비콘 프레임
Beacon frame비콘 프레임은 IEEE 802.11 기반의 WLAN 관리 프레임의1개입니다여기에는 네트워크에 대한 모든 정보가 포함되어 있습니다.비콘 프레임은 정기적으로 송신되어 무선 LAN의 존재를 알리고 서비스 세트의 멤버를 동기화하는 역할을 합니다.비콘 프레임은 Infrastructure Basic Service Set(BSS; 인프라스트럭처 기본 서비스 세트)의 Access Point(AP; 접근포인트)에 의해 전송됩니다.IBSS에서는 네트워크 비콘 생성은 스테이션 간에 분배됩니다.2.4GHz 스펙트럼에서는 오버랩되지 않는 채널에서 SSID가 15개 이상(또는 총 45개 이상)이면 대부분의 네트워크가 아이돌 상태에서도 비콘 프레임이 상당한 양의 방송 시간을 소비하기 시작하고 성능이 저하됩니다.
구성 요소들
비콘 프레임은 802.11 MAC 헤더, 본문 및 [1]FCS로 구성됩니다.본문의 일부 필드는 다음과 같습니다.
- Timestamp
- 비콘 프레임을 수신하면 모든 스테이션이 로컬클럭을 이 시각으로 변경합니다.이것은 동기화에 도움이 됩니다.
- Beacon interval
- 비콘 전송 간격입니다.노드(AP, 애드혹모드 또는 P2P GO모드일 경우 스테이션)가 비콘을 송신할 필요가 있는 시간을 Target Beacon Transmission Time(TBT; 타깃비콘 전송 시간)이라고 부릅니다.Time Unit(TU; 시간 단위)로 표시되는 비콘 간격.이 파라미터는 AP에서 설정 가능한 파라미터로 [2]보통 100TU로 설정됩니다.
- Capability information
- capability information 필드는 최대 16비트로 디바이스/네트워크의 기능에 대한 정보가 포함됩니다.이 필드에는 애드혹이나 인프라스트럭처 네트워크 등의 네트워크 유형이 표시됩니다.이 정보와는 별도로 폴링 지원 및 암호화 세부사항을 알립니다.
- SSID
- 지원 요금
- 주파수 호핑(FH) 파라미터 세트
- 직접 시퀀스(DS) 파라미터 세트
- Contention-Free(CF; 컨텐션프리) 파라미터 세트
- IBSS 파라미터 세트
- Traffic Indication Map(TIM; 트래픽 표시 맵)
인프라스트럭처 네트워크액세스 포인트는, 정의된 간격으로 비콘을 송신합니다.이 간격은 통상, 디폴트 100 TU(102.4 ms)로 설정되어 있습니다.액세스 포인트가 없는 애드혹네트워크의 경우, 피어 스테이션이 비콘의 송신을 담당합니다.애드혹 스테이션은 피어로부터 비콘 프레임을 수신한 후 랜덤하게 대기합니다.랜덤 타임아웃이 경과하면 다른 스테이션이 이미 비콘 프레임을 송신하지 않는 한 비콘 프레임이 송신됩니다.이와 같이, 비콘 프레임의 송신은, 항상 비콘이 송신되도록 하면서, 애드혹네트워크내의 모든 피어간에 순환합니다.
대부분의 액세스 포인트에서는 비콘 간격을 변경할 수 있습니다.비콘 간격을 늘리면 비콘의 송신 빈도가 낮아집니다.이것에 의해, 네트워크의 부하가 경감되어 네트워크상의 클라이언트의 throughput이 향상됩니다.다만, 액세스 포인트를 스캔 하고 있는 스테이션이 다른 채널을 스캔 하고 있을 때에, 비콘을 놓칠 가능성이 있기 때문에, 어소시에이션이나 로밍 프로세스가 지연되는 바람직하지 않은 영향이 있습니다.또, 비콘 간격을 짧게 하면, 비콘의 송신 빈도가 높아집니다.이것에 의해, 네트워크상의 부하가 증가해, 유저의 throughput이 저하합니다만, 어소시에이션과 로밍 프로세스가 고속화됩니다.비콘 간격을 줄이는 것의 또 다른 단점은 절전 모드에 있는 스테이션이 비콘을 수신하기 위해 더 자주 절전 모드로 전환해야 하기 때문에 더 많은 전력을 소비한다는 것입니다.
