無線網路802.11 Frames-Part 1

在本系列802.11 Frames文章中，我們將個別介紹如下主題:

• Data Link Layer
• 802.11 Frame Composition
• Management Frames
• Control Frames
• Data Frames
• Power Management Frames

Data Link Layer(資料連結層)

我們在其他文章介紹過，資料鏈結層負責在相鄰的網路節點之間傳輸資料幀(data frames)。它有兩個子層：

1. LLC(logical link control layer邏輯鏈路控制層)
   LLC向網路層提供服務接口(service interface)
2. MAC(Media Access Control Layer媒體存取控制層)。
   MAC子層則負責控制共用介質的存取以及管理資料幀流( shared medium and manages data frame flow)

資料鏈路層執行

1. framing
2. error detection
3. handling of data frames
4. 控制對共享媒體的存取和管理節點之間的Frame傳輸

MSDU-MAC SDU(Service Data Unit)

從網路層傳輸到資料鏈結層的資料交給LLC後稱為MSDU。而這個單元包含了從OSI 3 — 7層的資料，包括IP數據包和一些LLC數據。

但簡單地說，MSDU 是與 IP 封包和 LLC 資料一起包含在幀(Frame)中的資料有效負載。需要注意的是，802.11 管理和控制幀(management and control frames)不包含OSI上層資訊，而只有802.11 資料幀在其幀體(frame body)中攜帶 MSDU 有效負載。

根據 802.11 2020 標準，SDU 的大小不能超過 2304 bytes。最大幀體(frame body size)大小由最大 SDU 大小決定，即 2304 byte個 8 bytes加上任何encryption overhead，並且透過 802.11 修正案引入aggregate MSDU，允許最大幀體大小由最大aggregate MSDU大小決定，即38、39 或7935 bytes，取決於站點的能力以及任何encryption overhead。

MPDU(MAC Protocol Data Unit)

MPDU 是由 MSDU 封裝附加的 Mac header和trailers資訊形成的

1. header中包含來源和目標 Mac 位址、序號以及傳送幀所需的其他控制資訊。
2. trailers包含確保幀完整性的 FCS 等錯誤校驗訊息，而 FCS 就是幀校驗序列(frame check sequence)。

現在讓我們來看看物理層。現在，物體層有兩個子層，就像資料鏈結層一樣:

1. 上層部子稱為PLCP(Physical layer Convergence protocol)
   負責從 Mac 子層獲取幀並建立 PDU(PCP protocol data unit)，以使幀準備好進行傳輸。
2. 下部子層稱為PMD (physical medium dependent)
   一旦幀完成後，PMD 子層將接管資料並將其轉換為bits，然後發送出去

PPDU(如上圖)包含幾個確保可靠和準確的無線通訊的關鍵元素。

1. PLCP header包含訊框前導碼、同步位元( frame preamble, synchronization bits)和其他控制訊息等訊息，這些訊息是透過無線媒體正確傳輸和接收訊框所需的。例如，訊框前導(frame preamble)用於同步接收器和發射器，而同步位元(synchronization bits)用於將訊框的位元與接收器的時鐘對齊。
2. PSDU 是包含要傳輸的實際資料的幀的payload
3. PCP header是透過介質正確傳輸和接收幀所需的控制訊息

它們共同構成PSDU，這是Wi-Fi 幀的actual payload。