Beacon帧简介

信标帧，由AP以一定的时间间隔周期性发出，以此来告诉外界自己无线网络的存在。

Beacon帧组成

下图为Beacon帧的组成

下图为抓包所得（AP为2.4g 11n模式），Packet Info为抓包软件自己添加的字段，可以看到一些基本信息，这里不做分析。

802.11 MAC Header

仔细观察不难发现，802.11 MAC Header 图中的字段与帧组成图中的帧相对应。

Frame Control

Version：版本号
    目前802.11只有一个版本，故为0
Type：帧类型
    00 - 管理帧、01 - 控制帧、10 - 数据帧、11 - 保留
Subtype：帧子类型
    要根据Type来判断子类型代表什么，例如Type = 00为管理帧，Subtype = 1000对应为Beacon帧
Frame Control Flags：帧控制字段
    bit_7：按序传输位，bit = 1 为帧和帧片段必须严格按序传输
    bit_6：保护位，bit = 1 为帧主体部分被加密
    bit_5：更多数据位，与省电相关，bit = 1为至少有一帧待发送给休眠中的STA
    bit_4：电源管理位，bit = 1为完成当前基本帧交换之后进入省电模式，对于AP来说，因为要进行一些重要的管理功能，所以该bit一定为0，但对于STA来说，该bit可以为1
    bit_3：重传位，bit = 1为该帧是重传帧
    bit_2：更多碎片位，bit = 1为上层封包经过mac层需要分片，只有分片的最后一个片段该bit为0，其余片段均为1
    bit_1 & bit_0：From DS位 & To DS位，00 - 所有管理帧和控制帧、01 - STA发出的数据帧、10 - STA收到的数据帧、11 - 无线桥接器上的数据帧

Duration：持续时间

    该字段有多种功能，在这的功能是用来设置NAV（网络分配矢量），通俗的来讲就是占用信道多长时间（单位 us），STA要根据收到的所有帧的MAC头，实时更新NAV，同时会阻止其它STA使用信道

Destination：目的MAC地址

    因为Beacon帧为广播，所以目的地址全部为FF

Source：源MAC地址

    因为Beacon是从AP发出的，所以源MAC地址为AP的MAC地址

BSSID：基本服务集标识

    一般为AP的MAC地址，用来判断收到的帧是否属于该网络

Seq Number：顺序编号

    当上层帧交付 MAC 传送时，会被赋予一个 sequence number，相当于已传帧的计数器取 4096 的模（modulo）；此计数器由 0 起算， MAC 每处理一个上层封包就会累加 1；如果上层封包被分片处理， 所有帧片段都会具有相同的顺序编号； 如果是重传帧，则顺序编号不会累加。

Frag Number：片段编号

    帧片段之间的差异在于fragment number，第一个片段的编号为0，其后每个片段依序累加1；重传的片段会保有原来的 sequence number 协助重组。

Beacon

下图为Beacon帧的主体

Beacon Timestamp：Beacon时间戳

    用来同步 AP 和 STA 的 TBTT（信标预定传送时间）窗口， AP 的主计时器会定期发送目前已经工作的微秒数。当计数器到达最大值（64bit）时，便会从头开始计数。

Beacon Interval：Beacon间隔

    周期性按照Beacon时间间隔发送，时间单位通常缩写为TU，代表1024微秒(microsecond)，相当于1毫秒(millisecond)，这里是100ms。

Capability Info：性能信息

发送 Beacon 信号的时候，它被用来通知各方，该网络具备哪种性能。
    bit_15 & bit_14：10 -立即应答block ack、01 - 延迟应答block ack
    bit_13：bit = 1代表使用 802.11g 的 DSSS-OFDM 帧构建（frame construction）选项。
    bit_12：bit = 1为支持无线电测量
    bit_11：bit = 1为支持自动省电
    bit_10：bit = 1为 802.11g 支持的较短的时槽
    bit_9：bit = 1为支持Qos（服务质量保证），目前好像都是以WMM字段来判断支不支持Qos的，可能是为了兼容不支持Qos的设备吧
    bit_8：bit = 1为支持频谱管理
    bit_7：802.11b 独有，是为了支持高速直接序列扩频物理层(high-rate DSSS PHY），bit = 1为此网络使用机动信道转换（ Channel Agility）选项；2016-802.11协议已经将此bit更新为保留
    bit_6：802.11b 独有，是为了支持高速直接序列扩频物理层(high-rate DSSS PHY），bit = 1为此网络目前使用分组二进制卷积编码（ packet binary convolution coding)调变机制，或是 802.11g PBCC 调变机制；2016-802.11协议已经将此bit更新为保留
    bit_5：802.11b 独有，是为了支持高速直接序列扩频物理层(high-rate DSSS PHY），bit = 1为此网络目前使用短同步信号（short preamble）
    bit_4：bit = 1为需要使用 WEP 以维持机密性
    bit_3 & bit_2：
        STA：00 - sta不支持轮询、01 - sta支持轮询，且要求将之置于轮询表、10 - sta支持轮询，但并没有要求置于轮询表（ polling list）、11 - 工作站虽然支持轮询，但要求不要对其轮询（结果是该工作站会被视为不支持免竞争工作）
        AP：00 - ap不支持中枢协调功能（point coordination function）、01 - ap使用 PCF 来传递与轮询、10 - ap使用 PCF 来传递，但并不支持轮询、11 - 保留
    bit_1 & bit_0：10 - IBSS、01 - ESS（AP一般都是ESS）

