1.802.11协议精读1:学习资料整理
2.802.11协议精读9:初探节能模式(PS mode)与缓存机制
3.串口WIFI特点
4.Linux网络——802.11 MAC基础
802.11协议精读1:学习资料整理
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由于.协议的工作机制,设备在工作状态下能耗较高,尤其对移动设备而言,收费视频源码电池电量有限。因此,.协议初期就引入了节能模式。本文主要讨论节能模式的基本思想和相关组件。关于MAC层工作机制,将在后续文章中详细展开。
需要注意的是,本文原计划描述节能模式下的MAC层工作机制,但在整理缓存结构时发现内容较多,故进行了分拆。因此,本文主要介绍了.协议中的节能基本思想及所添加组件,具体MAC协议将在后续文章中补充。
为了理解.节能机制,首先需要梳理wifi中的能耗。通常情况下,.设备有四种工作状态:Rx Idle、Rx、Tx和Sleep。其中,Rx Idle、Rx和Tx状态之间的关系需从之前的发送/接收过程理解。Rx Idle状态可转移至Rx或Tx状态。若信道有数据帧,则转移至Rx状态接收;若节点有数据发送且信道空闲,则转移至Tx状态发送。为保证无冲突,节点需长时间处于Rx Idle状态,从而消耗大量能量。因此,在.协议设计中,引入Sleep休眠状态以代替Rx Idle状态,达到节能目的。
图表展示了wifi芯片中四种模式的功耗情况(参考《AR_Data_Sheet_》中第.1.5 Power Consumption节)。Sleep状态与其他状态的功耗差距较大,说明节能模式设置得当可达到良好的节能效果。
节能模式的基本思想是减少Rx Idle状态的持续时间。在.中,提供了一种被动请求机制,使节点可以控制AP发送下行帧。因此,在节能模式下,.协议引入了两个机制:PS-Poll和Poll请求。
缓存机制方面,本文简要介绍了AP对下行数据的缓存机制。在.协议中,数据帧的存放是通过FragSdu结构体进行定义的。在节能模式下,AP需要在缓存区查找对应节点的数据帧进行传输。
内核中,缓存定义在openwrt源码的et/mac/Sta_info.h中。其中,ps_tx_buf用于存储节点的buffer。IEEE_NUM_ACS参数一般设为4,对应.e中的4种不同优先级队列。sk_buffer_head是一个结构体,用于快速找到链表头结点。
从系统角度看,Wi-Fi也需要进行相应的参数设置,如节能模式的开启或关闭、调节DTIM参数等。
串口WIFI特点
串口WIFI技术以其独特的MAC+RF架构脱颖而出,它整合了无线通信功能,无需额外的微控制器(MCU)支持。硬件上,它内嵌了.协议,包括TCP/IP,确保了网络连接的稳定性和兼容性。
串口WIFI设备具备广泛的网络协议支持,涵盖了TCP/UDP/ICMP/DHCP/DNS/HTTP等,使得它能够适应多种网络环境和应用需求。同时,它具备自动连接和工作命令模式,允许设备通过DHCP自动获取IP地址,简化了网络配置过程。
在数据传输方面,串口WIFI支持透明传输模式,这意味着它能够在不改变原始数据结构的情况下进行传输,确保信息的完整性。此外,内置的WEB服务器使得设备可以通过浏览器进行远程配置,提供了极大的便利性。
在安全层面,串口WIFI支持WEP/WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK等多种加密方式,保障了网络连接的安全性。用户既可以选择预设的加密模式,也可以通过配置软件或IE浏览器定制参数,以满足个性化的安全需求。
此外,串口WIFI技术兼容两种网络模式——基础网(Infra)和自组网(Adhoc),前者依赖于已存在的Wi-Fi网络,后者则允许设备之间直接通信,扩展了网络覆盖范围。
最后,串口WIFI设备还支持AT+编辑命令控制,便于开发者进行深入定制。它提供MCU控制的C源代码,这使得用户可以根据实际应用需要进行二次开发,灵活性极高。
Linux网络——. MAC基础
MAC(媒介访问控制层)在各种物理层之上控制数据传输,它负责核心成帧操作及与有线骨干网络间的交互。.采用CSMA/CA机制控制媒介访问,与Ethernet的主要差异在于底层媒介不同,无线网络环境与传统有线网络的差异带来了网络协议设计的挑战。
无线链路质量影响网络操作速度,信号质量好则能以较高速度传送数据。工作站需具备判断并适应环境变化调整传输速率的机制。节点间使用RTS及CTS信号避免冲突,通过物理与虚拟载波监听及NAV定时器管理媒介占用时间。载波监听功能判断媒介状态,物理载波监听由物理层提供,虚拟载波监听由NAV提供,确保过程不被干扰。
内核技术交流群:(福利:进群获取个人整理的学习资料和视频)
学习路径:Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈(直通车:资源链接)
无线媒介访问由协调功能控制。四种不同的帧间间隔用于媒介访问决策,三种用于媒介控制。无线帧可能需分段传输,干扰时仅影响较小片段,每个片段有相同帧序号及递增编号便于重组。
. MAC帧格式考虑无线数据链路挑战。Frame Control字段指示帧类型,Duration/ID字段确定帧长度及ID,Address字段根据帧类型不同指定接收端、发送端及接入点BSSID,顺序控制字段用于重组帧片段及丢弃重复帧。
.支持收发端协商数据传输速率,适应无线电波环境变化。帧处理与桥接涉及复杂机制,确保高效可靠数据传输。