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IEEE 802.11z标准。TDLS自动链接配置主要通过几个过程来完成。

TDLS Discovery过程

TDLS Discovery 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TDLS Discovery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TDLS Discovery 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。TDLS Discovery 过程除了提供目标STA确实支援TDLS的相关能力信息外，TDLS Discovery过程的帧交互亦可以用作AP与目标TDLS STA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。

TDLS Discovery过程不是必要选项。一个TDLS STA设备可以选择直接发起TDLS建立过程。

TDLS Setup和Teardown过程

TDLS Setup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TDLS Setup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（Confirm Frame）。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（Teardown Frame），而如果未处于讯号范围內，该帧则可以通过AP信道传输。

TDLS Peer Power Save

TDLS Peer Power Save也可称为WMM U-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TDLS Peer U-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WMM U-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AP Beacon帧，同时同其他网络设备保持通讯。

可以在AP Beacon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AP Beacon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，base channel在2.4G频段，而off channel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-Fi Display业务传输的连接模式，

源码分析：

5.2管理帧
5.2.1TDLS Action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 2 TDLS Action帧
Action field valueMeaning
0TDLS Setup Request
1TDLS Setup Response
2TDLS Setup Confirm
3TDLS Teardown
4TDLS Peer Traffic Indication
5TDLS Channel Switch Request
6TDLS Channel Switch Response
7TDLS Peer PSM Request
8TDLS Peer PSM Response
9TDLS Peer Traffic Response
10TDLS Discovery Request
11-255Reserved

1） RSN information element

a）3.2.2.2.1 Cipher suites
OUISuite typeMeaning
00-0F-AC7Group addressed traffic not allowed

b）3.2.2.2.2 AKM suites
OUISuite typeAuthentication typeKey management type
00-0F-AC7TDLSTPK Handshake

2）状态码（ Status Code field）

Status codeMeaning
2TDLS wakeup schedule rejected but alternative schedule provided
3TDLS wakeup schedule rejected
5Security disabled
6Unacceptable lifetime
7Not in same BSS
72Invalid contents of RSNIE

3）原因码（ Reason Code field）
Reason codeMeaning
25TDLS direct-link teardown due to TDLS peer STA unreachable via the TDLS direct link
26TDLS direct-link teardown for unspecified reason

5.2.2TDLS Discovery Request帧格式
TDLS Discovery Request 帧结构主要包括信息在下表：
表 3 TDLS Discovery Request帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立成表示TDLS的值12
2ActionAction建立为10，表示TDLS Discovery Request
3Dialog Token
4Link IdentifierLink Identifier element
The TDLS Discovery Request帧被封装在一个数据帧中，并且被传送到a TDLS peer STA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TDLS Discovery Response frame响应。

5.2.3TDLS Discovery Response帧格式
TDLS Discovery Response帧结构主要包括信息在下表：
表 4 TDLS Discovery Response帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为14，表示TDLS Discovery Response
3CapabilitySTA的能力
4Supported ratesSTA支持的rates
5Extended supported ratesSTA支持额外的rates
6Supported Channels支持的信道元素被包括，如果TDLS信道切换被建立为1
7RSNIE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。
9Timeout IntervalTimeout Interval可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。
10Link IdentifierLink Identifier element被规定在Table 3-2
The TDLS Discovery Response 帧被直接传送(IE不涉及AP)至发送相应TDLS Discovery Request帧信息的 TDLS STA设备。

5.2.4TDLS Setup Request帧格式
TDLS Setup Request 帧结构主要包括信息在下表：
表 5 TDLS Setup Request帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory表示TDLS的值12
2ActionAction建立为0，表示TDLS Setup Request
3CapabilitySTA的能力
4Supported ratesSTA支持的rates
5Extended supported ratesSTA支持额外的rates
6Supported Channels支持的信道元素被包括，如果TDLS信道切换被建立为1
7RSNIE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。RSNIE
8QoS CapabilityThe QoS Capability element存在，如果dot11Qos选择生效是ture
9FTIEFTIE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。
10Timeout IntervalTimeout Interval可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。
11Supported Regulatory
ClassesThe Supported Regulatory Classes element被定义，如果TDLS信道切换功能被建立为1
1220/40 BSS CoexistenceThe 20/40 BSS Coexistence element可能出现在这个帧中
13Link IdentifierLink Identifier element
The TDLS Setup Request 帧被封装在一个数据帧中，并且被传送到STA（recipient），通过AP去请求开始一个TDLS直接链接。
5.2.5TDLS Setup Response帧格式
TDLS Setup Response帧结构主要包括信息在下表：
表 6 TDLS Setup Response帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立TDLS的值12
2ActionAction值建立为1，表示TDLS Setup Response
3Status Code状态码
4CapabilitySTA的能力
5Supported ratesSTA支持的rates
6Extended supported ratesSTA支持额外的rates
7Supported Channels支持的信道元素被包括，如果TDLS信道切换被建立为1
8RSNIE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。
9QoS CapabilityThe QoS Capability element存在，如果dot11Qos选择生效是ture
10FTIEFTIE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。
11Timeout Interval IETPL Key生命周期可选被包括，如果安全被必须在直接连接上。
12Supported Regulatory
ClassesThe Supported Regulatory Classes element被定义，如果TDLS信道切换功能位组被建立为1，包括状态码为0（成功）。
1320/40 BSS CoexistenceThe 20/40 BSS Coexistence element可能出现在这个帧中
14Link IdentifierLink Identifier element
The TDLS Setup Response帧被封装在一个数据帧中，并且被传送到STA（initiator），通过AP去响应收到一个开始TDLS直接链接请求。
5.2.6TDLS Setup Confirm帧格式
TDLS Setup Confirm帧结构主要包括信息在下表：
表 7 TDLS Setup Confirm帧格式

OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立TDLS的值12
2ActionAction值建立为2，表示TDLS Setup Confirm.
3Status Code状态码
4RSNIE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。
5EDCA Parameter SetThe EDCA参数集建立被包括，当QoS被支持在直接连接上。
6FTIEFTIE可能被包括，如果安全被必须在直接连接上。
7Timeout Interval IETPL Key生命周期可选被包括，如果安全被必须在直接连接上。
8Link IdentifierLink Identifier element
The TDLS Setup Confirm帧被封装在一个数据帧中，并且被传送到STA（responder），通过AP去答复一个标准TDLS响应帧。
5.2.7TDLS Teardown帧格式
TDLS Teardown帧结构主要包括信息在下表：
表 8 TDLS Teardown帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为3，表示TDLS Teardown.
3Reason CodeThe Reason Code的值
4FTIE可选被包括如果TPK握手是成功的为这个session
5Link IdentifierLink Identifier element
The TDLS Teardown frame被封装在一个数据帧中，并且被直接传送至the TDLS peer STA或者通过AP去拆卸TDLS直接链路。

5.2.8TDLS Peer Traffic Indication帧格式
TDLS Peer Traffic Indication帧结构主要包括信息在下表：
表 9 TDLS Peer Traffic Indication帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为4，表示TDLS Peer Traffic Indication.
3Dialog Token
4Link IdentifierLink Identifier element
5PTI ControlPeer Traffic Indication控制
6PU Buffer Status设备省电缓存状态
The TDLS Peer Traffic Indication frame被封装在一个数据帧中，并且通过AP被传送至the TDLS peer STA。

5.2.9TDLS Channel Switch Request帧格式
TDLS Channel Switch Request帧结构主要包括信息在下表：
表 10 TDLS Channel Switch Request帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为5，表示TDLS Channel Switch Request.
3Target Channel1个八字节值指定目标信道的信道号
4Regulatory Class1个八字节值指定目标信道调整的Class。
5Secondary Channel Offset辅助信道补偿仅仅在被指示切换到40MHz直接链接时才被包括
6Link IdentifierLink Identifier element
7Channel Switch TimingThe Channel Switch Timing element
The TDLS Channel Switch Request frame被封装在一个数据帧中，并且被直接传送至 the TDLS peer STA ，TDLS直接链接请求切换到另一个信道上。

5.2.10TDLS Channel Switch Response帧格式
TDLS Channel Switch Response帧结构主要包括信息在下表：
表 11 TDLS Channel Switch Response帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为6，表示TDLS Channel Switch Response.
3Status Code状态码
4Regulatory Class1个八字节值指定目标信道调整的Class
5Link IdentifierLink Identifier element
6Channel Switch TimingThe Channel Switch Timing element
The TDLS Channel Switch Response frame 被封装在一个数据帧中，并且被直接传送至the TDLS peer STA 用以表示对收到TDLS切换信道请求帧作出反应。

5.2.11TDLS Peer PSM Request帧格式
TDLS Peer PSM Request帧结构主要包括信息在下表：
表 12 TDLS Peer PSM Request帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为7，表示TDLS Peer PSM Request.
3Dialog Token
4Link IdentifierLink Identifier element
5Wakeup ScheduleWakeup Schedule
The TDLS Peer PSM Request frame被封装在一个数据帧中，并且被直接或通过AP传送至the TDLS peer
STA, 然后在TDLS直接链接中开始或改变周期的唤醒时间表。
5.2.12TDLS Peer PSM Response帧格式
TDLS Peer PSM Response帧结构主要包括信息在下表：
表 13 TDLS Peer PSM Response帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为8，表示TDLS Peer PSM Response.
3Dialog Token
4Status Code状态码
5Link IdentifierLink Identifier element
6Wakeup ScheduleWakeup Schedule
The TDLS Peer PSM Response frame 被封装在一个数据帧中，并且被直接传送至the TDLS peer STA， 表示对收到TDLS Peer PSM 请求帧作出反应。

5.2.13TDLS Peer Traffic Response帧格式
TDLS Peer Traffic Response帧结构主要包括信息在下表：
表 14 TDLS Peer Traffic Response帧格式
OrderInformationNotes
1CategoryCategory建立表示TDLS的值12
2ActionAction建立为9，表示TDLS Peer PSM Traffic Response.
3Dialog TokenThe Dialog Token field被建立为与TDLS Peer Traffic Indication
Frame相一致的非零值。
4Link IdentifierLink Identifier element
The Peer Traffic Response frame被封装在一个数据帧中，并且被直接传送至 the TDLS peer STA

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