802.11 状态机
信标（Beacon）以固定间隔发送，以便站点（STA）加入特定的基本服务集（BSS）。一旦选择了一个BSS，STA和接入点（AP）之间会交换一系列帧。加入BSS的过程称为 802.11 状态机。
帧交换的顺序如下：
- 探测请求（Probe Request）
- 探测响应（Probe Response）
- 站点发起的802.11认证（802.11 Authentication from station）
- 接入点发起的802.11认证（802.11 Authentication from access point）
- 关联请求（Association Request）
- 关联响应（Association Response）
STA会向其在接收到的信标帧中列出的BSSID发送探测请求。AP则通过探测响应帧进行回应。接下来，STA向AP发送一个开放系统认证（Open System Authentication）帧，AP会回复一个表示认证成功的开放系统认证帧。随后，STA发送关联请求帧，AP回复关联响应帧。其他安全机制（如802.1X或PSK）将在802.11状态机完成后进行。下图展示了这一帧交换过程。
需要注意的是， 802.11认证 并非一种安全认证方法。开放系统认证仅表示允许任何STA加入分布式系统。
探测请求帧（Probe Request Frame）
探测请求帧（Probe Request Frame）由希望加入特定基本服务集（BSS）的站点（STA）发起。其触发方式分为两种：
- 主动探测：站点预先配置了之前连接过的SSID，会主动探测其记忆中的网络。
- 被动触发：站点接收到接入点（AP）发送的信标帧（Beacon Frame）后，通过发送包含该信标帧中SSID的探测请求帧申请加入BSS。
探测请求帧是管理帧（Management Frame）的子类型，其帧控制字段（Frame Control Field）已标明类型。该帧为广播帧，由站点发送。其源地址（SA）和发射地址（TA）设置为发送探测请求的站点地址，目标地址（DA）和接收地址（RA）则设置为广播地址。
探测请求帧中的信息元素（Elements）可帮助识别站点支持的协议能力：
- 若包含 HT能力元素（HT Capabilities Element），表示该站点支持802.11n（Wi-Fi 4）。
- 若包含 VHT能力元素（VHT Capabilities Element），则表示站点支持802.11ac（Wi-Fi 5）。
通过分析探测请求帧，可揭示站点的技术特性，这对网络排障非常有用。例如， VHT能力信息字段（VHT Capabilities Info Field） 可反映站点与BSS的潜在兼容性问题。
下图展示了iPhone 7 Plus的VHT能力信息字段。其VHT能力元素表明该设备支持802.11ac。字段中的子项（如支持的频宽）显示其最高支持80 MHz频宽，但不支持160 MHz或80+80 MHz。
其他关键能力（如空间流数量和支持的MCS速率）可通过 Rx/Tx VHT-MCS映射子字段 查看。这些字段用于确定站点可达到的传输速率。
例如，下图中显示设备支持单条VHT空间流，MCS速率为0-9。参考 MCS Index - MCS Index Table, Modulation and Coding Scheme Index 11n, 11ac, and 11ax 可知，在80 MHz频宽和短保护间隔（Short Guard Interval）下，MCS 9对应的最高理论速率为433.3 Mbps。
