1.概要
1.1はじめに
WLAN（ワイヤレスローカルエリアネットワーク、WLAN）、空気、音声およびビデオ信号を介して無線データ伝送を使用して技術。現在、無線LANが深く、そのような家庭用ルータで使用されるものとして、国民生活に統合された、携帯電話は、無線LANのシーンを使用して携帯電話のデータ接続されているホットリンク、バスのWIFIカバレッジ、オン。なぜなら、広く皆に受け入れられて、高速で便利およびその他の要因のワイヤレスローカルエリアネットワーク。
WLANは、コンピュータネットワーク及び無線通信技術に基づいているので、その上にコンピュータ・ネットワーク構成、論理リンク制御（LLC）層とアプリケーション層は、従って、WLANの標準の物理層の異なる要件に対して同じでも異なっていてもよいです主に物理層とメディアアクセス制御層（MAC）のために、それは、技術仕様及び技術水準の無線周波数帯を用いる通信エアインタフェースプロトコルとなります。
1.2標準
IEEE 802.11ワイヤレスローカルエリアネットワークは現在、共通の基準、電気電子学会（IEEE）によって定義される標準の無線通信ネットワークです。
標準規格IEEE 802.11無線LAN 物理層 PHYとメディアアクセス制御層MACのプロトコル、すなわち、以下のOSI層の開放型システム間相互接続参照モデル。FHSS周波数をスペクトラム拡散、DSSS直接シーケンススペクトラム拡散物理層と物理層の赤外線IRホッピング：IEEE 802.11標準は、物理層の3つの異なるタイプに対応することができるMAC副層の種類を定義します。無線媒体の特性を利用するために、MACサブ層は、キャリア検知多重アクセス/衝突回避プロトコルCSMA / CAを使用し
ここでは規格開発プロセスのIEEE 802.11ファミリは、次のとおりです。
- マイクロ波および赤外線802.11、物理層及びMACサブレイヤ（2.4GHz帯、2Mビット/秒、1997）定義します
- 802.11aの物理層とマイクロブログMACサブレイヤ（5GHz帯、54Mbit /秒、1999）定義します
- 802.11bの物理層補足DSSS（2.4GHz帯、11Mbit /秒、1997）
- 802.11 +物理層補足PBCC（2,4GHz、11Mbit /秒、2002）
- 通常のイーサネットネットワークと802.11の間で802.11c交換契約（2000年）
- 国際ローミングの802.11dの仕様（2000年）
- QoSを802.11cサポートサービスレベル（2004）
- 国際ローミングの802.11dの仕様（2000年）
- ピアサポートの802.11eのQoSのサービスレベル（2004）
- 接続802.11f基地局（2003）
- 802.11グラムの物理層補足OFDM（2.4GHz帯、54Mbits / S、2003）
- 拡張802.11hの標準の物理層とMAC副層（5GHz帯、ヨーロッパ、2003）
- サプリメント（2004）の802.11iセキュリティと認証側面
- 802.11jは、物理層とMAC副層規格（5GHz帯、日本、2004年）を延長しました
- 無線LANの802.11kマイクロ波ベースの測定仕様（2005）
- 無線LAN機器（2006）に基づいて、802.11メートルのメンテナンスの実践
- 紹介のMIMO 802.11nテクノロジー（2.4G / 5GHz帯、100-300Mbit /秒、2007）
1.3アーキテクチャ
IEEE 802.11は、以下の仕様は、フレームワークを記述し、物理層及びリンク層を記載しています。
図1、図のアーキテクチャ仕様802.11
物理層は、無線媒体を介してデータフレームの送受信を共有媒体アクセス制御層MAC及び無線媒体との間のインタフェースです。
802.11の物理層は、さらに、2つの成分に分割されます。
（1）物理層コンバージェンス手順（物理層ConvergenceProcedure、短いPLCP）、MAC層およびPLCPプリミティブ物理層サービスアクセスポイント（SAP）を使用して通信します。指示を与えた後、MAC層、PLCPプロトコルデータ単位（MPDU）を送信する媒体を準備し始めました。MAC層へのPLCPフレームは、無線媒体から送信されたいです。PLCP MPDU、物理レイヤフィールドの追加フィールドを生成および受信するために必要な情報が含まれている、802.11 PLCPフレームは、書き込みデータ合成ユニット（PPDU）と呼ばれます。PLCP MACプロトコルデータユニットは、それによってPMD層、MAC層への依存度を減少させる、送信PMDに適したフォーマットにマッピング。各非同期転送MPDUステーションとの間に設けられたPPDUフレーム構造は、従って、受信ステーションの物理層は、個々の着信フレームに同期されなければなりません。
