IEEE802.3: 描述物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層的實(shí)現(xiàn)方法,在多種物理媒體上以多種速率采用CSMA/CD訪問方式,對(duì)于快速以太網(wǎng)該標(biāo)準(zhǔn)說明的實(shí)現(xiàn)方法有所擴(kuò)展。早期的IEEE 802.3描述的物理媒體類型包括:10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36等;快速以太網(wǎng)的物理媒體類型包括:100 BaseT、100BaseT4和100BaseX等。
IEEE802.3I: 原始IEEE 802.3規(guī)范的物理更改,它要求通過雙絞線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì),使用以太網(wǎng)類型的信令。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定信令速度為10兆比特每秒,使用一個(gè)通過雙絞線電纜傳輸?shù)幕鶐帕顖D,該雙絞線電纜采用星形或延伸的星形拓?fù)洹?
IEEE802.3u: (100Base-T)是100兆比特每秒以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。100Base-T技術(shù)中可采用3類傳輸介質(zhì),即100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX,它采用4B/5B編碼方式。
IEEE802.3z: IEEE 802.3z千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在1998年6月通過,它規(guī)定的三種收發(fā)信機(jī)包括三種介質(zhì): 1000BASE-LX 應(yīng)用于已安裝的單模光纖基礎(chǔ)上,1000BASE-SX應(yīng)用于已安裝的多模光纖基礎(chǔ)上, 1000BASE-CX應(yīng)用于已安裝的在設(shè)備室內(nèi)連接的平衡屏蔽銅纜基礎(chǔ)上。
IEEE802.3幀格式(1983-1996)
在1980年最早的以太網(wǎng)規(guī)范與1983年第一個(gè)在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前的一段時(shí)間內(nèi),幀格式的改變很小。IEEE802.3幀格式(作為標(biāo)準(zhǔn)從1983-1996年間存在)。幀格式幾乎與DIX以太網(wǎng)幀相同。
IEEE802.3幀中的所有域與DIX以太網(wǎng)幀格式都是完全相同的。歷史上,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者和用戶一般都正確地
把類型域和長(zhǎng)度域使用上的差別作為這兩種幀格式的主要差別。DIX以太網(wǎng)不使用LLC,使用類行域支持向上
復(fù)用協(xié)議。IEEE802.3需要LLC實(shí)現(xiàn)向上復(fù)用,因?yàn)樗瞄L(zhǎng)度域取代了類型域。
實(shí)際上,這兩種格式可以并存。這個(gè)2字節(jié)的域表示數(shù)字值范圍是0到2的16次方-1(65535)。長(zhǎng)度域的
最大值是1500,因?yàn)檫@是數(shù)據(jù)域的最大有效長(zhǎng)度。因此,1501-65535的值都可以來標(biāo)識(shí)類型域,而不會(huì)干擾
該域?qū)?shù)據(jù)長(zhǎng)度的表示。我們只要簡(jiǎn)單地保證類型域的所以值都包含在這個(gè)不會(huì)相互干擾的區(qū)間之內(nèi)就可以
了。實(shí)際上,這個(gè)域的1536-65535(從0x0600-0xFFFF)之間的全部值都已被保留為類型域的值,而0-1500
的所有值則被保留為長(zhǎng)度域的賦值。
在這種方式下,使用IEEE802.3格式(帶LLC)的以太網(wǎng)客戶之間可以通信,而使用DIX以太網(wǎng)格式(帶
類型域)的客戶之間也可以在同一個(gè)LAN相互通信。當(dāng)然,這兩類用戶之間不能通信,除非有設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件
或高層協(xié)議能夠理解這兩種格式。許多高層協(xié)議到現(xiàn)在還在使用DIX以太網(wǎng)格式。這種格式是TCP/IP、IPX
(Net Ware)、DECnetPhase4和LAT (DEC的Local AreaTranspont,局部傳輸)使用得最普遍的格式。
IEEE802.3/LLC大都在Apple Talk Phase2、NetBIOS和一些IPX(Net Ware)的實(shí)現(xiàn)中普通應(yīng)用。
IEEE802.3幀格式(1997)
在1995-1996年間,IEEE802.3x任務(wù)組為支持全雙工操作對(duì)已有標(biāo)準(zhǔn)作了補(bǔ)充。其中一部分工作就是開
發(fā)了流量控制算法。
幀格式方面的最大變化是:MAC控制協(xié)議使用DIX以太網(wǎng)風(fēng)格的類型域來唯一區(qū)分MAC控制幀與其他協(xié)議
的幀。這是IEEE802委員會(huì)第一次使用這種幀格式。只要該任務(wù)組把MAC控制協(xié)議對(duì)類型域的使用合法化,他
們就能把任何IEEE802.3幀對(duì)類型域的使用合法化。IEEE802.3x在1997年成為IEEE通過的協(xié)議。這使原來“
