本文深入解析MAC头部各字段的含义与作用，包括版本、帧类型、子类型、目标地址、源地址、BSSID等，并详细阐述帧主体中管理帧、控制帧与数据帧的类型与特点，同时介绍信息元素的概念与应用。
1.MAC头部
解释：
① Version 版本号 目前为止802.11只有一个版本，所以协议编号为0
② Type 00表示管理帧，01表示控制帧，10表示数据帧
③ Subtype 和Type一起表示不同的帧，
|
Management frame（管理帧：Type=00）a | |
|
0000 |
Association request（关联请求） |
|
0001 |
Association response（关联响应） |
|
0010 |
Reassociation request（重新关联请求） |
|
0011 |
Reassociation response（重新关联响应） |
|
0100 |
Probe request（探测请求） |
|
0101 |
Probe response（探测响应） |
|
1000 |
Beacon（信标） |
|
1001 |
ATIM（通知传输指示消息） |
|
1010 |
Disassociation（取消关联） |
|
1011 |
Authentication（身份验证） |
|
1100 |
Deauthentication（解除身份验证） |
|
1101～1111 |
Reserved（保留，未使用） |
|
Control frame（控制帧：Type=01）b | |
|
1010 |
Power Save（PS）- Poll（省电－轮询） |
|
1011 |
RTS（请求发送） |
|
1100 |
CTS（清除发送） |
|
1101 |
ACK（确认） |
|
1110 |
CF-End（无竞争周期结束） |
|
1111 |
CF-End（无竞争周期结束）＋CF-ACK（无竞争周期确认） |
|
Data frame（数据帧：Type=10）c | |
|
0000 |
Data（数据） |
|
0001 |
Data+CF-ACK |
|
0010 |
Data+CF-Poll |
|
0011 |
Data+CF-ACK+CF-Poll |
|
0100 |
Null data（无数据：未传送数据） |
|
0101 |
CF-ACK（未传送数据） |
|
0110 |
CF-Poll（未传送数据） |
|
0111 |
Data+CF-ACK+CF-Poll |
|
1000 |
Qos Data c |
|
1000~1111 |
Reserved（保留，未使用） |
|
1001 |
Qos Data + CF-ACK c |
|
1010 |
Qos Data + CF-Poll c |
|
1011 |
Qos Data + CF-ACK+ CF-Poll c |
|
1100 |
QoS Null（未传送数据）c |
|
1101 |
QoS CF-ACK（未传送数据）c |
|
1110 |
QoS CF-Poll（未传送数据）c |
|
1111 |
QoS CF-ACK+ CF-Poll（未传送数据）c |
④ 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； Order（序号域）：为1：长帧分段传送采用严格编号方式；
⑤ Duration 表明该帧和它的确认帧将会占用信道多长时间；
⑥ 目的地址
⑦ 源地址
⑧ Bssid
⑨ 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）
⑩ 表示MSDU和MMSDU的每一个片段的编号的4位片段号组成
2、帧主体
管理帧十分灵活。帧主体(frame body)中的大部分数据如果使用长度固定的字段，就称为固定字段(fixed field)；如果字段长度不定，就称为信息元素(information element)。所谓信息元素，是指长度不定的数据块(data block)。每个数据块均会标注类型编号和大小，各信息元素的数据字段元素都有特定的解释方式。
所显示的Timestamp（时戳）位，可用来同步BSS 中的工作站BSS 的主计时器会
定期发送目前已作用的微秒数。当计数器到达最大值时，便会从头开始计数。（对一个长度64bit、可计数超过580,000 年的计数器而言，很难会遇到有从头开始计数的一天。
Beacon interval字段
每隔一段时间就会发出一个Beacon（信标）信号用来宣布802.11网络的存在。Beacon帧中除了包含BSS参数的信息，也包含接入点缓存帧的信息，因此移动式工作站要仔细聆听Beacon信号。此帧长度为16位，用来设定Beacon信号之间相隔多少时间单位。时间单位通常缩写为TU，代表1024微秒(microsecond)，相当于1毫秒(millisecond)。Beacon通常会被设定为100个时间单位，相当于每100毫秒，也就是0.1秒传送一次Beacon信号。
