TDLS应用与协议

实现TDLS特性协议基本功能过程。协议过程简介TDLS是基于IEEE802.11z标准。TDLS自动链接配置主要通过几个过程来完成。TDLSDiscovery过程TDLSDiscovery过程由一部STA设备通过AP或GO(群组拥有者)向另外一部STA设备发送一个TDLSDiscovery请求帧开始。如果目标设备也兼容TDLS，它将直接向该发送设备回复TDLSDiscovery响应帧，并提供有关设备本身的能力信息。包括所有支持速率及信道。TDLSDiscovery过程除了提供目标STA确实支援TDLS的相关能力信息外，TDLSDiscovery过程的帧交互亦可以用作AP与目标TDLSSTA设备的相对信号强度的测量。发起的STA能够判断与目标STA间的直接连接是否有利于提供有效信息。通过对比分別由目标STA设备与AP设备收到的信号强度，发起的STA设备可以评估建立直接连接是否会比通过AP发送数据包更为有效。TDLSDiscovery过程不是必要选项。一个TDLSSTA设备可以选择直接发起TDLS建立过程。TDLSSetup和Teardown过程TDLSSetup过程需要进行一系列的帧交换。发起设备首先发送一个TDLS传输请求，通过AP信道传输至目标设备。封装帧包括发送设备的性能信息。目标设备之后会回复TDLSSetup建立响应，同样通过AP信道传送其性能信息，另外附加一个状态代码，表示接受或者拒绝该建立请求。如果接受Setup请求，发送设备将会通过AP传送一个TDLS确认帧（ConfirmFrame）。至此，两部设备之间开始进行直接通讯。发送方或接受方设备均可向另外一方直接发送TDLS拆解帧（TeardownFrame），而如果未处于讯号范围內，该帧则可以通过AP信道传输。TDLSPeerPowerSaveTDLSPeerPowerSave也可称为WMMU-APSD，其中，计划发送給处于休眠状态设备的数据包将会先行缓存，直至设备恢复正常状态。在TDLS认证测试中，设备的TDLSPeerU-APSD缓存功能是强制性要求，而休眠功能则为可选要求。当缓存设备始終处于正常状态时，这一操作与WMMU-APSD操作十分相似。具体操作如下：1.TDLS对等缓存设备为休眠设备缓存数据包。2.缓存设备通过AP向休眠设备发送一个TDLS对等流量指示帧。3.AP将在Beacon帧上为休眠设备发送一个流量指示图(TIM)，提示休眠设备有数据过程处于缓存状态。4.休眠设备恢复工作读取Beacon帧，注意到TIM並触发AP发送TDLS对等流量指示帧。5.当前恢复正常工作的设备随后直接向缓存设备发送一个TDLS对等流量响应帧，在两个设备之间建立一段服务期。6.缓存设备直接向接受设备发送缓存数据包。7.如果缓存设备显示沒有剩于缓存包，接收设备将会恢复休眠状态。亦有可能两部TDLS设备都进入省电模式处于休眠状态。当出现这种情況，两个站点都会作为缓存设备运作，为他们的对等设备缓存数据流程。这一进程除第二步外同上文所述类似，在向AP发送TDLS对等流量指示帧后，设备将处于工作状态直至其收到TDLS对等流量回应帧。然后，它会发送缓存数据流程，其后它可能会恢复休眠模式。请注意，因为发布的缓存数据包通常由AP承载，处于TDLS连接中的设备仍能与同一网络內的其他设备进行通讯。TDLS信道切换过程TDLS设备可以建立协议切换到另一个信道。例如，如果网络处于一个拥挤的2.4GHz信道运作，而两部TDLS设备在TDLS建立发送或回应中指示两者全部以支援5GHz信道处理，作为一个辅信道，切换到5GHz信道将更加有利。如下图示。图1TDLS连接从2.4G切换到5G信道由主信道切换至辅信道之前，TDLS设备将告知AP它们处于“休眠模式”，因此AP将会缓存数据包。当通过off信道传输时，TDLS设备会定期返回base信道以便接收Beacon帧，查看TIM接收缓存数据包，同时与其他设备保持通讯。而使用off信道时，TDLS设备不可以处于休眠。TDLS信道切换的基本流程如下所示：1.TDLS发起设备在AP处进入省电模式，向第二部TDLS设备发送TDLS信道切换请求。这一请求包括目标信道信息。2.第二部TDLS设备在AP处进入省电模式，发送一个TDLS信道切换回应。回传包括状态代码0（接受）并确认目标信道为所需之辅信道。3.随后，两部设备由主信道切换至辅信道。在建立切换时限到期前，数据必須通过辅信道进行流通。如果时限到期前沒有数据流程通，设备将返回主信道。4.在使用辅信道时，任何一台设备均可主動向对等设备发送一个以主信道为目标的TDLS信道切换请求。对等设备将返回ACK，然后两部设备返回主信道。5.两部设备将定期切换至主信道接收APBeacon帧，同时同其他网络设备保持通讯。可以在APBeacon帧中设置“禁止TDLS信道切换”来实现禁止信道切换。TDLS安全特性在建立TDLS连接时，其基本安全防护通常建立为WPA2加密，除非网络启用了开放、非加密建立，当出现这种情況，直接连接通常亦建立为开放。建立帧交换包括安全密匙交换，比如直接连接的安全是独一无二的——与网络整体安全域不同。无需輸入用户密码。TDLS性能可以由系统管理员关闭。比如，在企业环境中，系统管理员可能希望禁用直接连接，因此APBeacon帧中可以建立“禁止TDLS”。首先是发现过程。一个STA设备通过其连接的网络发送发现请求到另一个STA设备。如果目标设备也是TDLS兼容设备，它随后会向发起者直接发送一个回复，提供关于其支持率以及信道等信息。这两个STA设备间的通信还可以测量接入点以及TDLS的相对信号强度，并判断直接链接是否有价值。TDLS技术允许两个STA设备接入无线网络后，相互之间自动创建一个链接。从而实现两个设备间数据的直接传输。TDLS应用场景TDLS连接使两台STA设备直接跳过AP，从而不受AP的约束，采用它们支持的最快速率标准(802.11b/g/n等)进行数据传输。同一个BSS中的STA相互间数据的传输跳过AP直接传输。这个直接传输可以是在原来信道进行，也可以切换到新的信道上进行（如图1所示，basechannel在2.4G频段，而offchannel在5G频段），因此能够避免了由网络拥塞而引起的数据传输延迟。