1、1、簡介1.1 IEEE802網絡技術規格IEEE802家族是由一系列局域網絡(Local Area Network,LAN)技術規格所組成，屬于其中一員。注：現在已經到了，高速率802協議主要是改動了osi模型的最底下的兩層 PHY：解決傳送與接受的細節 MAC：解決如何訪問介質與傳送數據的規則一般處于頻帶，這三種協議互通，最近發布的具有5ghz高頻這個頻段被分為13個信道（CHina），每個信道間隔為5mhz。是基于擴頻與22MHz的通道寬度，故無法實現13個信道不交疊。因此，只有三個通道可以實現頻率不重疊，故在WLAN部署時，信道1，6和11為推薦信道。在信道資源不夠用或者用戶容量要求較

2、高時，也可以采用四個非重疊信道1，5，9和13。而在頻段，我國把5.725GHz到5.875GHz這一頻段分成了5個信道，每個信道帶寬為20MHz。雖然劃分了5個信道（149，153，157，161，165），但一般設備只支持其中的4個信道（149，153，157，161）。1.2 WLAN組成與網絡結構組成Wireless Medium (WM)：無線傳輸媒介，無線局域網絡物理層所使用到的傳輸媒介。Station (STA)：工作站，任何設備只要擁有IEEE 802.11的MAC層和PHY層的接口，就可稱為一個工作站。Station Services (SS)：工作站服務，提供工作站收發數據

3、的服務。Basic Service Area(BSA)：每一個幾何上的建構區塊(building block)就稱為一個基本服務區域(Basic Service Area,簡稱BSA)，每一建構區塊的大小依該無線工作站的環境和功率而定。Basic Service Set (BSS)：基本服務區中所有工作站的集合。Distribute System (DS)：分布式系統，通常是由有線網絡所構成，可將數個BSA基本服務區域連結起來。Access Point (AP)：接入點，連接BSS和DS的設備，通常在一個BSA內會有一個接入點。Extended Service Area (ESA)：數個BSA

4、基本服務區域經由DS連結在一起，所形成的區域，就叫作一個擴充服務區。Extended Service Set (ESS)：數個經由DS分布式系統所連接的BSS中的每一基本工作站集，形成一個擴充服務集。Distribution System Services (DSS)：分布式系統所提供的服務，使得數據能在不同的BSS基本服務集間傳送。1.2.2 WLAN的網絡結構WLAN網絡結構主要可分為：AD-HOC，基礎架構模式，多AP模式，無線網橋模式，無線中繼器模式。Ad-hoc的網絡沒有中心接入點來控制設備通訊，而是允許各設備之間直接進行通訊。Ad-hoc的網絡不能與任何基礎架構設備或其他有線網絡設

5、備通訊，只可與其他Ad-hoc設備進行通訊。Infrastructure基礎架構模式的網絡需使用接入點來控制無線網絡通訊，通常由無線接入點AP、無線站點STA、分布式系統DS組成。多AP模式指多個AP和DS組成的基礎架構模式網絡，即ESA。無線網橋模式即采用一對AP以網橋模式，連通兩段DS。無線中繼器模式則類似接力的方式，進行信號延伸。2、802.11 MAC2.1 MAC訪問與時鐘控制無線鏈路品質無線鏈路(radio link)的數據傳輸會受到噪聲于干擾的影響。多徑衰落造成的布線死區（dead line）也可能導致幀無法傳送，因此采用肯定確認機制（positive acknowledgmen

6、t），所有傳出去的幀必須得到相應。、上述的流程為一個原子操作，即不可分割，必須完成這一套動作，否則就失敗，不存在第三三種情況。2.1.2 隱藏節點問題有可能因為距離的原因而導致站點無法接受對方的無線電波導致碰撞的問題相當難以監聽，因為無線收發器通常是半雙工模式。為了防止碰撞發生，使用RTS/CTS(允許發送)。加上這兩個消息，和之前的 frameack構成一個原子操作。2.1.3 介質訪問協調CSDM/CA訪問時有分布式協調功能控制（DCF，先檢測鏈路是否處于空閑，如果傳送者占據某個頻道則隨機延時（退避算法），需要用到無競爭服務，可通過PCF協調。HCD是介于兩者之間的混合型協調功能。載波監聽