Capability Info（性能信息）字段，传送Beacon信号的时候，它被用来通告网络具备何种性能。此字段应用于Beacon帧、Probe Response帧,Probe Request帧，每个bit代表一个旗标，对应于网络所具备的特殊功能，工作站会使用这些公告数据来判断自己是否支持该BSS 所有的功能。没有实现性能公告中所有功能的工作站，就无法加入该BSS。
1,2--ESS/IBSS 这两个bit 旗标彼此互斥（mutually exclusive）。基站会将ESS 位设定为1，而将IBSS 布位设定为0，表示基站属于基础网络的一部分。IBSS 中的工作站则会将ESS 位设定为0，而将IBSS 位设定为1。
3--4--：
0 0 基站并不支持中枢协调功能（point coordinationfunction）
0 1 基站使用PCF 来传递，但并不支持轮询
1 0 基站使用PCF 来传递与轮询
1 1 保留，未使用
5--将Privacy bit 设定认1，代表需要使用WEP 以维持机密性。在基础网络中，发送端为基站。在IBSS 里，Beacon 信号必须由IBSS 当中某部工作站负责。
6--短同步信号，802.11g 规定使用短同步信号，因此在依循802.11g 标准所建置的网络中，此位必然设定为1。
7--分组二进制卷积编码
8--机动信道转换，
9--是否支持802.11h协议
10--
11--此bit 若设定为1，代表使用802.11 所支持的较短的时槽。
12--
13--
14--此bit 若设定为1，代表使用802.11g 的DSSS-OFDM 帧构建（frame construction）选项
15--
16--
Ssid信息
Ap发送帧所支持的速率
出现在实体层采用直接顺序技术中
数据待传信息，基站会为处于休睡状态的工作站暂存帧。每隔一段时间，基站就会尝试传递这些暂存帧给休眠中的工作站。如此安排的理由是，启动发送器比启动接收器所耗费的电力还要多。802.11的设计者预见未来将会有以电池供电的移动工作站；定期发送暂存帧给工作站的这个决定，主要是为了延长设备的电池使用时间。将TIM（数据待传指示信息）信息元素送到网络上，指示有哪些工作站需要接收待传数据，只是此过程的一部分。
DTIM Count：此位的长度为一个字节，代表下一个DTIM（数据待传指示传递信息）帧发送前，即将发送的Beacon 帧数。
DTIM Period:此位的长度为一个字节，代表两个DTIM 帧之间的Beacon interval 数。0 值目前保留未用。DTIM 会由此期间倒数至0。
Bitmap Control:位可进一步划分为两个次位。Bit 0 用来表示连接识别码0 的待传状态，主要是保留给组播使用。其他七个bit 则是保留给Bitmap Offset（bit对映偏移）次位使用。为了节省频宽，可以通过Bitmap Offset 次位，只发送一部分的虚拟bit 对映。BitmapOffset 是相对于虚拟bit 对映的开头处。利用Bitmap Offset 次位及Length 位，802.11工作站可以推断虚拟bit 对映有哪些部分包括在内。
Starting Chaannel:第一信道编号即是符合功率限制的最低信道
Number of Channels:符合功率限制的频段大小，是由信道数来指定。信道大小随PHY 而有所不同。
Max Tx Power:最大传输功率，以dBm 为单位
扩展物理层:802.11g 定义了扩展速率物理层（extended rate PHY，简称ERP）。为了兼容早期产品，另外定义了ERP 信息元素
Extended Supported Rates 信息元素的作用和的Supported Rates 元素没有两样，不过它允许信息元素的内容超过25 多个字节
802.11n标准中采用A-MPDU聚合帧格式，即将多个MPDU聚合为一个A-MPDU，只保留一个PHY头，删除其余MPDU的PHY头，减少了传输每个MPDU的PHY头的附加信息，同时也减少了ACK帧的数目，从而降低了协议的负荷，有效的提高网络吞吐量，A-MPDU聚合的是经过802.11报文封装后的MPDU，这里的MPDU是指经过802.11封装过的数据帧。通过一次性发送若干个MPDU，减少了发送每个802.11报文所需的PLCPPreamble、PLCPHeader，从而提高系统吞吐量。
A-MSDU技术是指把多个MSDU通过一定的方式聚合成一个较大的载荷。这里的MSDU可以认为是Ethernet报文。通常，当AP或无线客户端从协议栈收到报文（MSDU）时，会打上Ethernet报文头，这里我们称之为A-MSDUSubframe；而在通过射频口发送出去前，需要逐一将其转换成802.11报文格式。而A-MSDU技术旨在将若干个A-MSDUSubframe聚合到一起，并封装为一个802.11报文进行发送。从而减少802.11MAC头的开销，同时减少了应答帧的数量，提高了报文发送的效率。
无线客户端支持MCS集：
MCS（Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略）：
