Интерактивное задание. Определение терминологии топологии сети WLAN
4.2 Принципы работы беспроводной локальной сети
Структура кадра 802.11
Кадр беспроводной сети 802.11
Как показано на рис. 1, все кадры 2 уровня состоят из заголовка, полезной нагрузки и раздела FCS. Формат кадра 802.11 аналогичен формату, используемому в Ethernet, за тем исключением, что он содержит больше полей.
Как показано на рис. 2, все кадры беспроводной сети 802.11 содержат следующие поля:
· Управление кадром (FrameControl).Определяет тип кадра беспроводной сети и содержит подполя для версии протокола, типа кадра, типа адреса, настроек управления питанием и безопасности.
· Продолжительность (Duration).Как правило, используется для обозначения оставшегося времени, требуемого для приема следующего передаваемого кадра.
· Адрес 1 (Address1).Как правило, содержит MAC-адрес принимающего беспроводного устройства или точки доступа.
· Адрес 2 (Address2).Как правило, содержит MAC-адрес передающего беспроводного устройства или точки доступа.
· Адрес 3 (Address3).В отдельных случаях содержит MAC-адрес назначения, например, интерфейс маршрутизатора (шлюз по умолчанию), к которому подключена точка доступа.
· Контроль последовательности (SequenceControl).Содержит подполя для номера последовательности и номера фрагмента. Номер последовательности обозначает номер последовательности каждого кадра. Номер фрагмента обозначает номер каждого кадра, отправленного из фрагментированного кадра.
|
|
|
· Адрес 4 (Address4).Обычно отсутствует, поскольку используется только в режиме прямого соединения.
· Полезная нагрузка (Payload).Содержит данные для передачи.
· FCS. Контрольная последовательность кадра, которая используется для контроля ошибок 2 уровня.
На рис. 3 показан захват кадра сигнала сети WLAN программой Wireshark. Обратите внимание на то, как поле управления кадром также расширяется для отображения всех подполей.
Примечание. Содержимое полей адреса варьируется в зависимости от настроек поля управления кадром.
Поле управления кадром
Как показано на рис. 1, поле управления кадром содержит несколько подполей.
В частности, поле управления кадром содержит следующие подполя:
· Версия протокола (ProtocolVersion).Указывает текущую версию используемого протокола 802.11. Принимающие устройства используют это значение, чтобы определить, поддерживается ли версия протокола принятого кадра.
· Тип кадра (FrameType)иподтип кадра (FrameSubtype).Определяет функцию кадра. Кадр беспроводной сети может быть контрольным кадром, кадром данных или кадром управления. Для каждого типа кадра доступно несколько полей подтипов. Каждый подтип определяет конкретную функцию, которая будет выполняться для связанного с ним типа кадра.
|
|
|
· По направлению к DS (ToDS)ипо направлению от DS (FromDS).Указывает, является ли кадр входящим или исходящим по отношению к DS. Используется только в кадрах данных или беспроводных клиентах, связанных с точкой доступа.
· Фрагменты >>> (MoreFragments).Указывает, планируется ли поступление дополнительных фрагментов кадра (кадра данных или управления).
· Повторить (Retry).Указывает, выполняется ли повторная передача кадра данных или управления.
· Управление питанием (PowerManagement).Указывает, находится ли передающее устройство в активном режиме или в режиме энергосбережения.
· Дополнительные данные >>> (MoreData).Сообщает устройству в режиме энергосбережения, что точка доступа планирует отправить дополнительные кадры. Также используется для точек доступа в целях указания на то, что планируется отправка дополнительных кадров широковещательной/групповой рассылки.
· Безопасность (Security).Указывает на то, используются ли в кадре шифрование и аутентификация. Данный подтип можно задать для всех кадров данных и кадров управления, для которых задан подтип аутентификации.
· Зарезервировано (Reserved).Может указывать на то, что все принятые кадры данных должны обрабатываться по порядку.
|
|
|
На рис. 2 показан захват кадра сигнала сети WLAN программой Wireshark. Обратите внимание, что поля типа и подтипа кадра определяют, является ли кадр контрольным, кадром управления или данных. В этом примере тип кадра имеет значение «0x0», что определяет его как кадр управления. Значение подтипа «8» определяет кадр в качестве кадра сигнала. Этот кадр обозначен как «0x08».
Тип кадра беспроводной сети
Примечание. Поля типа и подтипа кадра используются для определения типа передачи данных в беспроводной сети. Как показано на рисунке, кадр беспроводной сети может относиться к одному из трех типов:
· Кадр управления— используется в процессе обслуживания процесса обмена данными, например, при поиске, аутентификации и ассоциации с точкой доступа.
· Контрольный кадр— используется для упрощения обмена кадрами данных между беспроводными клиентами.
· Кадр данных— используется для переноса полезной нагрузки (например, веб-страниц и файлов).
