A-MSDU、A-MPDU、PLCP、MSDU、MPDU、PPDU

概念：

• MSDU - MAC Service Data Unit ，MAC服务数据单元
• MPDU - MAC Protocol Data Unit ，MAC协议数据单元。从MAC层传给PHY层，MPDU=(MACheader + MSDU/AMSDU)
• A-MSDU：将多个MSDUs聚合在一起形成AMSDU，AMSDU+MACheadr之后形成MPDU发送到PHY层。
• A-MPDU：针对MPDU的聚合，多个MPDU聚合成一个AMPDU，AMPDU=(MPDU1+…+MPDUn)
• PLCP
  1 、PLCP（Physical Layer Convergence Procedure)：物理层会聚协议，物理层会聚协议(PLCP)是映射ATM信元到物理媒体的规范，定义特定的管理信息。
  2 、PLCP = Packet Layer Control Protocol
  PPDU=（PLCPheader preamble + MPDU/AMPDU）

AMSDU目的：

1. 对于大多数client来说原始帧格式是以太网帧
2. 以太网帧头比802.11帧头小很多，可以将多个以太网帧结合在一起使用一个802.11帧头封装成一个MPDU。

关联：

1. MSDU是Ethernet报文，经过添加完整性校验MIC、分帧、省电模式下报文缓存、加密、序列号赋值、CRC校验、MAC头之后成为MPDU，MPDU就是指的经过802.11协议封装过的数据帧。
2. MSDU是个以太网帧，由IP层下发到MAC层，MAC层加入MACheader后，再作为MPDU下发到PHY层

区别：

• MSDU可以认为是Ethernet报文，A-MPDU聚合的是经过802.11报文封装后的MPDU，这里的MPDU是指经过802.11封装过的数据帧。

为什么需要聚合：

1. 在信道的竞争中所产生的冲突
2. 以及为解决冲突而引入的退避机制都大大降低了系统的吞吐量。

802.11n为了解决MAC层的这两个问题，采用了帧聚合（FrameAggregation）技术和BlockAcknowledgement机制。
帧聚合技术又包含针对MSDU的聚合（A-MSDU）和针对MPDU的聚合(A-MPDU)。

对信道利用率的提高主要体现在三个方面。

1. 802.11n标准中采用A-MPDU聚合帧格式，即将多个MPDU聚合为一个A-MPDU，只保留一个PHY头，删除其余MPDU的PHY头，减少了传输每个MPDU的PHY头的附加信息，同时也减少了ACK帧的数目，从而降低了协议的负荷，有效的提高网络吞吐量。
2. 802.11n协议定义了一个新的MAC特性A-MSDU，该特性实现了将多个MSDU组合成一个MSDU发送，与A-MPDU类似，通过聚合，A-MSDU减少了传输每个MSDU的MAC头的附加信息，提高了MAC层的传输效率。
3. 802.11n支持在物理层的优化，提供短间隔功能。原11a/g的GI时长800us，而短间隔Short GI时长为400us，在使用Short GI的情况下，可提高10%的速率。

解析：

A-MSDU：

• 多个MPDU聚合成一个AMPDU，AMPDU=(MPDU1+…+MPDUn)，针对MSDU的聚合，A-MSDU技术是指把多个MSDU通过一定的方式聚合成一个较大的载荷。
• 这里的MSDU可以认为是Ethernet报文。通常，当AP或无线客户端从协议栈收到报文（MSDU）时，会打上Ethernet报文头，这里我们称之为A-MSDUSubframe，而在通过射频口发送出去前，需要逐一将其转换成802.11报文格式。而A-MSDU技术旨在将若干个A-MSDUSubframe聚合到一起，并封装为一个802.11报文进行发送。从而减少了发送每一个802.11报文所需的PLCPPreamble、PLCPHeader和802.11MAC头的开销，同时减少了应答帧的数量，提高了报文发送的效率。

A-MSDU报文是由若干个A-MSDU Subframe组成的，每个Subframe均是由Subframe header (Ethernet Header)、一个MSDU和0-3字节的填充组成。
A-MSDU报文结构：

A-MPDU：针对MPDU的聚合，将多个MSDUs聚合在一起形成AMSDU，AMSDU+MACheadr之后形成MPDU发送到PHY层。通过一次性发送若干个MPDU，减少了发送每个802.11报文所需的PLCPPreamble、PLCPHeader，从而提高系统吞吐量。

A-MPDU报文格式：

A-MPDU和A-MSDU 功能都是802.11n中用来提高信道利用率的技术，且AMSDU和AMPDU可以同时使用。

延申知识点：

• 为保证数据传输的可靠性，802.11协议规定每收到一个单播数据帧，都必须立即回应以ACK帧。A-MPDU的接收端在收到A-MPDU后，需要对其中的每一个MPDU进行处理，因此同样针对每一个MPDU发送应答帧。Block
  Acknowledgement通过使用一个ACK帧来完成对多个MPDU的应答，以降低这种情况下的ACK帧的数量。
  
  Block Ack机制分三个步骤来实现：
  Þ 通过ADDBA Request/Response报文协商建立Block ACK协定。
  Þ 协商完成后，发送方可以发送有限多个QoS数据报文，接收方会保留这些数据报文的接收状态，待收到发送方的BlockAckReq报文后，接收方则回应以BlockAck报文来对之前接收到的多个数据报文做一次性回复。
  Þ 通过DELBA Request报文来撤消一个已经建立的Block Ack协定。
  Block Ack 工作机制
  

为什么大多数系统使用AMPDU聚合而不是AMSDU聚合？

1. A-MSDU 将最大帧传输大小从 2304 字节增加到几乎 8k 字节，而 A-MPDU 允许高达 64k 字节。
2. AMSDU 的主要问题是整个 frame 成为一个 MACframe（或协议数据单元 - PDU），因此只有一个 CRC 检查，因此，随着帧大小的增加，错误的可能性也会增加。由于我们有单一CRC检查，我们无法重新传输AMSDU的一部分，在大多数情况下，这会导致以较低的速率重新传输，从而抵消了聚合的好处。另一方面，AMPDU由多个PDU组成，每个PDU都有自己的CRC，因此，在发生故障时，其中一部分可以重新传输，从而提高效率。然而，这种性能提升是有代价的，因为现在每个聚合 AMPDU 我们都为所有子帧发送 MAC 标头。

所以在技术看来，如果遇到别人说AMPDU和AMSDU他们的区别在哪，我们可以直接说结论：一个聚大包，一个聚小包！

最后

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