用户对MCS的配置分为三类，配置基本MCS、支持MCS和组播MCS。配置输入的MCS索引是一个范围，即指0～配置值，如输入5，即指定了所要输入的MCS范围为0～5。
基本MCS：基本MCS是指AP正常工作所必须支持的MCS速率集，客户端必须满足AP所配置的基本MCS速率才能够与AP进行连接。
支持MCS：支持MCS速率集是在AP的基本MCS速率集基础上AP所能够支持的更高的速率集合，用户可以配置支持MCS速率集让客户端在满足基本MCS的前提下选择更高的速率与AP进行连接。
MCS调制编码表是802.11n为表征WLAN的通讯速率而提出的一种表示形式。MCS将所关注的影响通讯速率的因素作为表的列，将MCS索引作为行，形成一张速率表。所以，每一个MCS索引其实对应了一组参数下的物理传输速率。
|
MCS索引 |
空间流数量 |
调制方式 |
速率(Mb/s) | |
|
800ns GI |
400ns GI | |||
|
0 |
1 |
BPSK |
6.5 |
7.2 |
|
1 |
1 |
QPSK |
13.0 |
14.4 |
|
2 |
1 |
QPSK |
19.5 |
21.7 |
|
3 |
1 |
16-QAM |
26.0 |
28.9 |
|
4 |
1 |
16-QAM |
39.0 |
43.3 |
|
5 |
1 |
64-QAM |
52.0 |
57.8 |
|
6 |
1 |
64-QAM |
58.5 |
65.0 |
|
7 |
1 |
64-QAM |
65.0 |
72.2 |
|
8 |
2 |
BPSK |
13.0 |
14.4 |
|
9 |
2 |
QPSK |
26.0 |
28.9 |
|
10 |
2 |
QPSK |
39.0 |
43.3 |
|
11 |
2 |
16-QAM |
52.0 |
57.8 |
|
12 |
2 |
16-QAM |
78.0 |
86.7 |
|
13 |
2 |
64-QAM |
104.0 |
115.6 |
|
14 |
2 |
64-QAM |
117.0 |
130.0 |
|
15 |
2 |
64-QAM |
130.0 |
144.4 |
可以这样记：空间流量2是1的两倍。
表1-5 MCS对应速率表（40MHz）
|
MCS索引 |
空间流数量 |
调制方式 |
速率(Mb/s) | |
|
800ns GI |
400ns GI | |||
|
0 |
1 |
BPSK |
13.5 |
15.0 |
|
1 |
1 |
QPSK |
27.0 |
30.0 |
|
2 |
1 |
QPSK |
40.5 |
45.0 |
|
3 |
1 |
16-QAM |
54.0 |
60.0 |
|
4 |
1 |
16-QAM |
81.0 |
90.0 |
|
5 |
1 |
64-QAM |
108.0 |
120.0 |
|
6 |
1 |
64-QAM |
121.5 |
135.0 |
|
7 |
1 |
64-QAM |
135.0 |
150.0 |
|
8 |
2 |
BPSK |
27.0 |
30.0 |
|
9 |
2 |
QPSK |
54.0 |
60.0 |
|
10 |
2 |
QPSK |
81.0 |
90.0 |
|
11 |
2 |
16-QAM |
108.0 |
120.0 |
|
12 |
2 |
16-QAM |
162.0 |
180.0 |
|
13 |
2 |
64-QAM |
216.0 |
240.0 |
|
14 |
2 |
64-QAM |
243.0 |
270.0 |
|
15 |
2 |
64-QAM |
270.0 |
300.0 |
1. HT20：HT Capability Info字段里会明确注明”Only 20MHz Operation is Supported”，且没有HT Information字段；
2. HT40：HT Capability Info字段里会明确注明”Both 20MHz and 40MHzOperation is Supported”，且HT Information Element 1字段里会包含有2nd Channel Offset的信息；
3. HT20/40-20MHz：HT Capability Info字段里会明确注明”Both 20MHz and 40MHzOperation is Supported”，且HT Information Element 1字段里会注明”No Secondary ChannelPresent”；
4. HT20/40-40MHz：HT Capability Info字段里会明确注明”Both 20MHz and 40MHzOperation is Supported”，且HT Information Element 1字段里会包含有2nd Channel Offset的信息；
重叠 BSS 扫描 参数：
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