以太網(wǎng)使用類型域而IEEE802.3使用長(zhǎng)度域”的差別消失。IEEE802.3經(jīng)過IEEE802.3x標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充,支持這個(gè)
域作為類型域和長(zhǎng)度域兩種解釋。兩者都是“IEEE802.3格式”,類型域和長(zhǎng)度域的不同解釋正如本節(jié)前部所
述。作為類型域用法標(biāo)準(zhǔn)化的一部分,IEEE承擔(dān)了為類型域設(shè)定惟一值的則任(Xerox從1980年已開始對(duì)類型域賦值)。千兆以太網(wǎng)使用了這種混合的幀格式。
以太網(wǎng)幀
該幀包含6個(gè)域:前導(dǎo)碼(preamble)包含8個(gè)字節(jié)(octet);目的地址(DA)包含6個(gè)字節(jié);源地址(SA)包含6個(gè)字節(jié);類型域包含2個(gè)字節(jié);數(shù)據(jù)域包含46-1500字節(jié);幀效驗(yàn)序列(FCS)包含4個(gè)字節(jié)。
一、IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)概述
IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的大部分是在80年代由委員會(huì)制訂的,當(dāng)時(shí)個(gè)人計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)剛剛興趣。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步,擴(kuò)充和制訂了不少新的標(biāo)準(zhǔn),因此,IEEE 802家族也越來越龐大,成員也越來越多。
● IEEE801.1 網(wǎng)間互連定義
802.1是關(guān)于LAN/MAN橋接、LAN體系結(jié)構(gòu)、LAN管理和位于MAC以及LLC層之上的協(xié)議層的基本標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在,這些標(biāo)準(zhǔn)大多與交換機(jī)技術(shù)有關(guān),包括:802.1q(VLAN標(biāo)準(zhǔn))、802.3ac (帶有動(dòng)態(tài)GVRP標(biāo)記的VLAN標(biāo)準(zhǔn))、802.1v(VLAN分類)、802.1d(生成樹協(xié)議)、802.1s(多生成樹協(xié)議)、802.3ad(端口干路)和802.1p(流量?jī)?yōu)先權(quán)控制)。
● IEEE802.2 邏輯鏈路控制
該協(xié)議對(duì)邏輯鏈路控制(LLC),高層協(xié)議以及MAC子層的接口進(jìn)行了良好的規(guī)范,從而保證了網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的準(zhǔn)確和高效性。由于現(xiàn)在邏輯理論控制已經(jīng)成為整個(gè)802標(biāo)準(zhǔn)的一部分,因此這個(gè)工作組目前處于“冬眠”狀態(tài),沒有正在進(jìn)行的項(xiàng)目。
● IEEE802.3 CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)
IEEE802.3定義了10Mbps、100Mbps、1Gbps,甚至10Gbps的以太網(wǎng)雛形,同時(shí)還定義了第五類屏蔽雙絞線和光纜是有效的纜線類型。該工作組確定了眾多的廠商的設(shè)備互操作方式,而不管它們各自的速率和纜線類型。而且這種方法定義了CSMA/CD(帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問)這種訪問技術(shù)規(guī)范。IEEE802.3產(chǎn)生了許多擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn),如快速以太網(wǎng)的IEEE802.3u,千兆以太網(wǎng)的IEEE802.3z和IEEE802.3ab,10G以太網(wǎng)的IEEE802.3ae。目前,局域網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的就是基于IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的各類以太網(wǎng)。
● IEEE802.4 令牌環(huán)總線
該標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌傳遞總線訪問方法和物理層規(guī)范(Token Bus)。該工作組近期處于休眠狀態(tài),并沒有正在進(jìn)行的項(xiàng)目。
● IEEE802.5 令牌環(huán)網(wǎng)
IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌環(huán)訪問方法和物理層規(guī)范(Token Ring)。標(biāo)準(zhǔn)的令牌環(huán)以4Mbps或者16Mbps的速率運(yùn)行。由于該速率肯定不能滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸量的要求,所以,目前該工作組正在計(jì)劃100Mbps的令牌環(huán)(802.5t)和千兆位令牌環(huán)(802.5v)。其他802.5規(guī)范的例子是802.5c(雙環(huán)包裝)和802.5j(光纖站附件)。令牌環(huán)在我國(guó)極少被應(yīng)用。
● IEEE802.6 城域網(wǎng)(WAN)