7、有兩種A） 物理載波監聽：昂貴，有時不管用B） 虛擬載波NAV來實現，通過RST/CST標頭來傳送，只要NAV不為0即其他站不能訪問該站點，也就不會被打斷，直到收到ACK2.1.4 幀間間隔A）短幀間間隔（short interframe space，SIFS），用于高優先級的傳輸場合（RTS/CTS）B）PCF幀間間隔（PCF interframe space，PIFS），用于無競爭式服務中C）DCF幀間間隔（DCF interframe space，DIFS），用于競爭式服務中最短的媒介閑置時間D）擴展幀間間隔（extended interframe space，EIFS），用于幀傳輸出錯

8、時才會用到幀接受無誤則必須空出一段DIFS,否者空出一段EIFS，介質處于busy則準備指數型退避訪問程序。一個幀一旦被發出則會啟動重傳計數器，MAC被賦予每個幀片段中最長的那一個，傳送第一個片段后，存活計數器啟動，超過這個時間就會被丟棄，不會重傳剩余的片段。TCP可能檢測到重傳不過傳給的還是當新幀看待。計數器會歸零。DIFS這段時間會試圖傳送之前擁塞的數據，之后的時間為競爭期或者是退避期，這個期間會用一個時槽來控制訪問2.2 幀的分段與重傳當上層封包的大小超過網絡管理人算所設定的閾值時，就會進行幀的分段，每個幀片段（fragment）都有相同的幀序號（frame sequence numbe

9、r）以及一個遞增的幀片段號（fragment number）以便于重組，幀控制信息（frame control information）用來指示是否還有其他幀片段等待接收，構成整個幀的所有幀片段會在所謂的片段突發期進行傳送。2.3 幀的格式|frame control |duiration/ID|addr1|addr2|addr3|seq-ctl|addr4|frame-body | FCS |幀分為三個部分：幀頭（Mac header）、幀實體(body)、FCS域。分為MAC header、Frame Body和FCS。MAC header由4個字段構成，分別為：Frame Control

10、、Duration ID、Address、Seq-ctla) 幀的控制段version字段：Protocol（協議版本）字段由兩位構成，用顯示該幀所使用的MAC版本。目前802.11 MAC只有一個版本，它的協議編號為0。Type和subtypeTo DS與From DS位這兩個位用來指示幀的目的地是否為分布式系統（distribution system）。在基礎結構型網絡里，每個幀都會設定其中一個DS位To DS=0To DS=1From DS=0所有管理與控制幀。IBSS里的數據幀（非基礎結構型數據幀）基礎結構型網絡里無線工作站所傳送的數據幀From DS=1基礎結構型網絡里無線工作站所收

11、到的數據幀無線橋接器上的數據幀MF，more frame此位的功能類似IP的“more fragments“位。若較上層的封包經過MAC分段處理，除了最后一個片段，其他片段均會將此位設定為1。大型的數據幀以及某些管理幀可能需要加以分段，除此之外的其他幀則會將此位設定為0retry，重傳幀有時候可能需要重傳幀。任何重傳的幀會將此位設定為1以協助接收端剔除重復的幀。電源管理此位用來指出發送端在完成當前的原子幀交換之后是否進入省電（power-save）模式，1代表工作站即時入省電模式，而0則代表工作站會一直保持在清醒狀態。More data位為了服務處于省電模式中的工作站，接入點會將這些從分布式系

12、統接收來的幀加以緩存。接入點如果設定此位，即代表至少有一個幀等待給休眠中的工作站Protected Frame位相對于固定式網絡，無線傳送本質上就比較容易被攔截。如果幀受到鏈路層安全協議的保護，則此位會被設定為1，而且該幀會略有不同。之前的Protected Frame位被稱為WEP位Order位幀與幀片段可依次傳送，不過發送端與接收端的MAC必須付出額外的代價。一旦進行嚴格依序（strict ordering）傳送，則此位會被設定為1，否則這個位必然為0。Address 位一個幀最多可以包含四個地址位。這些位地址位均經過編號，因為隨著幀類型不同，這些位的作用也有所差異.基本上Address

13、1代表接收端Address 2代表傳送端Address 3位被接收端拿來過慮地址。所使用的定位模式，乃是依循其他IEEE 802 網絡所使用的格式，包括以太網。地址位本身的長度有48個bit。如果傳送給實際介質的第一個bit為0，該地址位代表單一工作站（單點傳播unicast）。如果第一個bit為1，該地址代表一組實際工作站，稱為組播（多點傳播multicast）地址。如果所有bit均為1，該幀即屬廣播（broadcast），因此會傳送給連接至無線介質的所有工作站。這些長度48個bit的地址位有各種不同的用途：目的地址 和以太網一樣，目的地址（Destination address）是長度48

