As tramas de controlo fornecem fun¸c˜oes que s˜ao usadas para assistir `a entrega das tramas de dados. Administram o acesso ao meio (n˜ao o meio em si). Em jun¸c˜ao com as tramas de dados permitem a entrega de dados de forma fi´avel entre esta¸c˜oes.
Campo Frame Control
No campo Frame Control das tramas de controlo, entre diferentes tramas apenas alternam os bits dos campos Subtype e Pwr Mgt. Os restantes s˜ao fixos como mostra a Figura 2.8. As tramas de controlo n˜ao podem ser fragmentadas (M oreF rag = 0), n˜ao s˜ao retransmitidas (Retry = 0), n˜ao s˜ao cifradas (P rotectedF rame = 0) e n˜ao podem ser transmitidas fora de ordem (Order = 0).
Protocol Type Sub-
type To DS From DS More Frag Retry Pwr Mgt More Data Protected Frame Order 2 bits 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
Figura 2.8: Campo Frame Control das tramas do tipo controlo 802.11.
Trama RTS
As tramas RTS s˜ao usadas para ganhar o controlo do meio para transmitir tramas “grandes”, em que “grandes” ´e definido por um threshold RTS no controlador da placa de rede sem fios. O acesso ao meio apenas pode ser reservado para tramas unicast. O formato de uma trama RTS est´a representado na Figura 2.9.
Frame Control Duration /ID RA TA FCS
2 bytes 2 6 6 4
Figura 2.9: Trama RTS do 802.11.
A trama RTS ´e apenas o cabe¸calho, como todas as tramas de controlo. O cabe¸calho cont´em quatro campos, o FCS segue-se logo ap´os o cabe¸calho.
Frame Control - campo onde apenas ´e definido o sub-tipo de uma trama RTS.
Duration - uma trama RTS reserva o meio durante uma sequˆencia completa de opera¸c˜oes. O c´alculo da dura¸c˜ao ter´a que ser efectuado sobre a sequˆencia com- pleta que vai haver ap´os o envio do RTS pelo transmissor. O c´alculo inclui trˆes per´ıodos SIFS, a dura¸c˜ao de um CTS, um ACK final e o tempo necess´ario para transmitir a trama ou fragmento. Os fragmentos seguintes actualizam o campo Duration neste caso.
Address 1 /RA - endere¸co da esta¸c˜ao que ´e pretendida como receptor da trama “grande”.
Address 2 /TA - endere¸co do remetente da trama RTS.
Trama CTS
Uma trama CTS ´e usada como resposta a uma trama RTS. O formato de uma trama CTS est´a representado na Figura 2.10.
Frame Control Duration /ID RA FCS
2 bytes 2 6 4
Figura 2.10: Trama CTS do 802.11.
A trama CTS ´e constitu´ıda por um cabe¸calho com trˆes campos.
Frame Control - neste campo apenas ´e definido o sub-tipo de uma trama CTS.
Duration - o remetente da trama CTS usa a dura¸c˜ao da trama RTS como base de c´alculo para a dura¸c˜ao. ´E subtra´ıdo `a dura¸c˜ao o tempo de uma trama CTS e um SIFS e o resultado ´e colocado no campo Duration.
Address 1 /RA - o receptor da trama CTS ´e o transmissor da trama RTS anterior. A camada MAC copia o endere¸co do transmissor da trama RTS para o endere¸co de receptor da trama CTS.
Trama ACK
As tramas ACK s˜ao usadas para enviar o reconhecimento positivo, que ´e requerido pela camada MAC e usado em qualquer transmiss˜ao. O formato de uma trama ACK est´a representado na Figura 2.11.
Frame Control Duration /ID RA FCS
2 bytes 2 6 4
Figura 2.11: Trama ACK do 802.11.
A trama ACK ´e constitu´ıda por um cabe¸calho com trˆes campos.
Frame Control - neste campo apenas ´e definido o sub-tipo de uma trama ACK.
Duration - a dura¸c˜ao pode ser definida de duas formas, dependendo da posi¸c˜ao do ACK na troca de tramas. ACKs que completam tramas de dados ou o
fragmento final de um burst de fragmentos, o campo ´e definido “0”. Na trama anterior recebida, o bit do campo More Fragments do Frame Control a “0”, indicando que a transmiss˜ao est´a completa. Se o bit do campo More Fragments ´e “1”, o burst de fragmentos encontra-se em progresso. Neste caso o campo Duration ´e calculado da mesma forma que na trama de CTS, sendo subtra´ıdo a dura¸c˜ao do fragmento mais recente e um SIFS.
Address 1 /RA - o endere¸co do receptor ´e copiado da trama que foi transmitida e que est´a reconhecida positivamente. Tecnicamente, ´e a copia do campo Ad- dress 2 /TA da trama que est´a ser reconhecida positivamente. Os ACKs s˜ao transmitidos em resposta a tramas de dados, tramas de gest˜ao e tramas PS-Poll enviadas directamente.
Trama PS-Poll
Quando uma esta¸c˜ao acorda do estado de poupan¸ca de energia, transmite a trama PS-Poll para o AP para recuperar as tramas que foram armazenadas no AP enquanto estava no estado de poupan¸ca de energia. O formato de uma trama PS-Poll est´a representado na Figura 2.12.
