Beacon帧是802.11中一个周期性的帧，Beacon周期调高，对应睡眠周期拉长，故节能（即越来休息100ms再起来发一个包，现在休息200ms再起来发一个包这样），不够节能意味着本身就没有什么接入速率的要求。Beacon周期调低，发送beacon较为频繁，适合漫游之类的环境，可以高速切换到功率高，性能好的AP身上。不过一般家用模式的话，默认最好。
其次Beacon帧是802.11系列帧中间最为繁杂的一个帧，所以完全理解Beacon该如何设置也是一个非常繁杂的过程。以下按照个人理解整理一些。（注：Beacon在不同的场合下，还有很多区别，如IBSS模式【Ad-hoc】，基础架构模式，802.11s mesh模式，这里仅仅关注基础架构模式。）

1.首先从Beacon帧的结构上而言，如下图

其实从wireshark来看802.11的帧会感觉严谨一些（相对于omnipeek而言），wireshark是按照帧的结构来分析的，而omnipeek更偏向于里面的字段（换言之，从omnipeek所看beacon的结构不是这样）。

• 从该图上可以看到，Beacon帧从MAC来看，主要就是由802.11头部（对应图中IEEE 802.11 Beacon frame）和Beacon信息（对应图中IEEE 802.11 wireless LAN management frame）组成。
  

• 在Beacon的MAC header中，大部分的字段都是和标准802.11协议是相同的，唯一需要关注的就是这个Duration字段。在802.11的接入协议中，我们知道存在PCF和DCF两种模式，实际上在具体接入的时候是采用一种HCF的模式（PS：这里HCF可能表述有问题，还需要考证，有书中也说明这段即是PCF过程），换言之，简化我们可以理解成三个过程，即Beacon - PCF - DCF这个三个过程。而通常情况下PCF是默认关闭的，除非手动打开。为了避免PCF和DCF两个过程相互冲突，即在Beacon之后，首先进入叫做CFP模式（contention-free period），在这个无竞争周期内，采用PCF的模式进行调度，然后离开CFP周期之后就是DCF所使用的周期了。而有关节能模式基本都是属于PCF模式中的一个分支。有关该CFP周期是如何保证所有节点都不进行主动竞争，目前我所理解（不一定正确，还没有成功抓包验证，仅仅从文献上理解），还是通过NAV的手法。NAV是一个倒数的周期，同时该NAV时间就是一般所述的虚拟载波监听的方法，只有NAV时间倒数到0之后，STA才可以主动竞争信道。粗略理解，通过Beacon帧中的Duration字段来设置NAV时间通告全网节点，从而启用CFP时间。

（上面这里有不少细节带过，有兴趣可以看下，有点绕，首先该NAV不一定完全是由Duration字段设置，说先Duration一定会设置，Duartion一共有16个字节[0:15]，其中倒数2个字节，即第14,15位是当做标志位。若普通的NAV即第15置0，其他按2进制。如果CFP的标识的话，那么第14位置0,15位置1，默认是32768us(microsecond)。如果是PS-POll的话，14,15置1。这里还需要注意的是，只要在CFP周期内，发送一个CFP frames，那么NAV又是被设置32768。如果CFP时间结束，启动DCF时间的话，那么NAV会被置0。

同时，上述方法是通过Duration设置，以保证所有节点，包含不能够识别Beacon中内容的节点。如果能识别Beacon中内容的节点，那么在Beacon中还包含一个叫做CF Parameter Set的字段。其具体如下，

【该字段没有抓到具体的数据包，应该对应的就是beacon中的TIM字段，基本结构类似，TIM字段之后进行分析】，通过该字段中的CFP MaxDuration和CFP DurRemaining字段，可以控制NAV的时间流程。）

• 在Beacon帧的内容中，我们可以看到包含两部分，即Fixed parameters和Tagged parameters。这里需要补充的是，该Beacon的抓取是来自于一个工作在802.11b/g/n mixed模式下的AP，其物理层是采用802.11b的最低速率1M模式进行发送，整个帧长195Byte（未包含PLCP部分），传输大于1500us左右。换言之，其默认是一个802.11b的beacon，即对应的Fixed parameters，然后附加的部分显示对802.11g/n的支持，即对应Tagged parameters。至于802.11ac这里不加以讨论。