SSID：服务集标识

通俗来讲，就是我们平时所说的无线网络名称
Element ID：元素识别码
    每个元素识别码对应信息元素，0就代表SSID
Length：SSID长度
    因为我的AP包含4个汉字，一个汉字是3个byte，再加2个字符，一共14个byte。
SSID：SSID名称
    汉字没有解析出来，Wi-Fi名称是 "你是小lu吗“，一个汉字正好对应一组”…“。

Rates：支持速率

    AP所支持的速率，每个速率占一个byte，最高位为1代表必须支持该速率，比如上图的1.0Mbps、2.0Mbps、5.5Mbps、11.0Mbps；要接入该网络的STA必须要支持的速率，而最高位为0代表AP支持该速率，但STA可以不支持。

DSPS：直接序列参数集合

    Channel：当前工作信道。

Extended Supported Rates：扩展支持速率

    上边Rates字段的扩展。

Country：国家码

Country Code：国家码字符串
    由2个byte组成，代表该AP支持国家的无线法律法规
Environment：环境
    有些国家室内外管控不同，室内设置为’I’，室外设置为’O’，室内外相同设置为 ’ '（空）
Starting Channel：起始信道
    符合功率限制的起始信道
Number of Channels：信道个数
    从起始信道开始符合功率限制的信道个数
Maximum Transmit Power：最大传输功率
    最大传输功率，单位 dBm

TIM：数据待传指示信息

DTIM Count： DTIM 计数
    这个需要多抓几个连续的Beacon观察一下，就能发现规律，DTIM Count代表下一个 DTIM帧发送前，即将发送的 Beacon 帧数，这个值是根据DTIM Period来的，比如DTIM Period = 3，那么DTIM Count就会从2开始递减，直到DTIM Count = 0，这一帧就为DTIM帧，而DTIM Count = 2和DTIM Count = 1就为TIM帧， DTIM 帧用来表示所暂存的广播与组播帧即将被发送。
DTIM Period： DTIM 周期
    代表两个 DTIM 帧之间的 Beacon interval 数， 0 值目前保留未用。
Bitmap Control：bit 对映控制
    Bitmap Offset （bit 7 - 1）：为了节省频宽，可以通过 Bitmap Offset，只发送一部分的虚拟 bit 对映。 Bitmap Offset 是相对于虚拟 bit 对映的开头处，利用 Bitmap Offset 次位及 Length 位，STA可以推断虚拟 bit 对映有哪些部分包括在内。
    Traffic Indication（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
Partial Virtual Bitmap：部分虚拟 bit 对映
    TIM 的内容是虚拟 bit 对映（ virtual bitmap），这是由 2,008 个 bit 所组成的逻辑结构。每个 bit 分别对映到一个连接识别码（ Association ID）。当某个识别码有数据暂存时，相应的 bit 就会设成 1，否则会设成 0。

WPA：Wi-Fi 访问保护

有这个字段说明AP支持WPA加密方式

OUI：WPA 特有的标记
    00 - 使用群组密码锁集合（只对成对密码锁有效）
    01 - WEP-40
    02 - TKIP
    03 - 保留（ Reserved）
    04 - CCMP
    05 - WEP - 104
    Any value - 厂商自定义（Defined by vendor）