Кадры управления
Кадры управления используются исключительно для поиска, аутентификации и ассоциации с точкой доступа.
На рис. 1 отображается значение поля стандартных кадров управления, включая:
· Кадр запроса ассоциации— (0x00). Отправляется с беспроводного клиента и позволяет точке доступа выделить ресурсы и выполнить синхронизацию. Кадр переносит данные о беспроводном подключении, включая поддерживаемые скорости передачи данных и идентификатор SSID сети, беспроводному клиенту, который хочет выполнить ассоциацию. Если запрос принят, точка доступа резервирует память и устанавливает идентификатор ассоциации для устройства.
|
|
|
· Кадр отклика на запрос ассоциации— (0x01). Отправляется с точки доступа беспроводному клиенту и содержит подтверждение или отклонение запроса ассоциации. Если это кадр, подтверждающий ассоциацию, то он содержит информацию об идентификаторе ассоциации и поддерживаемых скоростях передачи данных.
· Кадр запроса повторной ассоциации— (0x02). Устройство отправляет запрос повторной ассоциации, когда кадр сбрасывается от диапазона точек доступа, к которым он был привязан, и выполняет поиск другой точки доступа с сигналом более высокой мощности. Новая точка доступа координирует пересылку любых данных, которые по-прежнему могут содержаться в буфере предыдущей точки доступа.
· Кадр отклика на запрос о повторной ассоциации— (0x03). Отправляется с точки доступа беспроводному клиенту и содержит подтверждение или отклонение запроса на повторную ассоциацию. Кадр содержит информацию, необходимую для ассоциации, например идентификатор ассоциации и поддерживаемые скорости передачи данных.
· Кадр запроса поиска— (0x04). Отправляется с беспроводного клиента в случае, если ему требуются данные от другого беспроводного клиента.
· Кадр отклика по поиску — (0x05). Отправляется с точки доступа после получения кадра запроса поиска и содержит сведения о возможностях, например поддерживаемые скорости передачи данных.
· Кадр сигнала— (0x08). Регулярно отправляется с точки доступа в целях объявления о ее присутствии и предоставления идентификатора SSID и других предварительно настроенных параметров.
· Кадр отмены ассоциации— (0x0A). Отправляется с устройства, которое намерено завершить соединение. Позволяет точке доступа высвободить выделенную память и удалить устройство из таблицы ассоциации.
· Кадр аутентификации— (0x0B). Передающее устройство отправляет кадр аутентификации в точку доступа, которая содержит его удостоверение.
· Кадр отмены аутентификации — (0x0C). Отправляется с беспроводного клиента, который ожидает завершения соединения с другим беспроводным клиентом.
Сигналы — это единственные кадры управления, которые могут регулярно передаваться по широковещательной рассылке точкой доступа. Все остальные кадры поиска, аутентификации и ассоциации используются только во время ассоциации (или повторной ассоциации).
На рис. 2 показан пример простого захвата кадра управления программой Wireshark. Значения полей изменяются в зависимости от назначения кадра.
Примечание. В указанном примере захват осуществляется с помощью программы Wireshark. Однако программу Wireshark необходимо специально настроить для захвата трафика сети WLAN. Различные операционные системы обладают разной способностью в отношении захвата трафика, и для этого могут требоваться специальные беспроводные сетевые адаптеры.
Контрольные кадры
Контрольные кадры используются для управления обменом данными между беспроводным клиентом и точкой доступа. Они позволяют предотвращать коллизии в беспроводной среде.
На рисунке отображается значение поля стандартных кадров управления, включая:
· Управляющие кадры RTS (запрос на передачу)— кадры RTS и CTS (разрешение отправки) предоставляют дополнительную схему уменьшения коллизий для точек доступа, содержащих скрытые беспроводные клиенты. Беспроводной клиент отправляет кадр RTS на первом этапе двустороннего квитирования, которое является обязательным этапом, выполняемым перед отправкой кадров данных.
· Управляющие кадры CTS (разрешение отправки)— точка беспроводного доступа отправляет кадр CTS как отклик на принятый кадр RTS. Этот кадр предоставляет запрашивающему беспроводному клиенту подтверждение отправки кадра данных. Если в CTS добавлено значение времени, то это способствует управлению коллизиями. Эта задержка снижает шансы на передачу данных другими клиентами во время передачи данных запрашивающим клиентом.
· Кадр ACK (подтверждение)— после получения кадра данных принимающий беспроводной клиент отправляет кадр ACK отправляющему клиенту, если не найдены ошибки. Если отправляющий клиент не принимает кадр ACK в течение предварительно определённого периода, отправляющий клиент отправляет кадр повторно.
Контрольные кадры являются неотъемлемой частью процесса беспроводной передачи данных и играют важную роль в методе разрешения конфликтов в среде передачи данных, известном как множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (CSMA/CA).
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 728; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!