2.有关Fixed parameters的结构，如下图

这个字段是802.11b默认的Beacon的字段，也可以认为是较为初始的Beacon设计的字段。由Timestamp时间戳，Beacon的周期，以及相应的Capabilities组成。

• 时间戳一共64位，单位是us，用来同步该BSS内的STA，貌似是从AP启用开始，从0进行计时。(注：从这里可以可以看出，Beacon帧也是负责网络中的时间同步功能的)。

• Beacon Interval，通常情况下100ms，即0.1s。如果看协议的话，这里有个单位TU（time unit），TU是少有的按照1024进行步进的单位，1TU=1024us。通常情况下，网速都是按照10进制进行步进的，即1kbps=1000bps这样，k是kilo的意思（即国际单位），而硬盘之类的存储单元还是按照2进制进行步进的，其中的k不是kilo，而是kilo-binary的缩写。曾经知乎有一个帖子有关网速讨论的也对这个内容加以详述，这里TU是按照kilo-binary的形式进行描述的，所以有些特殊，需要注意下。
  

• Capabilities information字段，主要是描述AP，换言之是该BSS内能够兼容哪些工作模式的。0为不支持，1为支持。STA需要判断自己是不是支持这些Capabilities，如果不支持，则无法关联上该AP（即无法加入该BSS）。可以看到，CFP是否支持，即PCF模式也相应列在该区域内。至于一些具体含义的细节可以参考《802.11权威指南》中文版的第97~98页的部分，写的还是比较清楚的，英文版的由于看的不是pdf的版本，所以不知道具体的页数。

3.有关Tagged parameters的结构，如下图

基本的内容如上，红色的箭头代表这里还缺了一个部分，即country部分，该部分在onmipeek中能够解析出来。如下

这一块内容由于很多，所以就直接从Tag上进行分析，就不打开Tag里面的内容了。

• 第一个部分：SSID，很简单的一个字段，其中SSID是一个[0:32]byte的字段，其中如果全部置为0，即空SSID就是一个probe request帧，通过该帧做主动扫描。该字段细节可以查阅《802.11权威指南》4.3.3.1节。

• 第二个部分：Supported Rates，所支持的速率部分。该字段细节可以查阅《802.11权威指南》4.3.3.2节。

• 第三个部分：DS Parameter Set字段，描述了当前工作的信道。实际上这个字段在Radiotap中也有包含（Radiotap是网卡在接收信号的时候，去除PLCP header部分后，在本地增加的头部，其中就有包含功率，信道这样的物理层信息）。

• 这里中间实际上还有一个描述跳频参数的字段，从Element ID中可以看到，DS Parameter Set的Element ID是3，TIM的Element ID是5，中间跳跃了一个。故说明跳频参数的字段是保留的，只是当前在AP中都没有使用了。同时PS：这里Element ID是用onmipeek才可解析出来的，在wireshark下，其将Element ID解析成Tag Number，不大明白为什么这样解析，按照协议应该是Element ID好一些。

• 第四个部分：TIM，这里主要就是与DTIM有关了，换言之，有关Beacon周期设置与节能有关的部分，就与该字段有关。这个字段可以打开如下

其中DTIM count和DTIM period是和前面在描述CF Parameter Set中的CFP count和CFP period对应的，在这里也是一个独立的字段。至于Bitmap control以及之后的字段主要是用来描述STA工作在节能模式时候，对应在AP中的缓存情况的。细节可以参考4.3.3.5节。这里主要回来看下DTIM的概念【实际上这里还有一个概念容易混，即ATIM，注ATIM是一个帧，而DTIM是一个时间周期。且ATIM一般在IBSS，也就是Ad-hoc的节能模式下使用，故这里ATIM不进行展开】。在每一个TIM中不一定都包含DTIM，这两个是不应样的概念且主要由于DTIM period决定，若DTIM period为1，则每一个TIM对应一个DTIM，若为0，则表示不使用。该位实际上也对应到路由器设置中的，DTIM间隔。而发送站间隔对应的就是beacon周期（同时beacon的周期在协议中又被描述为TBTT周期，target Beacon transmission time），如下图

