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Aufbau eines IEEE 802.11 MAC-Frames 

 

Den prinzipiellen Aufbau eines IEEE 802.11 MAC-Frames zeigt die nächste Abbildung.

 


Abbildung 10: MAC-Frame Format

Type und Subtype-Feld spezifizieren die Art des MAC-Frames. Es gibt Management-Frames, die zum Beispiel bei der Assoziierung von Stationen verwendet werden, Control-Frames wie RTS/CTS und Data-Frames. Die anderen Flags im zwei Byte breiten Frame Control-Feld geben an, ob es sich um einen Frame zum oder vom Distribution System (DS) handelt, ob noch weitere Fragmente folgen, da die MSDU geteilt wurde, ob es sich um eine wiederholte Verschickung des Frames handelt, ob die sendende Station sich im Power-Saving-Modus befindet, ob sie weitere Daten versenden will und ob die Daten mittels WEP verschlüsselt sind und Fragmente in der richtigen Reihenfolge versandt werden. Bei Control Frames sind alle 1 Bit-Flags mit Ausnahme des Power Management-Flags auf Null gesetzt.

Das Duration/ID-Feld gibt in den meisten Fällen die Übertragungsdauer der laufenden Kommunikation an. Das ist nötig, da der Frame Body - also die MSDU - keine feste Länge hat.

Der IEEE 802.11-MAC unterscheidet fünf verschiedene MAC-Adressen, die Basic Service Set Identification (BSSID), Destination Address (DA), Source Address (SA), Receiver Address (RA) und Transmitter Address (TA). Die BSSID ist in der Regel die MAC-Adresse des Access Points. Der AP ist auch die Station, an die Frames mit gesetztem To DS-Flag gesendet werden beziehungsweise die Station, die Frames mit gesetztem From DS-Flag versendet. Den Unterschied zwischen DA und RA verdeutlicht folgendes Beispiel. Ein Frame soll von einer Station in BSS 1 an eine Station in BSS 2 versendet wird. Die BSSs seien in einem ESS vereinigt. Die sendende Station adressiert im DA-Feld die Adresse der Station im BSS 2, die unmittelbare Empfänger-Adresse (RA) ist jedoch die des Access Points in BSS 1, da nur dieser über das Distribution System die Nachricht an den BSS 2 weiterleiten kann. Anders ausgedrückt ist die RA die Adresse des MPDU-Empfängers und die DA die Adresse des MSDU-Empfängers. Ebenso besteht ein Unterschied zwischen SA und TA. Die Anzahl der verwendeten Adressfelder sowie deren Inhalt (BSSID, DA, SA, RA oder TA), werden von den Flags To DS und From DS festgelegt (siehe nächste Abbildung).


Belegung der Adressfelder

Es werden neben Unicast-Adressen auch Multicast- und Broadcast-Adressen verwendet. Die Broadcast-Adresse lautet 111....111. Während Frames an eine Unicast-Adresse in der Regel vom Empfänger durch Versenden eines ACK bestätigt werden, geschieht dies bei Frames an eine Multicast- oder Broadcast-Adresse nicht, da es durch das zeitgleiche Versenden der ACK-Frames von allen Empfangsstationen zu einer Kollision kommen würde.

Das Sequence Control-Feld unterteilt sich in eine vier Bit breite Fragment Number und eine 12 Bit breite Sequence Number. Das FCS-Feld enthält einen 32 Bit-CRC-Code über den gesamten Frame inklusive Frame Body. Ist ein empfangener Frame fehlerhaft, so wird es an diesem Feld erkannt. Fehlerhafte Frames werden nicht bestätigt.

Die nächste Abbildung gibt einen Überblick über mögliche Control-Frames und deren Aufbau.


Control-Frames

Beim RTS-Frame bedeutet Duration die Zeit in µs, die zur Übertragung des entsprechenden Daten-Frames benötigt wird, zuzüglich der Zeit für drei SIFS, einen CTS-Frame und ein ACK. Dies erklärt sich aus dem Ablauf einer Kommunikation: Station A sendet ein RTS an B, nach einem SIFS antwortet Station B mit einem CTS, nach einem weiteren SIFS sendet Station A den Daten-Frame, welcher nach einem letzten SIFS von Station durch ein ACK bestätigt wird. Beim CTS-Frame wird der Duration-Wert aus dem zugehörigen RTS-Frame entsprechend um die Dauer des CTS-Frames und eines SIFS vermindert.

Bei ACK-Frames ist die RA immer die aus dem Address 2-Feld des zugehörigen Daten- oder Management-Frames entnommene MAC-Adresse des Absenders.

Ein Power-Save-Poll-Frame (PS-Poll) wird von Stationen mit eingeschaltetem Power-Saving an den Access Point verschickt, um nach eventuell angekommenen Daten-Frames zu fragen. Die Association-ID (AID) wird jeder Station bei der Assoziierung vom DS zugeteilt.

Ein Contention-Free-End-Frame (CF-End) wird vom Access Point an alle Stationen mit der angegebenen BSSID versandt, um sie über das Ende des konfliktfreien Zugriffs, d.h. den Wechsel von PCF zu DCF zu informieren. Da auf CF-End-Frames keine Antwort erwartet wird, ist das Duration-Feld auf Null gesetzt.