802.11成帧封装实现(四)
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1.3.3?? 管理幀的信息元素
信息元素（information element ）是管理幀的組成元件，其長度不定。信息元素通常包含一個Element ID（元素識別碼）位、一個 Length（長度）位以及一個長度不定的位，如圖 1-31所示。Element ID 編號的標準值如表 1-7 所示。
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圖1-31：一般管理幀的信息元素
表1-7：信息元素
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1.3.3.1? 服務集標識（Service Set Identity（SSID））
網絡管理人員通常比較喜歡跟文字、數字或名稱打交道，而不是48個bit的MAC地址。廣義的802.11 網絡不是擴展式服務集（extended service set ），就是獨立型基本服務集（independent BSS ）。如圖1-32 所示的 SSID，讓網管人員為服務集(service set) 指定識別碼。試圖加入網絡的工作站可以掃描目前區域所有網絡，然后以特定的SSID加入。共同組成擴展式服務區域（extended service area ）的所有基本服務區域（basic service areas ）都會使用相同的SSID。
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圖1-32：SSID（服務組合識別碼）信息元素
有些文件將SSID 視為網絡名稱，因為網管人員通常以字串來指定 SSID。其實，SSID 不過是由字節所形成的字串，用來標示所屬網絡的 BSSID 。有些產品要求此字串必須是以 null（即0 ）結尾的 ASCII 字串，雖然標準對此并無特別規范。
SSID的長度介于 0 至32字節之間。如果完全不加指定，此種特例稱為 broadcast SSID ； broadcast SSID 只用于 Probe Request 幀，工作站可以藉此找出該區域中所有的 802.11網絡。
1.3.3.2? 支持速率（Supported Rates）
無線局域網絡支持數種標準速率。802.11網絡可以使用 Supported Rates（所支持的速率）信息元素指定其所支持的速率。當移動工作站試圖加入網絡，會先檢視該網絡所使用的數據速率。有些速率是強制性的，每部工作站都必須支持，有些則是選擇性的。
圖1-33：Supported Rates（所支持的速率）信息元素
Supported Rates 信息元素如圖 1-33 所示。它是由一串字節所構成。每個字節會使用七個低效bit來代表數據速率；最高效 bit則是用來表示該數據速率是否為強制性。如果是強制性速率，最高效 bit為1 ；非強制性速率則為 0 。此信息元素最多可涵括八種速率。隨著各種數據速率的增加，目前已將 Extended Supported Rates（擴展支持速率）元素標準化，以便處理八種以上的速率。
在802.11規格書最初的版本中，是以這七個 bit對數據速率進行編碼，而數據速率為 500 kbps的倍數。新的技術，特別是 ETSI的HIPERLAN ，必須以不同的方式來解讀。當這七個 bit用來編碼數據速率時，每種編碼均為500 kbps 的倍數，那么可編碼的最高數據速率為63.5 Mbps。無線網絡的進展，使得這個速率在不久的將來即可實現。因此，IEEE 在802.11b 中改用簡單的標記來代表所支持的速率。先前已經標準化的速率，則根據 500 kbps倍數予以標記，不過未來的標準可能會有所更動。目前使用的標準值如表1-8 所示。
表1_8 ：數據速率標記
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圖1-33顯示了如何同時編碼兩種數據速率。除了支持強制性的 2Mbps 服務，也支持選擇性的11Mbps 服務。
1.3.3.3? 跳頻參數組合（PH Parameter Set）
跳頻參數組合信息元素如圖 1-34 所示，其中包含了加入 802.11跳頻（frequency-hopping）網絡所需要的參數。在FH Parameter Set中有四個特別針對 802.11跳頻式網絡的位。
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圖1-34：PH Parameter Set（跳頻參數集合）信息元素
Dwell Time （停留時間）
??? 802.11 FH 網絡會在信道與信道間跳躍。停留在每個信道上的時間稱為 dwell time（停留時間）。停留時間是以時間單位（time units 簡稱 TUs ）來表示。
Hop Set（跳頻組合）
??? 802.11跳頻物理層定義了若干跳頻模式（hopping patterns）。此位的長度為一個字節，代表所使用的跳頻模式組合。
Hop Pattern（調頻模式）
???? 工作站從跳頻組合中挑出一種跳頻模式。此位的長度亦為一個字節，代表所使用的跳頻模式。
Hop Index（跳頻索引）
???? 每種跳頻模式均包含一組跳頻順序。此位的長度為一個字節，代表目前位于跳頻順序的哪一點上。
1.3.3.4? 直接序列參數集合（DS Parameter Set）
802.11直接序列（Direct-sequence）網絡只有一個參數：網絡所使用的信道數。高速直接序列網絡使用相同的信道，因此可以使用相同的參數集合。信道數以一個字節進行編碼，如圖1-35 所示。
