    CTS
  RTS/CTS是對虛擬載波機制的一個加強。STA在發送數據前，會先向對方發出 一個RTS請求，周圍設備偵聽到RTS的STA會從新調整它們的NAV的值。 接收 方會回一個CTS，周圍偵聽到CTS的STA也會從新調整它們的NAV的值。這種機 制有效地避免了相互都不能偵聽到對方發送數據的STA之間的訪問衝突。
  

• 1101    ACK    
  802.11速率傳輸是半雙式模式，因此爲了確認數據傳輸成功，每一個單播數據 都要一個確認幀，它有14個字節長。
  

• 1110    CF-End    

• 1111    CF-End and CF-Ack    
  Contention Free（CF）幀主要用於獲取信道，其幀格式以下
  

  
  

數據幀的子類型以下：
1、攜帶數據的數據幀：

• 0000    Data    
  

• 0001    Data + CF-Ack [PCF only]    

• 0010    Data + CF-Poll [PCF only]    

• 0011    Data + CF-Ack + CF-Poll [PCF only]    

• 1000    QoS Data [HCF]    

• 1001    QoS Data + CF-Ack [HCF]    

• 1010    QoS Data + CF-Poll [HCF]    

• 1011    QoS Data + CF-Ack + CF-Poll [HCF]    

2、不攜帶任何數據的數據幀：   

• 0100    Null (no data)    

• 0101    CF-Ack (no data) [PCF only]    

• 0110    CF-Poll (no data) [PCF only]    

• 0111    CF-Ack + CF-Poll (no data) [PCF only]    

• 1100    QoS Null (no data) [HCF]    

• 1101    Reserved    

• 1110    QoS CF-Poll (no data) [HCF]    

• 1111    QoS CF-Ack + CF-Poll (no data) [HCF]    

說道數據幀就不得不談談與其相關的四個問題：數據幀地址格式，分片，聚合，傳輸速率。

1. 數據幀地址格式：由於AP的後端就是802.3網絡，即DS。因此咱們會看到一下四個地址格式：

2. 分片：即將一個完整的數據幀分爲若干個幀用於在高干擾環境中傳輸。在干擾比較嚴重的時候，使用分片機制，能夠下降重傳的開銷。可是，在幹 擾不是很嚴重的狀況下，分片機制會致使傳輸開銷變大，反而會下降吞吐量。

3. 聚合：與分片相反，聚合是指將若干幀聚合成爲一個數據幀進行傳輸。 其又分爲A-MPDU 和A-MSDU。

A-MPDU：
A-MSDU:

4. 傳輸速率: 協議標準中定義了基本速率集，每一個STA或AP都必須支持。此外，還可 以支持基本速率集以外的一些速率 。隨着AP與STA之間的距離發生變化，它們之間傳輸數據使用的速率也會 動態變化。 通常來說，當二者距離增長時，速率會逐漸下降。數據幀在每次重傳的時候都會下降傳輸速率以確保重傳成功。