802.11中的各种帧

在无线网络中，802.11协议定义了三种类型的帧：管理帧（Management Frames）、控制帧（Control Frames）和数据帧（Data Frames）。每种类型的帧都有其特定的功能，帮助维护和管理无线网络。下面是管理帧和控制帧的详细介绍：

管理帧（Management Frames）

管理帧用于建立和维护无线网络中的连接。它们帮助设备发现网络、加入或离开网络，并保持连接的状态。常见的管理帧包括：

1. Beacon Frames（信标帧）：

   • 由接入点（AP）定期发送，以公告其存在和网络参数（如SSID、支持的数据速率、安全设置等）。
   • 帮助设备发现并选择要连接的无线网络。

2. Probe Request/Response Frames（探测请求/响应帧）：

   • 探测请求帧由客户端设备发送，用于主动扫描可用的无线网络。
   • 探测响应帧由AP发送，以响应探测请求帧，提供网络信息。

3. Authentication Frames（认证帧）：

   • 用于设备和AP之间的身份验证过程。
   • 确保设备是合法用户，可以加入网络。

4. Deauthentication Frames（解除认证帧）：

   • 用于终止设备和AP之间的认证关系。
   • 通常在设备离开网络或发生安全事件时发送。

5. Association Request/Response Frames（关联请求/响应帧）：

   • 关联请求帧由客户端设备发送，用于请求与AP建立连接。
   • 关联响应帧由AP发送，以确认或拒绝连接请求。

6. Disassociation Frames（解除关联帧）：

   • 用于终止设备和AP之间的关联关系。
   • 通常在设备离开网络或需要重新建立连接时发送。

控制帧（Control Frames）

控制帧用于帮助管理数据传输过程，确保数据帧在无线网络中的可靠传输。常见的控制帧包括：

1. ACK Frames（确认帧）：

   • 由接收方发送，以确认成功接收到数据帧。
   • 发送方在接收到ACK帧后，会继续发送下一个数据帧。

2. RTS Frames（请求发送帧）：

   • 由发送方发送，用于请求对信道的使用权限。
   • 用于减少冲突，特别是在高流量或干扰环境中。

3. CTS Frames（清除发送帧）：

   • 由接收方发送，以响应RTS帧，授予发送方对信道的使用权限。
   • 通过CTS帧，网络中的其他设备知道发送方将占用信道，并避免冲突。

4. PS-Poll Frames（省电轮询帧）：

   • 由省电模式的客户端设备发送，用于请求AP发送缓冲的数据帧。
   • 帮助省电模式下的设备高效地接收数据。

5. Block Acknowledgement Frames（块确认帧）：

   • 用于高效确认一组数据帧，而不是每个帧单独确认。
   • 提高传输效率，特别是在高速无线网络中。

捕获管理帧和控制帧

在监控模式下，可以使用 tcpdump 或 gopacket 捕获管理帧和控制帧。以下是捕获所有管理帧和控制帧的示例：

1. 使用 tcpdump 捕获管理帧和控制帧：

sudo tcpdump -i wlan0mon -e -s 0 type mgt or type ctl

1. 使用 gopacket 捕获和解析管理帧和控制帧的 Go 代码：

package mainimport ("fmt""log""github.com/google/gopacket""github.com/google/gopacket/layers""github.com/google/gopacket/pcap"
)func main() {// 设置网络接口名称和抓包过滤器iface := "wlan0mon"snaplen := int32(65535)promisc := falsetimeout := pcap.BlockForeverfilter := "type mgt or type ctl"// 打开网络接口进行抓包handle, err := pcap.OpenLive(iface, snaplen, promisc, timeout)if err != nil {log.Fatal(err)}defer handle.Close()// 设置 BPF 过滤器if err := handle.SetBPFFilter(filter); err != nil {log.Fatal(err)}fmt.Println("Capturing Wi-Fi Management and Control frames on interface", iface)// 开始抓包packetSource := gopacket.NewPacketSource(handle, handle.LinkType())for packet := range packetSource.Packets() {processPacket(packet)}
}func processPacket(packet gopacket.Packet) {// 获取 802.11 层dot11Layer := packet.Layer(layers.LayerTypeDot11)if dot11Layer == nil {return}dot11, _ := dot11Layer.(*layers.Dot11)// 判断帧类型switch dot11.Type {case layers.Dot11TypeMgmt:fmt.Println("Management Frame captured:")// 处理管理帧，获取具体类型switch dot11.Subtype {case layers.Dot11MgmtSubtypeBeacon:fmt.Println("  Beacon Frame")case layers.Dot11MgmtSubtypeProbeReq:fmt.Println("  Probe Request Frame")case layers.Dot11MgmtSubtypeProbeResp:fmt.Println("  Probe Response Frame")// 可以添加更多管理帧类型default:fmt.Println("  Other Management Frame")}case layers.Dot11TypeCtrl:fmt.Println("Control Frame captured:")// 处理控制帧，获取具体类型switch dot11.Subtype {case layers.Dot11ControlSubtypeAck:fmt.Println("  ACK Frame")case layers.Dot11ControlSubtypeRTS:fmt.Println("  RTS Frame")case layers.Dot11ControlSubtypeCTS:fmt.Println("  CTS Frame")// 可以添加更多控制帧类型default:fmt.Println("  Other Control Frame")}default:fmt.Println("Other Frame Type captured")}
}

总结

管理帧和控制帧在无线网络中起着关键作用，分别用于建立和维护连接，以及管理数据传输过程。在监控模式下，你可以使用工具如 tcpdump 或编程库如 gopacket 来捕获和分析这些帧，了解无线网络的工作状态。