16. Формат кадра 802.11 (Лекция 14)

На подуровне LLC формат кадра такой же, как в Ethernet. На подуровне MAC отличается.

При реальной передаче по беспроводной сети используется формат кадра 802.11, а преобразование в формат LLC происходит автоматически при получении либо оборудованием, либо драйвером.

Рассмотрим формат кадра Wi-Fi уровня MAC:

Он устроен сложнее формата кадра Ethernet.

Самое заметное отличие – тут используется 4 адреса, а не 2. Почему так? Раньше мы рассмотрели, что Wi-Fi используется в инфраструктурном режиме – данные из беспроводной сети передаются в проводную сеть для передачи в интернет. В инфраструктурном режиме чаще вссего при передаче данных используются 3 устройства:

1 – наш комп, который передает данные по беспроводной среде.

2- точка доступа

3 – устрйоство в проводной среде, которое обеспечивает подключение к интернету:

В Wi-Fi адреса называются следующим образом:

DA – адрес получателя и SA – адрес отправителя

RA и TA используются, чтобы указать устройства, которые принимают данные из беспроводной среды и передают данные в эту среду.

Рассмотрим, какие адреса устанавливаются в заголовке Wi-Fi при различных вариантах передачи кадров. Начнем с передачи от компа в проводную среду и в интернет:

Проводная сеть, к которой подключается наша сеть Wi-Fi называется распределительной системой.

Кадр передается от нашего компа к проводному маршрутизатору, который затем передает все в интернет.

В этом случае в Адресе 1 указывается MAC адрес точки доступа – адрес устройства, который принимает наш кадр из беспроводной среды.

Адрес 2 – MAC адрес компьютера. В этом случае совпадают, т.к. отправитель сам передает данные в беспроводную среду.

Адрес 3 – MAC адрес проводного устройства, которое передает наши данные в интернет.

Когда в другом направлении: от проводного устройства через точку доступа на комп:

В качестве первого адреса MAC адрес нашего компа. Снова совпадение – MAC нашего компьютера используется как адрес получателя (DA) и как адрес получателя из беспроводной среды (RA). Адрес 2 – MAC точки доступа. SA – MAC отправителя.

4 адреса используются очень редко в ситуации под названием беспроводной мост.

У нас есть 2 проводных компа, которые передают данные друг другу через беспроводную сеть, которая объединяет 2 проводные сети. Адрес 4 – MAC компа отправителя. Адрес 3 – MAC получателя. Адрес 2 – MAC точки доступа отправителя. Адрес 1 – MAC т.д. получателя.

Про тело кадра:

Тут отличие в максимальном размере поля тела кадра.

Контрольная сумма – точно такая же, как в Ethernet. Если при проверке КС произошла ошибка – такой кадр отбрасывается.

Поле длительность – используется совместно с управлящими кадрами (например, кадрами из протокола доступа к среде MACA) – тут указывается, на какое время зарезервирован канал передачи Wi-Fi. Пока это время не закончилось, комп может пользоваться каналом Wi-Fi без опасения о коллизиях.

Более подробно про поле Управление кадром:

Версия протокола – сейчас используется версия 0

Тип и Подтип кадра – в отличие от Ethernet, где есть только кадры данных, Wi-Fi использует 3 типа кадров:

1) Кадры данных – такие же, как в Ethernet.

2) Кадры контроля – служебные кадры, необходимые для обеспечения работы Wi-Fi (например, ACK – подтверждение успешной передачи кадра)

3) Кадры управления – используются для реализации сервисов Wi-Fi, например, подключение к точке доступа Wi-Fi (подробнее в следующем вопросе).

Затем идут два флага ToDS (к распределительной системе – от беспроводного компьютера к проводной распределительной системе) FromDS (наоборот).

Особенность беспроводной среды – частое возникновение ошибок: используется фрагментация:

Поле MF – флаг more fragments

состоит из двух подполей:

Номер последовательности – содержит номер кадра, который разбивается на отдельные фрагменты. Для всех фрагментов одного кадра этот номер один.

Номер фрагмента

Рассмотрим, как эти поля используются при фрагментации:

Поле RT – говорит о том, что происходит повторная отправка кадра. Повторная отправка происходит, если отправитель не получил подтверждение передачи кадра. Может сложится ситуация, что получатель получил кадр, отправил подтверждение, но оно не дошло до отправителя. Отправитель через какое-то время отправит еще 1 кадр и из за поля RT получатель поймет, что нужно выслать подтверждение еще раз.

Поля PM и MD используются для управления питанием:

Power Mgmt – используется станцией для того, чтобы сообщить точке доступа, что станция использует управление питанием и работает в спящем режиме.

MD – есть еще данные. Устанавливается точкой доступа при передаче станции, которая работает в спящем режиме. При получении кадра с этим флагом станция узнает, что у точки доступа есть еще кадры и запрашивает их.

Поле PF – указывает, используется шифрование или нет.

Order – порядок. Говорит о том, используется порядок передачи сообщений или нет. На практике в Wi-Fi кадры всегда принимаются в том же порядке, в каком отправляются.