該標(biāo)準(zhǔn)定義了城域網(wǎng)訪問的方法和物理層的規(guī)范(分布式隊(duì)列雙總線DQDB)。目前,由于城域網(wǎng)使用Internet的工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行創(chuàng)建和管理,所以802.6工作組目前也處于休眠狀態(tài),并沒有進(jìn)行任何的研發(fā)工作。
● IEEE802.7 寬帶技術(shù)咨詢組
該標(biāo)準(zhǔn)是IEEE為寬帶LAN推薦的實(shí)用技術(shù),1989年,該工作組推薦實(shí)踐寬帶LAN,1997年再次推薦。該工作組目前處于休眠狀態(tài),沒有正在進(jìn)行的項(xiàng)目。802.7的維護(hù)工作現(xiàn)在由802.14小組負(fù)責(zé)。
● IEEE802.8 光纖技術(shù)咨詢組
該標(biāo)準(zhǔn)定義了光纖技術(shù)所使用的一些標(biāo)準(zhǔn)。許多該工作組推薦的對(duì)光纖技術(shù)的時(shí)間都被封裝到物理層上的其他標(biāo)準(zhǔn)中。
● IEEE802.9 綜合數(shù)據(jù)聲音網(wǎng)
該標(biāo)準(zhǔn)定義了介質(zhì)訪問控制子層(MAC)與物理層(PHY)上的集成服務(wù)(IS)接口。同時(shí),該標(biāo)準(zhǔn)又被稱為同步服務(wù)LAN(ISLAN)。同步服務(wù)是指數(shù)據(jù)必須在一定的時(shí)間限制內(nèi)被傳輸?shù)倪^程。流介質(zhì)和聲音信元就是要求系統(tǒng)進(jìn)行同步傳輸通信的例子。
● IEEE802.10 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)咨詢組
該標(biāo)準(zhǔn)定義了互操作LAN安全標(biāo)準(zhǔn)。該工作組以802.10a (安全體系結(jié)構(gòu))和802.10c(密匙管理)的形式提出了一些數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)。該工作組目前處于休眠狀態(tài),沒有正在進(jìn)行的項(xiàng)目。
● IEEE802.11 無線聯(lián)網(wǎng)
該標(biāo)準(zhǔn)定義了無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范(Wireless LAN)。該工作組正在開發(fā)以2.4GHz和5.1GHz無線頻譜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)主要包括三個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g。
● IEEE802.12 需求優(yōu)先(100VG-AnyLAN)
IEEE802.12規(guī)則定義了需要優(yōu)先訪問方法。該工作組為100Mbps需求優(yōu)先MAC的開發(fā)提供了兩種物理層和中繼規(guī)范。雖然他們的使用以申請(qǐng)了專利并被接受作為ISO標(biāo)準(zhǔn),但是它們被廣泛接受的程度遠(yuǎn)遜色于以太網(wǎng)。802.12目前正處于被分離的階段。
● IEEE802.14 交互電視
本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交互式電視網(wǎng)(包括Cable Modem)進(jìn)行了定義以及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)規(guī)范。該工作組開發(fā)有線電視和有線調(diào)制解調(diào)器的物理與介質(zhì)訪問控制層的規(guī)范。確信他們的工作完成后,該工作組沒有正在進(jìn)行的項(xiàng)目。
● IEEE802.15 短距離無線網(wǎng)
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了短距離無線網(wǎng)絡(luò)(WPAN),包括藍(lán)牙技術(shù)的所有技術(shù)參數(shù)。個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)想將在便攜式和移動(dòng)計(jì)算設(shè)備之間產(chǎn)生無線互連,例如PC、外圍設(shè)備、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、呼機(jī)和消費(fèi)電子,該網(wǎng)絡(luò)使用這些設(shè)備可以在不受其他無線通信干擾的情況下進(jìn)行相互通信和互操作。
● IEEE802.16 寬帶無線接入
該標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于寬帶無線接入方面。802.16工作組的目標(biāo)是開發(fā)固定寬帶無線接入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)主要解決最后一英里本地環(huán)路問題。802.16與802.11a的相似之處在于它使用未經(jīng)當(dāng)局許可的國(guó)家信息下部構(gòu)造(U-NII)頻譜上的未許可頻率。802.16不同于802.11a的地方在于它為了提供一個(gè)支持真正無線網(wǎng)絡(luò)迂回的標(biāo)準(zhǔn),從一開始就提出了有關(guān)聲音、視頻、數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量問題。
二、IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)