14、個bit的IEEE MAC識別碼代表最后的接收端，亦即負責將幀交付上層協議處理的工作站。源地址 此為長度48個bit的IEEE MAC識別碼，代表傳輸的來源。每個幀只能來自單一工作站，因此Individual/Group bit必然為0，代表來源地址（Source address）為單一工作站。接收端地址 此為長度48個bit的IEEE MAC識別碼，代表負責處理該幀的無線工作站。如果是無線工作站，接收端地址即為目的地址。如果幀的目的地址是與基站相連的以太網結點，接收端即為基站的無線界面，而目的地址可能是連接到以太網的一部路由器。傳送端地址 此為長度48個bit的IEEE MAC識別碼，代表將

15、幀傳送至無線介質的無線界面。傳送端地址通常只用于無線橋接。Basic Service Set ID (BSSID)在基礎網絡里，BSSID（基本服務集標識）即是基站無線界面所使用的MAC地址。而對等（Adhoc）網絡則會產生一個隨機的BSSID，并將Universal/Localbit設定為1，以防止與其他官方指定的MAC地址產生沖突。要使用多少地址位，取決于幀類型。大部分的數據幀會用到三個位：來源、目的以及BSSID。數據幀中，地址位的編號與排列方式取決于幀的傳送路徑。大部分的傳輸只會用到三個地址，這解釋了為什么在幀格式中，四個地址位都有其中三個位相鄰的。順序控制位控制幀未使用順序編號，因此

16、并無sequence control 位.當上層幀交付MAC傳送時，會被賦予一個sequence number（順序編號）。此位的作用，相當于已傳幀的計數器取4096的模（modulo）。此計數器由0起算，MAC每處理一個上層封包就會累加1。如果上層封包被切割處理，所有幀片段都會具有相同的順序編號。如果時重傳幀，則順序編號不會有任何改變。幀片段之間的差異在于fragment number（片段編號）。第一個片段的編號為0。其后每個片段依序累加1。重傳的片段會保有原來的sequence number協助重組。FCS，幀檢驗序列中并沒有提供對錯誤幀如何處理，每次都是等待接收端的回應，沒有正面回答是

17、否是正確的超時就重傳。對上層協議的封裝有兩種方式和RFC 10422.5 廣播和組播廣播數據幀會在ADRESS1中填入廣播地址組播數據幀會在Address1 位中填入組播地址廣播理幀會在Address1 位中填入廣播地址（Beacon、Probe Request 以及IBSSATIM 幀）2.5.1 單點傳播需要得到確認，否則認為丟失。2.5.2 幀分段在鏈路層使用分段機制可以提升速度，而在網絡層分段的缺點是，接收端必須進行重組，如果幀在傳輸過程中遺失，整個封包就必須重傳。2.2.3 拓展功能省電程序：關閉后基站會發送beacon幀告知工作站，可以取回緩存2.6 抓包分析抓包軟件a) wire

18、shark windows下不支持監聽模式b）ominipeekwindows下堅挺模式對網卡有一定要求鑒于此我采用的是linux下wireshark進行抓包，所采用的無線網卡為百度小度wifi在安裝驅動這塊，耗費了點時間。經查詢我的網卡芯片為MT7601U，在官方下載驅動后編譯發現各種問題安裝小度wifi驅動:a) Vi common/在USB_DEVICE(0x148f,07601),/*MT6370*/ 修改為你的設備和idLsusb可以查看設備地址和idb）viinclude/os/不修改會出現很多類型錯誤問題，由于內核版本不一樣導致的找到intfsuid;Intfsgid;修改為ku

19、id_tfsuid;kgid_tfsgid; c) maked) make install配置監聽模式和wiresharka) Ifconfig查看無線網卡名字sudo iwconfig ra0(網卡名字) mode monitifconfig ra0 upiwconfigb) Sudowireshark選擇無線網卡，在選項中去掉混雜模式2.6.2 幀的詳細結構從這我們可以看出一些關于這個幀的概況，長度，時間，網絡接口等小插曲：不得不停下來，系統越來越卡top看了一下發現內存吃光了，查了一下，發現小度wifimt7601這個驅動在monitior下有內存泄漏問題，參考網上教程改了將上面兩個if語句塊調換一下即可。有可能Rxwinpdubytecnt一直小于14導致內存不釋放。再次編譯安裝即可modprobemt7601UstaA) 控制幀1） RTS幀FRAME control Version :00 Type：01為控制幀 subtype:1011說明為RTS幀合起來位0xb400我們看到幀控制后面8位全為0 DS位00代表在網絡主機間傳送后面的位有相應解釋Duration持續了4518usAddSrcmac 14:75:90 de