（2）物理媒体依存送信と2つのステーション間の無線媒体を介して物理層エンティティを受信するためのPLCP、PMDのサポートの下、（従属物理媒体は、PMDと呼ばれます）。上記の機能を実現するために、PMDは無線媒体（空気間隔）に直接必要とし、データ復調を調整します。PLCPおよびPMDは送受信機能を制御することにより、通信の間でプリミティブ。
（3）（最も原始的な出力データであるMACサービスデータユニットレベル）MSDUは、プログラムされたMPDU（MACプロトコルデータユニット）カプセル化され、MPDUは、PSDU（PLCP副層のサービスデータユニット）をプログラミングPLCPサブレイヤを送信しました、PPDU（PLCP副層のプロトコルデータユニット）にカプセル化PSUD。
1.4トポロジおよびサービスの種類
WLANは主に3つのネットワークトポロジで構成されています。
（1）独立基本サービスセット（独立BSS、IBSS）ネットワーク（とも呼ばれるアドホックネットワーク）。
（2）基本サービスセット（基本サービスセット、BSS）ネットワーク。
（3）拡張サービスセット（エクステントサービスセット、ESS）のネットワーク。
独立した基本サービスセット2
3基本サービスセット
4拡張サービスセット
ESS DS（抽象分散システム内のルーティング・サービスを介して、異なる通信チャネルBSS（）を接続するためのシステムであり、これはBSSと物理デバイスによって制限STA STAの距離との間の直接伝送を排除します。
トポロジに応じてサービス802.11の2種類を描くことができます。
サイトのサービスSS（各STAなければならないいくつかのサービス）：認証（認証）、認証解除（認証解除）、暗号化（プライバシー）、MSDU転送（MSDU配信）。
分散システムサービスDSS（DS固有のサービス）：協会（協会）、切り離し（Deassociation）、流通（ディストリビューション）、統合（インテグレーション）、再アソシエーション（Ressociation）。
2プロトコル
2.1 802.11フォーマット
以下に示すように、データの無線伝送のフレームフォーマット。
図6 802.11フォーマット
preamble是一个前导标识，叫做随机接入前导码，用于随机接入时识别UE身份，这里用于接收设备识别802.11。
PLCP域中包含一些物理层的协议参数，Preamble及PLCP是物理层的一些细节。
MAC也叫MAC帧头，包含了帧的类型、地址等信息。
User Data也叫帧体，主要封装数据部分，不同帧类型数据部分格式以及内容不同。
CRC是校验域，包含32位循环冗余码。
2.2 MAC帧详解
2.2.1 MAC帧格式
MAC层帧主要包含MAC帧头、帧体以及校验码，下面是MAC帧的帧结构。
图 7 MAC帧结构示意图
2.2.2 MAC帧头详解
1、Frame Control（帧控制域）：
- 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；
- Power Manage（能量管理域）：1表示STA处于power_save模式；0表示STA处于active模式；
- More Data（更多数据域）：1表示至少还有一个数据帧要发送给STA；
- Wep：表示根据WEP（Wired Equivalent Privacy）算法对帧主体进行加密。1表示帧体部分包含被秘钥加密后的数据；0表示没有包含加密后的数据；
- Order（序号域）：在长帧分段传送时，1表示接受者应该严格按照顺序处理该帧，否则为0；
2、Duration/ID（持续时间/标识）：表明该帧和它的确认帧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、多播地址、广播地址。
4、Sequence Control（序列控制域）：由代表的MSDU（MAC Server Data Unit）或者MMSDU（MAC Management Server Data Unit）的12位序列号和表示MSDU和MMSDU的每一个片段的编号的4位片段号组成。主要用于重组帧片段以及丢弃重复帧。
2.2.3 帧类型详解
针对不同的功能，可将802.11中额MAC帧细分为三类分别是：
（1）控制帧：用于竞争器件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；
帧类型主要根据帧控制域中额Type和Subtype两个字段共同定义，具体定义如下：
