初探802.11协议——帧聚合(Frame Aggregation)

Posted 2022-03-10 herdyouth

帧聚合(Frame Aggregation)机制是一种增益传输效率的机制，从802.11n开始就引入了，11ax做了进一步的增强(Frame
Aggregation Enhancements)。

一、帧聚合的方式

先来了解两个概念：MSDU和MPDU。M表示MAC层。

1. MSDU(MAC Service Data Unit)，即MAC服务数据单元，MSDU仅仅是数据帧的Payload部分，没有Header，可以把MSDU理解成Ethernet报文；
2. MPDU(MAC Protocol Data Unit )，即MAC协议数据单元，是Payload+MAC层的数据包头部，也可以大致理解为MDPU = MAC层头部 + MSDU。

802.11n定义了两种帧聚合方法：

1. A-MSDU：将多个MSDU组合成一个数据帧，共享一个MAC头部
   
2. A-MPDU：将多个MPDU组合
   

(上述两张图片摘自：
https://blog.csdn.net/Lu_string/article/details/89027281)

两种帧聚合的差异：

1. A-MPDU聚合的是经过802.11封装过的数据帧，A-MPDU是需要结合Block Acknowledgement机制的。
2. A-MSDU聚合的MSDU可以理解为聚合了一堆Ethernet报文(当然这里准确来说是MSDU)，这些Ethernet报文在踢到空中前是需要一一转换成802.11格式的帧的。

也就是说A-MPDU聚合的帧已经是802.11格式的了，而A-MSDU聚合的是需要进一步转换成802.11格式的帧。

二、帧聚合的增益原理简介

帧聚合是将多个无线帧组合成单个更长的无线帧传输，然后一次进行传输。

1. 减少竞争开销。如果单独一个帧一个帧的发，每次发之前都要进行信道竞争，然后还有等待传输时间等这些都是损耗；
2. 在MAC层的竞争开销不变的情况下，帧聚合可以增加传输的内容。

当然帧聚合也有如下一些局限性：

• 所有的聚合帧都必须有同一个目的地址；
• 所有的聚合帧都必须有相同的QoS等级；
• 可能存在延迟，因为需要等所有相关的帧都“到齐”聚合了才能发；
  当然可传输的最大帧长度受信道相干时间影响，信道相干时间由传输环境的发送端、接收端或者其他物体移动速度决定，物体移动越快，可传输的帧长度越小，毕竟传输时间是要小于信道相干时间的。

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待续:

1. BA协商 https://zhuanlan.zhihu.com/p/31710770
   https://zhuanlan.zhihu.com/p/398496527
2. 报文分析

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