802.11帧结构的分析318贾博

802 11 帧结构分析帧结构分析 1 实验工具和环境 实验工具和环境 工具 工具 CommView wincap 环境 环境 Windows 7 2 IEEE802 11 的介绍的介绍 802 11 协议组是国际电工电子工程学会 IEEE 为无线局域网络制定的标 准 虽然 WI FI 使用了 802 11 的媒体访问控制层 MAC 和物理层 PHY 但 是两者并不完全一致 在以下标准中 使用最多的应该是 802 11n 标准 工作 在 2 4GHz 频段 可达 600Mbps 理论值 IEEE 最初制定的一个无线局域网标准 主要用于解决办公室局域网和校 园网中用户与用户终端的无线接入 业务主要限于数据存取 速率最高只能达 到 2Mbps 由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要 因此 IEEE 小 组又相继推出了 802 11b 和 802 11a 两个新标准 接着发展成为了 802 11x 一 系列的无线标准 三 三 802 11 帧格式 帧格式 3 13 1 无线中的数据传播有如下相似的格式 无线中的数据传播有如下相似的格式 其中 preamble 是一个前导标识 用于接收设备识别 802 11 而 PLCP 域中包含 一些物理层的协议参数 显然 Preamble 及 PLCP 是物理层的一些细节 MAC 层 处理的是帧数据 截取上图中 MAC 头开始的部分构成 MAC 帧格式如下所示 MAC Header MAC 头 Frame Control 帧控制域 Duration ID 持续时 间 标识 Address 地址域 Sequence Control 序列控制域 QoS Control 服务质量控制 Frame Body 帧体部分 包含信息根据帧的类型有所不同 主要封装的是上 层的数据单元 长度为 0 2312 个字节 可以推出 802 11 帧最大长度为 2346 个字节 FCS 校验域 包含 32 位循环冗余码 3 23 2 MACMAC HeaderHeader 1 Frame Control 帧控制域 格式如下所示 Protocol Version 协议版本 通常为 0 Type 类型域 和 Subtype 子类型域 共同指出帧的类型 To DS 表明该帧是 BSS 向 DS 发送的帧 From DS 表明该帧是 DS 向 BSS 发送的帧 More Frag 用于说明长帧被分段的情况 是否还有其它的帧 Retry 重传域 用于帧的重传 接收 STA 利用该域消除重传帧 Pwr Mgt 能量管理域 为 1 STA 处于 power save 模式 0 处于 active 模式 More Data 更多数据域 为 1 至少还有一个数据帧要发送给 STA Protected Frame 为 1 帧体部分包含被密钥套处理过的数据 否则 0 Order 序号域 为 1 长帧分段传送采用严格编号方式 否则 0 2 Duration ID 持续时间 标识 表明该帧和它的确认帧将会占用信道多长 时间 对于帧控制域子类型为 Power Save Poll 的帧 该域表示了 STA 的连 接身份 AID Association Indentification 3 Address 地址域 源地址 SA 目的地址 DA 传输工作站地址 TA 接收工作站地址 RA SA 与 DA 必不可少 后两个只对跨 BSS 的通 信有用 而目的地址可以为单播地址 Unicast address 多播地址 Multicast address 广播地址 Broadcast address 4 Sequence Control 序列控制域 由代表 MSDU MAC Server Data Unit 或者 MMSDU MAC Management Server Data Unit 的 12 位序列号 Sequence Number 和表示 MSDU 和 MMSDU 的每一个片段的编号的 4 位片段号 组成 Fragment Number 3 33 3 帧类型帧类型 针对帧的不同功能 可将 802 11 中的 MAC 帧细分为以下 3 类 1 控制帧 用于竞争期间的握手通信和正向确认 结束非竞争期等 2 管理帧 主要用于 STA 与 AP 之间协商 关系的控制 如关联 认证 同步 等 3 数据帧 用于在竞争期和非竞争期传输数据 Frame Control 帧控制域 中的 Type 类型域 和 Subtype 子类型域 共同 指出帧的类型 当 Type 的 B3B2 位为 00 时 该帧为管理帧 为 01 时 该帧为 控制帧 为 10 时 该帧为数据帧 而 Subtype 进一步判断帧类型 如管理帧里 头细分为关联和认证帧 管理帧的帧格式如下图所示 在在 802 11802 11 中 比较重要的管理帧有 中 比较重要的管理帧有 Beacon notify Probe request and response Authenticate request and response Associate request and response Reassociate request and response Dissassociate notify Deauthenticate notify 其中 关联 认证中进行相关安全参数协商主要用到 RSN IE 四 四 IEEE802 11 包的抓取 包的抓取 1 1 配置 配置 CommViewCommView forfor WiFiWiFi 2 2 抓取的无线包抓取的无线包 五 五 IEEE802 11 包的分析 包的分析 1 各种类型的帧 各种类型的帧 1 1 数据帧 数据帧 2 2 CTSCTS 帧帧 3 3 ACKACK 帧帧 4 4 管理帧管理帧 2 2 通过点击所获取的包 解析包 通过点击所获取的包 解析包 3 3 每个部分里面具体信息 每个部分里面具体信息 六 以太网简介 六 以太网简介 以太网 Ethernet 指的是由 Xerox 公司创建并由 Xerox Intel 和 DEC 公司联 合开发的基带局域网规范 是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准 以太网络使用 CSMA CD 载波监听多路访问及冲突检测 技术 并以 10M S 的速率运行在多种类型的电缆上 以太网与 IEEE802 3 系列标准相类似 包括 标准的以太网 10Mbit s 快速以太网 100Mbit s 和 10G 10Gbit s 以太网 它们都符合 IEEE802 3 IEEE802 11IEEE802 11 的帧格式如下图所示 的帧格式如下图所示 前导码Sof目标地址源地址类型 长度Data校验和 716620 15464 用用 winsharkwinshark 抓取以太网包如下图所示 抓取以太网包如下图所示 七 七 IEEE802 3 与与 IEEE802 11 的对比 的对比 802 3 是总线网协议 802 11 是无线网络协议 他们只是对网络架构的定 义 用不同的访问方法 与访问介质 但是传输数据的帧 也就是传输层与网 络层协议基本一致 都是 TCP IP UDP 协议 且他们帧封装格式由于访问方法 和访问介质的不同 1 在数据链路层 802 11 和 802 3 相对比多了一个