这对于一些实时性要求比较高的业务，对于保证用户的业务体验具有重要的意义。TDLS用作与同一个AP关联的两个STA间进行Wi-FiDisplay业务传输的连接模式，源码分析：5.2管理帧5.2.1TDLSAction帧细节若干Action帧结构被定义支持TDLS，Action值关联每个被定义在下表的帧结构。表2TDLSAction帧ActionfieldvalueMeaning0TDLSSetupRequest1TDLSSetupResponse2TDLSSetupConfirm3TDLSTeardown4TDLSPeerTrafficIndication5TDLSChannelSwitchRequest6TDLSChannelSwitchResponse7TDLSPeerPSMRequest8TDLSPeerPSMResponse9TDLSPeerTrafficResponse10TDLSDiscoveryRequest11-255Reserved1）RSNinformationelementa）3.2.2.2.1CiphersuitesOUISuitetypeMeaning00-0F-AC7Groupaddressedtrafficnotallowedb）3.2.2.2.2AKMsuitesOUISuitetypeAuthenticationtypeKeymanagementtype00-0F-AC7TDLSTPKHandshake2）状态码（StatusCodefield）StatuscodeMeaning2TDLSwakeupschedulerejectedbutalternativescheduleprovided3TDLSwakeupschedulerejected5Securitydisabled6Unacceptablelifetime7NotinsameBSS72InvalidcontentsofRSNIE3）原因码（ReasonCodefield）ReasoncodeMeaning25TDLSdirect-linkteardownduetoTDLSpeerSTAunreachableviatheTDLSdirectlink26TDLSdirect-linkteardownforunspecifiedreason5.2.2TDLSDiscoveryRequest帧格式TDLSDiscoveryRequest帧结构主要包括信息在下表：表3TDLSDiscoveryRequest帧格式OrderInformationNotes1CategoryCategory建立成表示TDLS的值122ActionAction建立为10，表示TDLSDiscoveryRequest3DialogToken4LinkIdentifierLinkIdentifierelementTheTDLSDiscoveryRequest帧被封装在一个数据帧中，并且被传送到aTDLSpeerSTA或通过AP传送到广播地址,去请求在相同BSS中具有TDLS的设备给出TDLSDiscoveryResponseframe响应。5.2.3TDLSDiscoveryResponse帧格式TDLSDiscoveryResponse帧结构主要包括信息在下表：表4TDLSDiscoveryResponse帧格式OrderInformationNotes1CategoryCategory建立表示TDLS的值122ActionAction建立为14，表示TDLSDiscoveryResponse3CapabilitySTA的能力4SupportedratesSTA支持的rates5ExtendedsupportedratesSTA支持额外的rates6SupportedChannels支持的信道元素被包括，如果TDLS信道切换被建立为17RSNIE强健安全网络(RSN)IE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。8FTIEFTIE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。9TimeoutIntervalTimeoutInterval可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。10LinkIdentifierLinkIdentifierelement被规定在Table3-2TheTDLSDiscoveryResponse帧被直接传送(IE不涉及AP)至发送相应TDLSDiscoveryRequest帧信息的TDLSSTA设备。5.2.4TDLSSetupRequest帧格式TDLSSetupRequest帧结构主要包括信息在下表：表5TDLSSetupRequest帧格式OrderInformationNotes1CategoryCategory表示TDLS的值122ActionAction建立为0，表示TDLSSetupRequest3CapabilitySTA的能力4SupportedratesSTA支持的rates5ExtendedsupportedratesSTA支持额外的rates6SupportedChannels支持的信道元素被包括，如果TDLS信道切换被建立为17RSNIE强健安全网络(RSN)IE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。RSNIE8QoSCapabilityTheQoSCapabilityelement存在，如果dot11Qos选择生效是ture9FTIEFTIE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。10TimeoutIntervalTimeoutInterval可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。11SupportedRegulatoryClassesTheSupportedRegulatoryCla