802.11是IEEE最初制定的一個(gè)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),主要用于難于無法布線的環(huán)境或移動(dòng)環(huán)境中計(jì)算機(jī)的無線接入,由于傳輸速率最高只能達(dá)到2Mbps,所以,業(yè)務(wù)主要被用于數(shù)據(jù)的存取。鑒于802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要,因此,IEEE小組又相繼推出了802.11b、802.11a和802.11g三個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。
802.11b工作于2.4GHz頻帶,物理層支持5.5 Mbps 和 11 Mbps兩個(gè)新速率。802.11b的傳輸速率可因環(huán)境干擾或傳輸距離而變化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps之間切換,而且在2 Mbps、1 Mbps速率時(shí)與802.11兼容。802.11b使用直接序列(Direct Sequence)DSSS作為協(xié)議。提供數(shù)據(jù)加密,使用的是高達(dá)128bit的WEP。需要注意的是,802.11b和工作在5GHz頻率上的802.11a標(biāo)準(zhǔn)不兼容。由于價(jià)格低廉,802.11b產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛地投入市場(chǎng),并在許多實(shí)際工作場(chǎng)所運(yùn)行。
802.11a工作于5GHz頻帶,物理層速率可達(dá)54 Mb/s,傳輸層可達(dá)25Mbps。802.11a采用正交頻分復(fù)用(OFDM)的獨(dú)特?cái)U(kuò)頻技術(shù);可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無線幀結(jié)構(gòu)接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持語音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù);一個(gè)扇區(qū)可接入多個(gè)用戶,每個(gè)用戶可帶多個(gè)用戶終端。802.11a使用垂直頻率劃分多路復(fù)用傳輸(OFDM)列表來增大傳輸范圍,數(shù)據(jù)加密可達(dá)152bit WEP。
11月15日,IEEE試驗(yàn)性地批準(zhǔn)一種新技術(shù)802.11g。802.11g也工作于2.4GHz頻帶,使無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率可達(dá)54Mbps,比現(xiàn)在通用的802.11b要快出5倍,并且與802.11b完全兼容。由于802.11g和802.11a的設(shè)計(jì)方式是一樣的。因此,設(shè)備供應(yīng)商可以制造同時(shí)支持這三種標(biāo)準(zhǔn)的無線PC卡。
802.11b+是一個(gè)非正式的標(biāo)準(zhǔn),稱為增強(qiáng)型802.11b。802.11b+跟802.11b完全兼容,只是采用了Packet Binary Convolutional Coding (PBCC)數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù),所以,能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)22Mbps的通訊速率,完全適用于數(shù)字圖像、視頻、MP3等多媒體文件的傳輸。
三、IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)
藍(lán)牙(IEEE 802.15)是一項(xiàng)最新標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于802.11來說,它的出現(xiàn)不是為了競(jìng)爭(zhēng)而是為了補(bǔ)充。藍(lán)牙比802.11更具移動(dòng)性,比如,802.11限制在局域網(wǎng)內(nèi),而藍(lán)牙不僅能把一個(gè)設(shè)備連接到局域網(wǎng),而且能將之連接到廣域網(wǎng),甚至支持全球漫游。當(dāng)然,藍(lán)牙低功耗、短距離、低帶寬的應(yīng)用,嚴(yán)格來講,不算是真正的局域網(wǎng)技術(shù)。但它成本低、體積小,可用于更多的設(shè)備,主要被用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短距離無線發(fā)送技術(shù)。
附表: IEEE802.11與IEEE802.15之比較
|
802.11 |
802.11b |
802.11b+ |
802.11a |
802.11g |
802.15.1 |
頻率 |
2.4GHz |
2.4GHz |
2.4GHz |
5GHz |
2.4GHz |
2.4GHz |
帶寬 |
2/1Mbps |
11/5.5/2/1Mbps |
22/11/5.5/2/1Mbps |
可達(dá)54 Mbps |
可達(dá)54 Mbps |
721Kbps |
距離 |
100米 |
100~300米 |
100~300米 |
5~10千米 |
5~10千米 |
3米 |
業(yè)務(wù) |
數(shù)據(jù) |
數(shù)據(jù) 圖像 |
數(shù)據(jù) 圖像 |
語音 數(shù)據(jù) 圖像 |
語音 數(shù)據(jù) 圖像 |
數(shù)據(jù) |