Frame Control AID BSSID (RA) TA FCS
2 bytes 2 6 6 4
Figura 2.12: Trama PS-Poll do 802.11.
A trama PS-Poll ´e constitu´ıda por um cabe¸calho com quatro campos.
Frame Control - neste campo apenas ´e definido o sub-tipo de uma trama PS-Poll.
AID - em vez do campo Duration, este tipo de trama usa o terceiro e o quarto byte do cabe¸calho para o AID. O AID ´e um valor num´erico atribu´ıdo pelo AP para identificar uma associa¸c˜ao. Ao incluir o AID na trama, o AP consegue encontrar as tramas armazenadas para a esta¸c˜ao que acordou.
Address 1 /BSSID (RA) - este campo cont´em o BSSID da BSS criada pelo AP a que o remetente est´a actualmente associado.
A trama PS-Poll n˜ao inclui informa¸c˜ao de dura¸c˜ao para actualizar o NAV, no en- tanto, quando as esta¸c˜oes recebem uma trama PS-Poll, actualizam o NAV para uma dura¸c˜ao de um SIFS mais o tempo necess´ario para transmitir um ACK. Esta actu- aliza¸c˜ao autom´atica do NAV permite ao AP transmitir um ACK com uma pequena probabilidade de colis˜ao.
Tramas CF-End e CF-End+CF-ACK
Os sub-tipos de tramas de controlo CF-End e CF-End+CF-ACK s˜ao usadas nos servi¸cos livres de conten¸c˜ao PCF. Como este muito raramente ´e implementado nas redes 802.11, estes sub-tipos de tramas n˜ao s˜ao analisados.
Tramas de Block Acknowledgement (BA)
Este sub-tipo de tramas de controlo foi definido inicialmente na norma IEEE 802.11e como op¸c˜ao de forma a melhorar a eficiˆencia da camada MAC. Foi depois rectificado na emenda IEEE 802.11n-2009[3] e tornou-se obrigat´orio em todos os dispositivos HT (High Throughput).
Em vez de ser transmitido um ACK individual para cada trama ou fragmento, m´ultiplas tramas podem ser reconhecidas positivamente usando uma trama de re- conhecimento positivo de bloco (BA, Block Acknowledgement). A trama BlockAck cont´em uma mapa de bits de 64*16 bits. Esses 16 bits cont´em o n´umero de frag- mento que est´a a ser reconhecido positivamente. Cada bit do mapa representa o estado (sucesso ou falha) da trama.
O BA come¸ca com uma fase inicial de configura¸c˜ao em que ´e trocada a informa¸c˜ao sobre as capacidades e as pol´ıticas BA com o receptor atrav´es do uso de tramas Action. Ap´os essa fase o envio das tramas pode ser efectuado sem esperar pelos ACKs e no fim efectuado reconhecimento positivo usando o BA. A sequˆencia de opera¸c˜oes termina o envio de uma trama Action.
S˜ao definidas duas tramas de BA. A trama BlockAckReq que faz o pedido `a esta¸c˜ao receptora para confirmar a recep¸c˜ao do bloco de tramas. O formato da trama Bloc- kAckReq est´a representado na Figura 2.13.
A trama BlockAck ´e a resposta a esse pedido com o respectivo mapa de bits. O formato da trama BlockAck est´a representado na Figura 2.14.
Ambas as tramas s˜ao muitos idˆenticas e apenas s˜ao analisados os campos mais relevantes.
Frame Control Duration /ID RA TA BAR Control BAR Information FCS 2 bytes 2 6 6 2 variable 4
Figura 2.13: Trama BlockAckReq do 802.11.
Frame Control Duration /ID RA TA BA Control BA Information FCS 2 bytes 2 6 6 2 variable 4
Figura 2.14: Trama BlockAck do 802.11.
Frame Control - neste campo apenas ´e definido o respectivo sub-tipo de um trama BlockAckReq e BlockAck.
Duration/ID - o valor deste campo segue as regras definidas na especifica¸c˜ao para uma esta¸c˜ao com suporte para QoS.
Address 1 /RA - endere¸co da esta¸c˜ao que ´e pretendida como receptor da trama.
Address 2 /TA - endere¸co do remetente da trama.
Trama Control Wrapper
Este sub-tipo de trama ´e usado para transportar qualquer trama do tipo controlo (excepto Control Wrapper ) em conjunto com o campo HT Control. Foi acrescen- tado na emenda IEEE 802.11n-2009[3]. O formato da trama Control Wrapper est´a representado na Figura 2.15. Frame Control Duration /ID Address 1 Carried Frame Control HT Control Carried Frame FCS 2 bytes 2 6 2 4 variable 4
Figura 2.15: Trama Control Wrapper do 802.11.
O valor do campo Duration ´e gerado usando as mesmas regras da trama de con- trolo que transporta, assim como o campo Address 1. O campo Carried Frame Control cont´em o valor do campo Frame Control da trama de controlo que transporta. O campo Carried Frame transporta o conte´udo da trama de controlo com os campos que aparecem depois do Address 1 e excluindo o FCS no fim.