Die Frames Request to Send (RTS) und Clear to Send (CTS) sind Teil der optionalen Erweiterung CSMA/CA RTS/CTS. Dieses Verfahren ist der eigentlichen Datenübertragung vorgelagert. Wenn ein Teilnehmer feststellt, dass das Übertragungsmedium frei ist, sendet das Gerät zunächst einen RTS-Frame an den Teilnehmer, der Empfänger der Daten sein soll. Hiermit macht der Ausgangsrechner deutlich, dass er eine Übertragung starten möchte und dabei das Übertragungsmedium für eine gewisse Zeit belegen wird.
Der Empfänger wiederum sendet einen CTS-Frame an den ursprünglichen Sender. Hierüber werden zum einen – wie auch schon mit dem RTS-Frame – alle anderen Teilnehmer in der Reichweite darüber informiert, dass das Übertragungsmedium derzeit belegt ist, und zum anderen erhält der Sender die Freigabe zur Übertragung. Erst dann beginnt das ursprüngliche Gerät mit der Übertragung der Daten. Nun ist es für die Teilnehmer in einem drahtlosen Netzwerk nicht möglich, Kollisionen oder andere Störungen bei der Übertragung festzustellen. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass die Empfängerstation eine Bestätigung (ACK) sendet, wenn das Datenpaket korrekt angekommen ist.
Bleibt der ACK-Frame aus, geht der Sender der Daten davon aus, dass es zu einer Komplikation gekommen ist, und sendet das Datenpaket erneut. Dabei hat die Station ein Vorzugsrecht, das Medium zu benutzen – muss also nicht erneut warten, bis der Kanal frei ist. Die drei Frame-Arten bestehen jeweils aus mehreren Feldern.
- Frame Control: Das in jedem 802.11-Frame enthaltene FC-Feld ist 2 Byte groß (16 Bit) und wiederum in mehrere Elemente unterteilt:
- Protocol Version: Gibt die Version des verwendeten Protokolls an.
- Type: Gibt an, ob es sich um einen Control Frame (wie bei RTS/CTS und ACK), Data Frame oder Management Frame handelt.
- Sub-Type: Spezifiziert den Typus des Frames, indem eine von 25 Unterkategorien angegeben wird.
- To Distribution System: Ist gesetzt, wenn der Frame an ein Distribution System geht.
- From Distribution System: Ist gesetzt, wenn der Frame von einem Distribution System kommt.
- More Fragments: Hat nur dann Inhalt, wenn noch mehr Frames folgen (nur bei Data Frames und Management Frames relevant).
- Retry: Gibt an, ob und wie oft der Versand des Frames schon versucht wurde.
- Power Management: Zeigt den Stromsparmodus an.
- More Data: Gibt an, dass mehr Daten versendet werden sollen.
- WEP: Gibt Auskunft darüber, ob die Daten mit WEP verschlüsselt sind.
- Order: Teilt dem Empfänger mit, ob die Daten in der richtigen Reihenfolge versendet werden.
- Duration: Gibt die Zeit an, die der Sender für die Datenübertragung benötigt. Diese Information ist entscheidend für den Network Allocation Vector. Auch dieses Feld ist 2 Byte groß.
- Receiver Address: Enthält die MAC-Adresse des Empfängers (6 Byte).
- Transmitter Address: Enthält die MAC-Adresse des Absenders (6 Byte); nur erforderlich für RTS, nicht für CTS und ACK.
- Frame Check Sequence: Bei der 4 Byte langen Blockprüfzeichenfolge handelt es sich um eine Prüfsumme. Hiermit kann die empfangende Station feststellen, ob der Data Frame so angekommen ist, wie es geplant war. Der Sender errechnet hierfür die Prüfsumme aus den Daten des Frames. Der gleiche Vorgang findet auch auf Seiten des Empfängers statt, wenn der Frame bei ihm angekommen ist. Sollte das Ergebnis des Empfängers mit dem übereinstimmen, was der Sender als FCS an den Frame angehängt hat, war die Übertragung erfolgreich.
Bis auf das Feld, das die Transmitter Address angibt, sind grundsätzlich alle Felder in RTS, CTS und ACK enthalten. Das Absenderfeld ist allerdings nur interessant bei der ersten Kontaktaufnahme, damit der Empfänger weiß, mit welchem Knoten er nun kommuniziert.
Durch die Erweiterung des CSMA/CA-Protokolls durch RTS/CTS ist es möglich, Kollisionen auf den anfänglichen RTS-Frame zu reduzieren. So ist es trotzdem wahrscheinlich, dass zwei Teilnehmer gleichzeitig einen Request to Send an dieselbe Station senden. In einem solchen Fall sendet der Empfänger allerdings keinen CTS-Frame, da die RTS-Frames nicht korrekt angekommen sind. Somit kann RTS/CTS das Hidden-Station-Problem lösen: Auch wenn die beiden Sender sich gegenseitig aufgrund der begrenzten Reichweite nicht wahrnehmen, sind nur die RTS-Frames gefährdet und nicht die eigentlichen Daten. Im Anschluss greift CSMA/CA, und die Übertragung kann geordnet stattfinden.
Durch den RTS/CTS-Austausch wird zwar das Hidden-Station-Prinzip gelöst, die Erweiterung sorgt aber für eine andere Schwierigkeit – das Exposed-Station-Problem. Die Situation ist zunächst die gleiche wie beim Hidden-Station-Problem: Eine Station befindet sich in der Mitte von zwei anderen Stationen, die sich gegenseitig nicht erreichen können. Eines der beiden Geräte möchte nun Daten an die Station in der Mitte senden. Alle erreichbaren Knotenpunkte empfangen den CTS-Frame, der sie von einer Sendung abhält. Das umgeht das Hidden-Station-Problem – schafft dabei aber ein neues.
Eine dritte Station wird nun nämlich vom Senden abgehalten, auch dann, wenn eigentlich eine ganz andere, vierte Station das Ziel der Sendung wäre. Diese Übertragung würde keine Kollision erzeugen und wird dennoch unterbunden, was zu einer Verlangsamung des ganzen Netzes führt.