表 1 帧类型
| TYpe Vale |
Type | Subtype value | Subtype Description |
| 00 | 管理帧 | 0000 | 关联请求帧 |
| 00 | 管理帧 | 0001 | 关联响应帧 |
| 00 | 管理帧 | 0010 | 重新关联请求帧 |
| 00 | 管理帧 | 0011 | 重新关联响应帧 |
| 00 | 管理帧 | 0100 | 探测请求帧 |
| 00 | 管理帧 | 0101 | 探测响应帧 |
| 00 | 管理帧 | 0110-0111 | 保留 |
| 00 | 管理帧 | 1000 | 信标帧 |
| 00 | 管理帧 | 1001 | 流量公告指示信息帧ATM |
| 00 | 管理帧 | 1010 | 断开关联帧 |
| 00 | 管理帧 | 1011 | 认证帧 |
| 00 | 管理帧 | 1100 | 取消认证帧 |
| 00 | 管理帧 | 1101-1111 | 保留 |
| 01 | 控制帧 | 0000-1001 | 保留 |
| 01 | 控制帧 | 1010 | 节能轮询帧PS-POLL |
| 01 | 控制帧 | 1011 | 请求发送帧RTS |
| 01 | 控制帧 | 1100 | 结束发送帧 CTS |
| 01 | 控制帧 | 1101 | 应答帧ACK |
| 01 | 控制帧 | 1110 | Contention-Free（CF）-End |
| 01 | 控制帧 | 1111 | CF-End+CF-Ack |
| 10 | 数据帧 | 0000 | Data |
| 10 | 数据帧 | 0001 | Data +CF-Ack |
| 10 | 数据帧 | 0010 | Data +CF-Poll |
| 10 | 数据帧 | 0011 | Data +CF-Ack +CF-Poll |
| 10 | 数据帧 | 0100 | 空白功能（无数据） |
| 10 | 数据帧 | 0101 | CF-Ack（无数据） |
| 10 | 数据帧 | 0110 | CF-Poll（无数据） |
| 10 | 数据帧 | 0111 | CF-Ack +CF-Poll （无数据） |
| 10 | 数据帧 | 1000-1111 | 保留 |
| 11 | 保留 | 0000-1111 | 保留 |
2.2.4 数据帧格式
数据帧的帧格式与通用MAC帧格式相同，但其格式与子类型无关。其中地址字段的内容定义见下表。不可用（N/A）字段将被忽略。
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2.2.5 管理帧格式
管理帧的地址字段不随帧的子类型的改变而改变，且帧格式也与帧的子类型无关，如下图所示。
下面是对管理帧中帧主体所包含的信息内容。
（1） 信标帧格式。如表所示为信标管理帧的帧主体所包含的所有信息。
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（2） ATIM帧格式。该子类型的帧主体为空。
（3） 解除关联帧格式。子类型解除关联管理帧的帧主体包含原因代码信息。
（4） 关联请求帧格式。子类型关联请求管理帧的帧主体包含如下表所示信息。
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（5） 关联响应帧格式。子类型关联响应帧的帧主体包括如下信息。
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（6） 重新关联请求帧格式。子类型重新关联请求管理帧的帧主体包含下表所示信息。
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（7） 重新关联响应帧格式。子类型重新关联响应管理帧的帧主体包含下表所示信息。
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（8） 试探请求帧格式。子类型试探请求管理帧的帧主体包含下表所示信息。
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（9） 试探响应帧格式。子类型试探响应管理帧的帧主体包含下表所示信息。
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（10） 认证帧格式。
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参考资料：
（1）百度百科
（2）无线局域网入侵检测技术研究论文（王利平）