LV02-01-天猫精灵IOT-02-WiFi-04-WiFi帧格式

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本文主要是WiFi——WiFi帧格式相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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参考资料 AliOS Things 3.0 应用开发指南 这个只是一篇参考文章，里面是一些环境搭建相关的，可以参考
IP知识百科 - 华为 (huawei.com) IP的一些相关知识点
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好像可以在线看：《GATT Specification Supplement》
Assigned Numbers GATT的一些类型定义可以在这里找。
AliOS Things alios-things/AliOS-Things Gitee上的AliOSThings SDK源码仓库
alibaba/AliOS-Things GitHub上的AliOSThings SDK源码仓库
天猫精灵蓝牙Mesh协议栈 alibaba-archive/genie-bt-mesh-stack GitHub上的天猫精灵蓝牙Mesh协议栈源码仓库。
之前是在alibaba/genie-bt-mesh-stack这个仓库。
写笔记的时候最新提交为faf523618a6a2560090fc423222b9db80984bb7a
蓝牙Mesh设备开发指南 阿里云生活服务平台开发手册——蓝牙设备开发一节中的内容

一、802.11帧类型

  • 数据帧

  • 控制帧

竞争期间的握手通信和正向确认(例如RTS信道预约、CTS预约成功、ACK等)、结束非竞争期等，通常与数据帧搭配使用, 负责区域清空, 信道获得，载波侦听, 肯定确认等

  • 管理帧

用于STA与AP之间协商、关系的控制，如关联、认证、同步等。如加入和退出无线网络以及处理接入点之间关联的转移。

二、WiFi帧通用格式

image-20231216225947315

注意这个Frame Control不一定每种帧都有。

三、WiFi数据帧格式

WiFi数据帧一般格式如下：

image-20231216230049047

Frame Control中的To DS和From DS位，和数据帧的addressx取值情况如下：

image-20231216230058407
  • Wi-Fi数据帧（携带数据）
1
2
3
4
Data                   ：最简单的数据帧。用于无竞争/有竞争阶段 
Data + CF-ack          ：仅用于无竞争阶段。除了携带数据外，该帧还携带对刚收到数据的确认
Data + CF-poll         ：被AP用来传递数据给移动节点；请求移动节点发送一个可能被缓存的数据帧。
Data + CF-ack + CF-poll：把上述功能结合在一个帧中
  • Wi-Fi数据帧（不携带数据，一般是在省电模式中使用）
1
2
3
4
Null function       : 能量管理帧中由AP指示节点进入节能状态
CF-ack （no data）
CF-poll （no data）
CF-ack + CF-poll （no data）

四、WiFi控制帧格式

1. 基本格式

image-20231216230444578

就是前面的Frame Control帧，当是数据包是一个控制帧的时候，除了Protocol 和Type这两个字段，剩下的都不需要，全为0，控制帧只有头没有body部分。

2. 有哪些控制帧

控制帧的类型有如下几种：

  • Ack：确认帧
image-20231216231530736
  • BlocK Ack：批量确认帧

有时候大量的数据都需要确认帧的话，每一次都需要回复一个确认帧就会影响效率，所以会有批量确认帧，一般格式如下：

image-20231216231548055
  • RTS(请求发送)
image-20231216231727005
  • CTS（清除发送）
image-20231216231751754
  • Power save-poll：发自某个节点（可能在睡眠状态）；请求AP发送被缓存的帧。
  • CF-end：通告无竞争阶段的结束。
  • CF-end + CF-ack：确认CF-end。

五、WiFi管理帧格式

1. 基本格式

image-20231216231859106

各个字段的含义如下：

image-20231216232038265

2. 有哪些管理帧

  • Probe request

用来获取AP或者其他节点的信息，STA站点主动扫描AP的时候会发出Probe request探测帧。一般格式如下：

image-20231217083000178
  • Probe response

对Probe request请求的响应，AP路由器发出。一般格式如下：

image-20231217083435055
  • Beacon

被动扫描的时候，AP建立时序同步功能而定期发送的管理帧。我们在软件抓到的包中，是可以看到这个Beacon帧发送间隔的：

image-20231217083955272

Beacon帧一般格式如下：

image-20231217083455113

我们来看一下Capability Info字段，它代表了路由器的一些能力信息，它有2个字节，就是16位，每个位代表的含义如下：

image-20231217083544481
  • Association request

移动节点向BSS内的AP请求关联。

image-20231217083636075
  • Association response

AP接受移动节点的关联请求。

image-20231217083647117
  • Re-association request

当移动节点离开当前BSS而进入另一个BSS时必须向新BSS的AP请求关联，新AP据此和老AP协商数据帧的转发。

  • Re-association response

新AP接受移动节点的关联请求。

  • Dissociation

终止一个关联。