基于OSI模型中數(shù)據(jù)傳輸流向分析802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的LLC層和MAC層

上節(jié)我們對802.11標(biāo)準(zhǔn)基于OSI模型進(jìn)行了分析，主要將OSI模型的“數(shù)據(jù)鏈路層”定義分為“LLC層”和“MAC層”，“物理層”定義分為“PLCP層”和“PMD層”。本節(jié)基于OSI模型中數(shù)據(jù)傳輸流向，分析802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的“LLC層”和“MAC層”，其對數(shù)據(jù)做了哪些處理。

OSI模型

OSI模型數(shù)據(jù)從第7層傳送到第3層，在第3層將IP Header添加到來自第4層到第7層的數(shù)據(jù)中，并將數(shù)據(jù)封裝成一個IP包。接下來IP包被送到數(shù)據(jù)鏈路層，在LLC子層，添加LLC數(shù)據(jù)，并對其與IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，封裝后的數(shù)據(jù)包格式，802.11協(xié)議定義稱為：MAC Service Data Unit，縮寫(MSDU)。

802.11協(xié)議對MSDU有要求定義，對其MSDU的最大長度定義為2304，定義MSDU聚合機(jī)制[后續(xù)講解]。

我們看下一個MSDU實例形式，如下圖所示，MSDU由802.2 LLC Header和IP包組成。簡單來說，MSDU的定義為一個IP包加上LLC數(shù)據(jù)。

從上節(jié)可以知，LLC層及以上層與以太網(wǎng)對應(yīng)層沒有區(qū)別。接下來我們重點探討“數(shù)據(jù)鏈路層”的MAC子層。

802.11網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)過LLC層后，數(shù)據(jù)被封裝為一個MSDU。MSDU將被傳送到MAC子層，MAC層對MSDU數(shù)據(jù)最主要的操作，添加802.11 MAC Header，并對MSDU進(jìn)行封裝，封裝后的數(shù)據(jù)格式802.11協(xié)議定義稱為：MAC Protocol Data Unit，縮寫(MPDU)。

注：

802.11網(wǎng)絡(luò)中，對數(shù)據(jù)類型有以下稱作方式：

• 網(wǎng)絡(luò)層及以上層對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型稱為數(shù)據(jù)包，如TCP數(shù)據(jù)包，IP數(shù)據(jù)包。
• MAC層以下將對數(shù)據(jù)類型稱為幀，如管理幀，數(shù)據(jù)幀等。

我們看下MPDU的實例形式，如下圖所示，由802.11 MAC Header，MSDU和FCS組成。

從上實例可以可知，802.11 數(shù)據(jù)幀格式 MPDU組成形式：

MAC Header + Frame body +FCS。如下圖所示。

802.11協(xié)議在MAC層定義了“數(shù)據(jù)幀”，“管理幀”和“控制幀”三種幀類型。將管理幀數(shù)據(jù)格式在MAC子層稱作：Management MAC Protocol Data Unit，縮寫(MMPDU)。其不攜帶上層數(shù)據(jù)信息。

我們看下MMPDU實例形式，如下圖所示，MMPDU由802.11 MAC Header，F(xiàn)rame body與FCS組成。但Frame body非上層數(shù)據(jù)。

好。以上我們分析了802.11協(xié)議在LLC層將數(shù)據(jù)封裝處理后稱作MSDU，在MAC層，管理幀數(shù)據(jù)格式稱作MMPDU，數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)格式稱作MPDU。802.11協(xié)議在MAC層最主要的內(nèi)容是定義了不同的幀格式，主要分為“數(shù)據(jù)幀”，“控制幀”和“管理幀”三種類型，各個類型定了多種子類型。

接下來我們主要探討三種幀類型在WiFi網(wǎng)絡(luò)的作用。后續(xù)章節(jié)我們將陸續(xù)介紹不同的幀類型，深入理解WiFi網(wǎng)絡(luò)MAC層的作用。

【數(shù)據(jù)幀】：

802.11數(shù)據(jù)幀是上層協(xié)議數(shù)據(jù)的攜帶者，承載著實際數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹厝?。?02.11協(xié)議也定義了一些不攜帶任何數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀。主要目的為設(shè)備傳輸一些特定的控制信息給路由器。不同類型的數(shù)據(jù)幀格式和作用后續(xù)探討。

【管理幀】：

802.11管理幀是WLAN網(wǎng)絡(luò)主要的幀類型。主要用作WiFi設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)和離開網(wǎng)絡(luò)管理。Frame body有固定長度的信息字段，信息可變長度字段和可選信息字段組成。管理幀不包含上層數(shù)據(jù)信息，因此，管理幀不向上層轉(zhuǎn)發(fā)。始終終止在當(dāng)前WiFi網(wǎng)絡(luò)。

【控制幀】：

802.11控制幀主要用作協(xié)助數(shù)據(jù)幀的傳輸。在一個WiFi網(wǎng)絡(luò)，控制幀可被任何一個WiFi設(shè)備接收處理，因此，要求控制幀必須要使用基本速率傳輸?？刂茙赪iFi網(wǎng)絡(luò)中，用作信道申請和單播幀提供確認(rèn)。其幀數(shù)據(jù)格式僅包含802.11 MAC Header和FCS。不包含F(xiàn)rame body。

我們看下控制幀實例形式，如下圖所示：

探討就到此，本節(jié)主要對802.11協(xié)議在LLC層和MAC層中定義的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行了學(xué)習(xí)。LLC層將封裝的數(shù)據(jù)格式稱作MSDU，MAC層基于“數(shù)據(jù)幀”和“管理幀”將封裝的數(shù)據(jù)格式分別稱作MPDU和MMPDU，同時，三種幀類型基于實例抓包，探討了其幀的組成形式。

審核編輯：劉清