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圖1-35：DS Parameter Set（直接序列參數集合）信息元素
1.3.3.5? 數據待傳信息（Traffic Indication Map（TIM ））
接入點會為處于休睡狀態的工作站暫存幀。每隔一段時間，接入點就會嘗試傳遞這些暫存幀給休眠中的工作站。如此安排的理由是，啟動發送器比啟動接收器所耗費的電力還要多。802.11的設計者預見未來將會有以電池供電的移動工作站；定期發送暫存幀給工作站的這個決定，主要是為了延長設備的電池使用時間。將 TIM（數據待傳指示信息）信息元素送到網絡上，指示有哪些工作站需要接收待傳數據，只是此過程的一部分。
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圖1-36 ：Traffic Indication Map（數據待傳指示信息）信息元素
TIM 的內容是虛擬 bit對映（virtual bitmap），這是由 2,008 個bit所組成的邏輯結構。每個bit分別對映到一個連接識別碼（Association ID）。當某個識別碼有數據暫存時，相應的 bit就會設成 1 ，否則會設成 0。
DTIM Count（DTIM計數）
???? 此位的長度為一個字節，代表下一個 DTIM（數據待傳指示傳遞信息）幀發送前，即將發送的Beacon幀數。DTIM幀用來表示所暫存的廣播與組播幀即將被發送。并非所有
Beacon幀均為 DTIM幀。
DTIM Period（DTIM期閑）
???? 此位的長度為一個字節，代表兩個 DTIM幀之間的 Beacon interval數。0 值目前保留未用。DTIM會由此期間倒數至 0。
Bitmap Control（bit對映控制）與 Partial Virtual Bitmap（部分虛擬 bit對映）
??? Bitmap Control （bit對映控制）位可進一步劃分為兩個次位。Bit 0用來表示連接識別碼0 的待傳狀態，主要是保留給組播使用。其他七個bit則是保留給 Bitmap Offset（bit對映偏移）次位使用。
???? 為了節省頻寬，可以通過 Bitmap Offset次位，只發送一部分的虛擬 bit對映。Bitmap Offset 是相對于虛擬 bit對映的開頭處。利用 Bitmap Offset次位及 Length位，802.11工作站可以推斷虛擬 bit對映有哪些部分包括在內。
1.3.3.6? 免競爭參數集合（CF Parameter Set）
CF Parameter Set（免競爭參數組合）信息元素出現在支持免競爭接入點所發送的 Beacon幀中。免競爭服務并非必要，因此留待第九章討論。
1.3.3.7 IBSS 參數集合（IBSS Parameter Set ）
IBSS 目前只有一個參數，即 ATIM window （數據待傳指示通知信息間隔期間），如圖1-37所示。此位只用于 IBSS Beacon 幀，用來表示 IBSS 中ATIM幀之間相隔時間單位數量。
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圖1-37：IBSS 參數集合信息元素
1.3.3.8? 國家（Country）
802. 11 規格書原本是針對主要工業化國家現有的管制規定所設計。為了避免每新增一個國家就得重新修訂規格，因此在規格書中加入新的規定，讓網絡能夠提供管制規范給新加入的工作站。這一機制的核心，就是 Country 信息元素，如圖 1-38 所示。
圖1-38 ：Country 信息元素
在type/length 信息元素標頭之后的是國家識別碼（country identifier），之后是一系列由三個字節所構成的限制描述符（three-byte descriptor ）。每組限制描述均注明特定頻段，它們彼此不會重覆，因為每個特定頻率只會有一個最大允許功率。
Country String（國家字串，三個字節）
???? 由三個字符所構成的 ASCII 字串，代表工作站的使用國家。前兩個字符即 ISO 國碼（例如US代表美國）。有些國家對室內與室外有不同的管制規定，第三個字符即是用來區別兩者。如果室內外的管制規定相同，第三個字符則為空白。如果只想指定室內或室外管制規定，可以分別將第三個字符設為 I 或O。
First Channel Number （第一信道編號，一個字節）
???? 第一信道編號即是符合功率限制的最低信道。
Number of Channels（信道數，一個字節）
???? 符合功率限制的頻段大小，是由信道數來指定。信道大小隨 PHY而有所不同。
Maximum Transmit Power（最大傳輸功率，一個字節）
???? 最大傳輸功率，以 dBm為單位。
Pad （補零碼，一個字節；可有可無）
???? 信息元素所使用的字節必須剛好是偶數。如果信息元素的長度恰為奇數，就必須用一個字節補零。
1.3.3.9? Hopping Pattern Parameters（跳頻模式參數）與 Hopping Pattern Table （跳頻模式表），是根據設計當時的管制規定所制定。這兩個元素可以用來制定新的跳頻模式，以便符合其他國家的管制規定。如此一來，若要采用不同的跳頻物理層，就不需要進一步修訂規格書了。
1.3.3.10? 請求（Request）
在Probe Request 幀中，Request 信息元素（圖 1-39 ）用來向網絡查詢特定的信息元素。Request 信息元素本身具備 type/length 標頭，以及一連串所要查詢的信息元素編號。