tcpdump 또는 Wireshark 등의 패킷모니터링 툴을 사용하여 아이돌네트워크를 검사하면 네트워크상의 대부분의 트래픽이 비콘 프레임으로 구성되어 DHCP 패킷 등의 802-11 이외의 패킷이 혼재하고 있음을 알 수 있습니다.사용자가 네트워크에 가입하면 사용자가 생성한 일반 트래픽과 함께 각 비콘에 대한 응답이 표시되기 시작합니다.
스테이션은 공칭 비콘 간격으로 비콘 전송을 스케줄링해야 합니다.단, 채널접근으로 인해 전송이 다소 지연될 수 있습니다.다른 프레임과 마찬가지로 비콘도 CSMA/CA 알고리즘을 따라야 합니다.즉, 비콘을 송신할 필요가 있을 때 채널이 비지 상태(예를 들어 다른 스테이션이 현재 프레임을 송신하고 있는 경우)에는 대기해야 합니다.즉, 실제 비콘 간격이 공칭 비콘 [3]간격과 다를 수 있습니다.다만, 스테이션은, 최종적으로 송신되었을 때에, 비콘 프레임내의 타임스탬프를 검사하는 것으로, 이 차이를 보충할 수 있습니다.
기능.
비콘 프레임은 네트워크에 사소한 오버헤드를 발생시키지만 네트워크의 정상적인 운용에는 필수적입니다.무선 NIC는 일반적으로 모든 RF 채널을 스캔하여 인근 접근포인트의 존재를 알리는 비콘을 찾습니다.무선은 비콘 프레임을 수신하면 해당 네트워크의 기능 및 설정에 대한 정보를 수신하고 사용 가능한 네트워크 목록을 신호 강도에 따라 정렬할 수 있습니다.이것에 의해, 디바이스는 최적 네트워크에의 접속을 선택할 수 있습니다.
네트워크에 관련지어도 무선 NIC는 비콘 스캔을 계속합니다.여기에는 몇 가지 이점이 있습니다.우선, 다른 네트워크를 계속 스캔 하는 것으로, 현재의 액세스 포인트의 신호가 너무 약해져 통신을 계속할 수 없는 경우, 스테이션은 대체 네트워크를 위한 옵션을 갖게 됩니다.다음으로 디바이스는 현재 어소시에이트 되어 있는 액세스포인트로부터 비콘 프레임을 수신하고 있기 때문에, 이러한 비콘내의 타임스탬프를 사용해 내부 클럭을 갱신할 수 있습니다.또한 현재 어소시에이트되어 있는 액세스포인트로부터의 비콘은 데이터 레이트 변경 등 설정이 임박했음을 스테이션에 알립니다.
마지막으로 비콘을 사용하면 디바이스에서 절전 모드를 설정할 수 있습니다.액세스 포인트는, 현재 sleeve 상태인 스테이션 앞으로 패킷을 보관 유지합니다.비콘 프레임의 트래픽 표시 맵에서는 액세스포인트는 스테이션에 전달 대기 중인 프레임이 있음을 알릴 수 있습니다.
레퍼런스
- ^ IEEE Std 802.11-2016 Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. IEEE. 2016. p. 692.
- ^ Geier, Jim. "802.11 Beacons Revealed". Archived from the original on 2018-08-05. Retrieved 2019-04-18.
- ^ Molina, Laudin; Blanc, Alberto; Montavont, Nicolas; Simić, Ljiljana (2017). "Identifying Channel Saturation in Wi-Fi Networks via Passive Monitoring of IEEE 802.11 Beacon Jitter". Proceedings of the 15th ACM International Symposium on Mobility Management and Wireless Access. MobiWac '17. New York, NY, USA: ACM: 63–70. doi:10.1145/3132062.3132069. ISBN 9781450351638. S2CID 19508621.