RSN：固安网络

为了方便工作站之间彼此交换安全性信息
Version：版本
    802.11i 定义了版本1，0保留。
Group Cipher Suite：群组密码锁集合
    基站必须从中选择一种相容于所有已连接工作站的群组密码锁，以便保护广播与组播帧。同时间只允许选择一种群组密码锁。
    Group Cipher OUI：802.11i 所使用的 OUI 为 00-0F-AC，属于 802.11 工作小组。
    Group Cipher Type：
        00 - 使用群组密码锁集合（只对成对密码锁有效）
        01 - WEP-40
        02 - TKIP
        03 - 保留（ Reserved）
        04 - CCMP
        05 - WEP - 104
        Any value - 厂商自定义（Defined by vendor）
Pairwgse Cipher Suites：成对密码锁集合
    单点传播帧的成对密码锁集合
    Pairwgse Cipher Count：成对密码锁计数，当前为2个
    Pairwgse Cipher OUI：802.11i 所使用的 OUI 为 00-0F-AC，属于 802.11 工作小组，02 代表 TKIP，04 代表 CCMP。
AuthKey Mngmnt suites：身份认证与密钥管理集合
    和成对密码锁集合（Pairwgse Cipher Suites）一样，目前也存在好几种身份认证类型
    AuthKey Mngmnt Count：身份认证与密钥计数，当前为1个
    AKMP suite OUI：802.11i 所使用的 OUI 为 00-0F-AC，属于 802.11 工作小组。
    01 - 802.1X 或 PMK 快取
    02 - PSK（AP支持WPA2）
    08 - SAE（AP支持WPA3）
    Any - 厂商自定义
RSN Capabilities： RSN 性能
此位的长度为两个字节，由四个旗标构成，用来描述发送端的能力
    bit_7：bit = 1为使能管理帧保护
    bit_6：bit = 1为强制支持管理帧保护

ERP： 扩展物理层速率

    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
ERP Flags：ERP标志
    bit_2：Barker 同步信号模式，如果连接到网络的工作站没有能力使用短同步信号模式，则此 bit 就会被设定为1。
    bit_1：防护机制，当网络中出现无法以 802.11g 数据速率运作的STA，此防护 bit 就会被设定为1。
    bit_0：Non-ERP present（无 ERP 信息）当比较老旧、非 802.11g 的STA与网络连接，就会设定此 bit 为1；如果监测到相邻网络无法使用 802.11g，也会设定此 bit 为1。

HT Cap：高吞吐性能

链接: 【Wi-Fi 802.11协议】管理帧 之 HT字段详解

HT Info：高吞吐信息

链接: 【Wi-Fi 802.11协议】管理帧 之 HT字段详解

WMM：Wi-Fi多媒体

    WMM是一种无线QoS协议，用来保证高优先级的报文有优先的发送权利，从而保证语音、视频等应用在无线网络中有更好的质量

OUI：00-50-F2为微软的标识
OUI Type：00-50-F2-02为WMM
OUI SubType：子类型为1，代表使用的是WMM参数字段
Version：WMM版本号为1

Qos Info：Qos信息
    bit_7：bit = 1为支持U-APSD（自动省电传输）
    bit_6 - bit_4：保留
    bit_3 - bit_0：用来记录 AC（Access Category）参数变化后的计数，如果AC参数有变化，则加1
Reserved：保留字段

Access Category - Best Effort：尽力而为流

    ACI/AIFSN：
        bit_7：保留
        bit_6&bit_5：ACI - AC index
            00 - Best Effort
            01 - Background
            10 - Video
            11 - Voice
        bit_4：ACM ：bit = 1 为允许强制控制
        bit_3 - bit0：AIFSN：仲裁帧间间隔，值越大则空闲等待时间越长，最小值为1
    ECW Min/Max：CW窗口
        决定了平均退避时间值，这两个数值越大，用户的平均退避时间越长
    TXOP Limit：传输机会限制
        用户一次竞争成功后，可占用信道的最大时长。这个数值越大，用户一次能占用信道的时长越长；如果是0，则每次占用信道后只能发送一个报文。

Access Category - Background：背景流

    其它字段同上

Access Category - Video：视频流

    其它字段同上

Access Category - Voice：语音流

    其它字段同上

QBSS

    在和终端适配的时，通知终端自己 AP 当前的负载能力，可以让（支持QBSS）的终端能够灵活选择最低负载的 AP。
    Station Count：当前AP下挂的STA数量
    Channel Utilization：当前信道利用率
    Avail Admisson Capacity：当前可用准入容量

Vendor Specific：厂商自定义

    OUI：00-D0-D0 为中兴的OUI
    value：每个厂商的不一样，具体含义目前未知。

FCS：帧检验序列

    FCS： 让 STA 得以检查所收到的帧的完整。当帧送至无线界面时，会先计算 FCS，然后再由 RF 或 IR 链路传送出去。接收端随后会为所收到的帧计算 FCS，然后与记录在帧中的 FCS 做比较。如果两者相符，该帧极有可能在传输过程中并未受损。

MF：你有一双摄人心魄的眼睛~（欢迎大家学习讨论）！