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圖1-39：Request 信息元素
1.3.3.11? 質詢口令（Challenge Text）
802.11所定義的共享密鑰身份認證系統。會要求移動工作站必須成功解碼一段加密過的質詢口令。這段質詢口令的發送系通過 Challenge Text（質詢口令）信息元素，如圖 1-4o 所示。
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圖1-40：Challenge Text （盤問口令）信息元素
1.3.3.12? 功率限制（Power Constraint）
Power Constraint（功率限制）信息元素讓網絡得以向工作站傳達其所允許的最大傳輸功率。
除了管制上的最大值，另外還有實際使用上的最大值。此信息元素只有一個位，長度為一個字節，其中所記錄的整數值，乃是管制上的最大值減去實際使用上的最大值，以 dBm為單位。例如，假設管制上允許的最大功率為 10 dBm，但是此信息元素值為 2 ，那么此工作站就會將本身的最大傳輸功率設為 8 dBm （圖 1-41 ）。
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圖1-41：Power Constraint （功率限制）信息元素
1.3.3.13? 功率性能（Power Capability）
?802.11 工作站通常以電池供電，在無線電波的性能上無法與接入點相提并論。另外部分原因是，移動工作站通常不需要像接入點那樣以高功率進行傳輸。Power Capability（功率性能）信息元素讓工作站得以報告本身最低與最高的傳輸功率，以 dBm為單位（圖 1-42 ）。
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圖1 _42：Power Capability（功率性能）信息元素
1.3.3.14? 發射功率控制要求（TPC Request ）
Transmit Power Control（發射功率控制，簡稱 TPC ）Request 信息元素用來要求無線電波鏈路管理信息。此信息元素并無其他附屬數據，因此長度位必然為 0 (圖 1-43) 。
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圖1-43：TPC Request 信息元素
1.3.3.15? 發射功率控制報告（TPC Report）
知道整個鏈路的衰減情況，可以幫助工作站了解該如何調整傳輸功率。TPC Report信息元素散見于各種管理幀，由兩個長度各為一字節的位所構成（圖 1-44 ）。第一個位代表傳輸功率，亦即包含此信息元素幀的傳輸功率，以 dBm為單位。第二個位代表鏈路邊際(link margin) ，亦即工作站所提出的安全邊際值，同樣以 dBm為單位。工作站將會根據這兩個值來調整本身的傳輸功率。
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圖1-44：TPC Report信息元素
1.3.3.16? 所支持信道（Supported Channels）
Supported Channels（所支持的信道）信息元素與 Country 信息元素類似，用來記載所支持的子頻段。在標頭之后的是一系列子頻段的描述符（sub-band descriptor ）。每組子頻段描述符由第一信道編號，亦即所支持子頻段中的最低信道，以及子頻段的信道數所組成（圖 1-45 ）。舉例來說，如果裝置只支持信道 40至52，那么第一信道編號即為 40，信道數則為 12。
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圖1-45 ：Supported Channels（所支持的信道）信息元素
1.3.3.17? 信道切換宣告（Channel Switch Announcement ）
802.11h 為網絡加入了動態切換信道的能力。為了警告網絡中的工作站即將變換信道，可以在管理幀中加入如圖 1-46 所示的Channel Switch Announcement （信道切換宣布）信息元素。
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圖1-46：Channel Switch Announcement （信道切換宣布）信息元素
Channel Switch Mode（信道切換模式）
???? 當信道改變，通訊會突然中斷。如果此位設定為 1 ，已連接的工作站就會停止發送幀，直到信道切換完成。如果設定為 0，則幀的發送就不受限制。
New Channel Number （新信道編號〉
???? 切換后的新信道編號。目前，此位的值尚不需要超過 255 。
Channel Switch Count （信道切換計時）
???? 信道切換可以預先排定時程。此位記載再過多少 Beacon幀間隔后進行信道切換。信道切換會在發送 Beacon幀之前進行。非 0 值代表等待多少個 Beacon間隔；0 值代表信道切換可以立刻進行，無須多作警告。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的802.11成帧封装实现(四)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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