Краткие теоретические сведения. Цель работы - изучить механизм зондирования и формат зондирующих кадров запроса и ответа, а также содержимое их полей

Цель работы

Цель работы - изучить механизм зондирования и формат зондирующих кадров запроса и ответа, а также содержимое их полей.

Продолжительность работы

Лабораторная работа рассчитана на 0,05 зачетных единицы, 2 часа

Оборудование, приборы, инструментарий

В состав лабораторного стенда входит:

• Wi-Fi роутер,

• ПК,

• соединительные кабели.

Краткие теоретические сведения

Возможность соединение станций

Рассмотрим, как беспроводные станции стандарта 802.11 соединяются с BSS. Для этого между беспроводной станцией и точкой доступа происходит три сеанса обмена:

• Процесс зондирования.

• Процесс аутентификации.

• Процесс привязки (ассоциирования).

Процесс зондирования. На рис. 1 показано, что абонентская беспроводная станция находится в пределах досягаемости трех точек доступа. Две из них принадлежат зоне обслуживания A, третья – зоне обслуживания В. Абонентская станция относится к зоне обслуживания А.

Рис. 1 – Абонент 1 и ближайшие точки доступа

Абонентская станция посылаем зондирующий фрейм запроса (probe request frame) стандарта 802.11. Обычно станция посылает зондирующий фрейм по каждому из доступных ей каналов (в зависимости от региона), однако этот процесс не оговорен в спецификации стандарта. Зондирующий фрейм запроса содержит информацию о том, какую скорость передачи данных поддерживает станция и к какой зоне обслуживания она принадлежит. При этом абонентские станции посылают зондирующие фреймы так, как будто ничего не знают о точках доступа, которые зондирует, поэтому запросы посылаются с наименьшей возможной скоростью передачи данных, 1 Мбит/с.

Получив зондирующий фрейм запроса, точка доступа посылает зондирующий фрейм ответа (probe response frame). Получив этот фрейм, абонентская станция может определить уровень сигнала от точки доступа. Сравнив доступные точки доступа, абонентская станция выбирает одну для подключения по алгоритму, реализованному поставщиком оборудования. В общем случае выбор производится при согласовании SSID и уровня сигнала, также важным фактором является поддерживаемая скорость передачи.

Формат зондирующих фреймов в стандарте IEEE 802.11

Процесс зондирования является одним из этапов установления соединения в стандарте IEEE 802.11. В ходе зондирования выясняют параметры настройки точки доступа, если сеть построена по топологии BSS, или параметры настройки другой станции, если сеть работает по топологии IBSS. Сначала в радиоинтерфейс отправляют кадр зондирующего запроса, а затем точка доступа или станция отвечают на этот кадр кадром ответа на зондирование.

Общий формат кадров зондирования представлен на рис. 2.

Рис. 2 - Общий формат зондирующих фреймов

Кадры зондирующего запроса и ответа различаются, главным образом, информационным наполнением, т.е. имеют различные поля Frame Body. Заголовки кадров практически совпадают. Ниже приведена расшифровка полей рассматриваемых кадров.

1. Заголовок (MAC Header)

• Frame Control – поле типа кадра. В этом поле указывается тип передаваемого кадра. В данном случае – это кадр зондирующего запроса (Probe Request) или кадр ответа на зондирование (Probe Response).

• Duration – поле длительности. В данном поле указывается время, необходимое на передачу кадра, а также получения подтверждения его приема. Поле длительности используют для обновления вектора NAV в других станциях.

• DA – поле адреса назначения. В данном поле указывают MAC -адрес получателя кадра.

• SA – поле адреса отправителя. В данном поле указывают MAC -адрес станции-отправителя кадра.

• BSSID – поле идентификатора BSS. В данном поле может быть указан конкретный идентификатор BSS, заданный на точке доступа, зондирование которой планируется произвести, либо широковещательный идентификатор.

• Sequence Control – поле порядкового номера кадра.

2. Информационное тело кадра (Frame Body)

3. Поле проверочной суммы (FCS).

Информационное тело кадра зондирующего запроса содержит два поля:

1. SSID – идентификатор зоны обслуживания.

2. Supported Rates – список поддерживаемых станцией скоростей.

Информационное тело кадра ответа на зондирование содержит следующие поля:

1. Timestamp – поле временной отметки. Оно служит для обеспечения синхронизации между станциями в сети.

2. Beacon interval – маячковый интервал. В данном поле указывают количество временных интервалов TU (time unit), проходящих между отправкой соседних кадров маяка. Длительность одного TU составляет 1024 мкс.

3. Capability information – поле информации о совместимости. В данном поле указывают возможности физического и MAC уровней конкретной станции.

4. SSID – поле идентификатора зоны обслуживания.

5. Supported rates – список поддерживаемых скоростей передачи.

6. FH Parameter Set – набор параметров физического уровня с прыжками по частоте (FHSS). Данное поле заполняют только те станции, которые работают на физическом уровне FHSS.

7. DS Parameter Set – набор параметров физического уровня с прямым расширением спектра (DSSS). Данное поле заполняют только те станции, которые работают на физическом уровне DSSS.

8. CF Parameter Set – набор параметров для станций, поддерживающих работу точечной координатной функции (PCF). Данное поле заполняют только те станции, которые поддерживают PCF.

9. IBSS Parameter Set – набор параметров для станций, работающих в режиме IBSS. Данное поле заполняют только те станции, которые работают в режиме IBSS.