为了理解DTIM的设置，我们需要简述下802.11的节能模式，即PS模式（Power saving）
按协议中（标准版本，非802.11n扩展，这里仅仅讨论了最简单的PS模式，扩展模式简单点可以参考CWNA的教材），在功率管理模式下，一共有两种情况，STA要不是全速率工作，要不然就是出于休眠状态，其中休眠是指的既不能发，又不能收。

即在PS工作模式下，节点大部分都是出于休眠模式下的，经过很久时间才醒一次，然后跟AP要信息。在STA休眠这段时间内，AP负责缓存该STA对应的信息。这里STA要睡多久才醒一次去跟AP要信息，就是对应的DTIM周期。这里可以直接贴下《802.11权威指南中》中的叙述，貌似本身就是写的比较清楚的。在协议里面图基本也差不多，只不过考虑了两个STA而已，用兴趣可以参考协议第10.2.1.3节。

故上述表明，首先DTIM周期是以TIM周期，也就是Beacon周期为基准的，若Beacon周期越长，那么睡眠时间就越长，从而达到节能的作用。 不过PS：从上面我抓的包上也可以看到，一般情况下，貌似STA和AP的节能模式都是没有工作的，所以为了节能设置beacon，那么首先要启用节能模式才可以，且AP和终端处都要启用。

• 第五个部分：ERP information部分，ERP全称是Extended Rate PHY，就是802.11g对应的模式。在这里主要是为了兼容模式所存在，主要关注其中的Non ERP Present位，通过该位，可以同步全网开启对802.11b的兼容，否则就关闭兼容。由于是beacon进行同步的，所以一旦开启，全网所有的STA都是工作在兼容模式下。有关兼容模式的问题可以参考http://blog.csdn.net/rs_network/article/details/50362214

• 第六个部分：实际上这里对应的country字段。表面上这个字段用处不大，仅仅表明了国家代号。实际上这个字段是用来控制TPC，也就是发送功率控制的。由于每一个国家都有相应的法律管理RF发射功率，不能够违法。在beacon中，即通过country字段来限制所有节点的发射功率。同样的，也有限定能够使用的信道范围。

• 之后的几个部分：RSN是用来做安全的，Extended Supported Rates是表明802.11g的扩展速率的，HT的两个都是描述802.11n的，即high throughput模式，其中HT capabilities是用来描述802.11n默认的一些配置的，需要STA也包含这些性能，比如天线数量，链路所支持的速率，MCS方式等。HT information是用来描述一些接入细节的，比如primary channel是多少，secondary channel是多少。最后两个，一个是厂家标识，一个也是安全的字段。这里有关安全的字段都不展开了。

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目前还有些地方存在疑点，没有确切考证，如下
其一，若开启的PCF的模式，即包含CFP时间后，前面所述，网络工作是按照beacon-PCF-DCF这样的顺序周而复始是有些问题的。在协议中，该图是一个一个示意，不一定按照这样的结构，即也有可能出现beacon-PCF-beacon-DCF，或者隔几个周期出现PCF周期的情况，故这里实际上也有一个PCF周期的问题，只是一般在路由设置里面没有这个环节，故忽略了。PS：对于这一部分的理解暂时还有保留，我还需要再查一查资料确认下，比如在《计算机网络与因特网教程》
一书中，就把PCF部分的过程称呼为超帧（superframe），其中该超帧就是按照beacon-PCF-DCF这样的情况组成的。

其二，有关Duration字段，在CFP周期内，上行帧（也就是STA发往AP的Polling帧）中，duration的前面几个字段是解析成AID的，该AID实际上对应STA的标号（即这里就没有采用BSSID的方法进行标识）。

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继续分界线，前面所述的Non-ERP Not Present是针对802.11g对802.11b的兼容性而言的。在802.11n的兼容这里并没有提及。目前发现应该是在802.11n的beacon中的HT Capability Info位，中有一位是Device is Not Able to Receive PPDUs with GF Preamble（这位好像没有单独命名，所以说法根据抓包软件的描述而言） ，该中GF Preamble就是greenfield preamble，从而即是是否兼容绿地模式，如下图