IEEE 802

IEEE 802又称为LMSC(LAN /MAN Standards Committee, 局域网/城域网标准委员会), 致力于研究局域网和城域网的物理层和MAC层中定义的服务和协议, 对应OSI网络参考模型的最低两层(即物理层和数据链路层)。I EEE 802也指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列标准。 更确切的说,IEEE 802标准仅限定在传输可变大小数据包的网络。
事实上,IEEE 802将OSI的数据链路层分为两个子层,分别是逻辑链路控制(Logical Link Control, LLC)和介质访问控制(Media Access Control, MAC),如下所示:
数据链路层
逻辑链路控制子层
介质访问控制子层
物理层
IEEE 802系列标准是IEEE 802 LAN/MAN 标准委员会制定的局域网、城域网技术标准。其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。
LMSC执行委员会(Executive Committee)下设工作组(Working Group)、研究组(Study Group)、技术顾问组(Technical Advisory Group)。曾经设立的多个SG已经合并到WG中,目前活跃的WG和TAG如下:
802.1 :高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols
802.2 :逻辑链路控制Logical Link Control
802.3 :以太网Ethernet (CSMA/CD)

802.4 :令牌总线Token Bus
802.5 :令牌环Token Ring

802.6 :城域网(DQDB Distributed Queue Dual Bus 分布式队列双总线 )

802.7 :宽带技术

802.8 :光纤技术

802.9 :语音与数据综合局域网

802.10:局域网信息安全

802.11:无线局域网Wireless LAN
802.12 :100VG AnyLAN

802.13 :有线电视(Cable-TV)
802.14:交互式电视网(包括Cable Modem)

802.15:无线个人局域网 Wireless Personal Area Network
802.16:宽带无线接入 Broadband Wireless Access
802.17:弹性分组环 Resilient Packet Ring
802.18:无线管制 Radio Regulatory TAG
802.19:共存 Coexistence TAG
802.20:移动宽带无线接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)
802.21:媒质无关切换 Media Independent Handoff

IEEE802.3是载波侦听多路访问局域网的标准。同时需要理解总线网的特点,即它进行媒体访问无优先权,信息的发送是通过竞争进行的;结构简单,媒体介入方便,价格便宜;但节点之间的最大距离有限制;信息负载少,数据吞吐量较高,延时短;反之,冲突的增加,数据吞吐量下降,网络延时增加;实时性差;采用点到点或广播式通信。通过这些特点,大家可以对局域网的性能有所了解,同时对于10BASE5、10BASE2、10BASE—T三种以太网从长度、连接数、接口等方面做到心中有数,从而为局域网组网选择提供依据。

IEEE802.4是令牌网的标准。应当注意的是它的4种优先级,使用的传输介质和它的特点,从它的特点我们可以清晰的看出该标准采用无冲突媒体访问方式;结构从物理上讲是总线网,而逻辑上是环形网,连接简单;信息载荷与总线网在信息载荷方面的特点正好相反;传输延迟固定。

IEEE802.5标准,定义了令牌环(Token Ring) 介质访问控制子层与物理层规范 
主要表现为: 
1.单令牌协议; 2.优先级位; 3.监控站; 4.预约指示器 ;
IEEE802.5标准定义了25种截止访问控制桢,用以完成环维护功能。

局域网(LAN)的结构主要有三种类型:以太网(Ethernet)、令牌环(Token Ring)、令牌总线(Token Bus)以及作为这三种网的骨干网光纤分布数据接口(FDDI)。 

它们所遵循的都是IEEE(美国电子电气工程师协会)制定的以802开头的标准,目前共有11个与局域网有关的标准。IEEE 802.5 通常指令牌环网。一种网络协议。Token Ring访问方法及物理层规定等。 
80年代初期:美国电气和电子工程师学会IEEE 802委员会制定出局域网体系结构, 即IEEE 802参考模型。IEEE 802参考模型相当于OSI模型的最低两层: 
1983年:IEEE 802 委员会以美国施乐(Xerox)公司+数字装备公司(Digital)+英特尔(Intel)公司提交的DIX Ethernet V2为基础,推出了IEEE 802.3。 
IEEE 802.3又叫做具有CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)的网络。CSMA/CD是IEEE 802.3采用的媒体接入控制技术,或称介质访问控制技术。 
因此: IEEE802.3 以“以太网”为技术原形,本质特点是采用CSMA/CD 的介质访问控制技术。“以太网”与IEEE 802.3略有区别。但在忽略网络协议细节时, 人们习惯将IEEE 802.3称为”以太网”。 
与IEEE 802 有关的其它网络协议: 
IEEE 802.1—概述、体系结构和网络互连,以及网络管理和性能测量。 
IEEE 802.2—逻辑链路控制LLC。最高层协议与任何一种局域网MAC子层的接口。 
IEEE 802.3—CSMA/CD网络,定义CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规范。 
IEEE 802.4—令牌总线网。定义令牌传递总线网的MAC子层和物理层的规范。 
IEEE 802.5—令牌环形网。定义令牌传递环形网的MAC子层和物理层的规范。 
IEEE 802.6—城域网。 
IEEE 802.7—宽带技术。 
IEEE 802.8—光纤技术。 
IEEE 802.9—综合话音数据局域网。 
IEEE 802.10—可互操作的局域网的安全。 
IEEE 802.11—无线局域网。 
IEEE 802.12—优先高速局域网(100Mb/s)。 
IEEE 802.13—有线电视(Cable-TV)。 

IEEE802.3 是载波监听多路访问/冲突检测访问方法和物理层协议。 
一、简介类型。 
IEEE802.3: 描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法,在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式,对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。早期的IEEE 802.3描述的物理媒体类型包括:10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36等;快速以太网的物理媒体类型包括:100 BaseT、100BaseT4和100BaseX等。 
IEEE802.3I: 原始IEEE 802.3规范的物理更改,它要求通过双绞线网络介质,使用以太网类型的信令。标准设定信令速度为10兆比特每秒,使用一个通过双绞线电缆传输的基带信令图,该双绞线电缆采用星形或延伸的星形拓扑。 
IEEE802.3u: (100Base-T)是100兆比特每秒以太网的标准。100Base-T技术中可采用3类传输介质,即100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX,它采用4B/5B编码方式。 
IEEE802.3z: IEEE 802.3z千兆以太网标准在1998年6月通过,它规定的三种收发信机包括三种介质: 1000BASE-LX 应用于已安装的单模光纤基础上,1000BASE-SX应用于已安装的多模光纤基础上, 1000BASE-CX应用于已安装的在设备室内连接的平衡屏蔽铜缆基础上。 

二、IEEE802.3帧格式(1983-1996) 
在1980年最早的以太网规范与1983年第一个在IEEE802.3标准发布之前的一段时间内,帧格式的改变很小。IEEE802.3帧格式(作为标准从1983-1996年间存在)。帧格式几乎与DIX以太网帧相同。 
IEEE802.3帧中的所有域与DIX以太网帧格式都是完全相同的。历史上,网络设计者和用户一般都正确地 
把类型域和长度域使用上的差别作为这两种帧格式的主要差别。DIX以太网不使用LLC,使用类行域支持向上复用协议。IEEE802.3需要LLC实现向上复用,因为它用长度域取代了类型域。实际上,这两种格式可以并存。这个2字节的域表示数字值范围是0到2的16次方-1(65535)。长度域的最大值是1500,因为这是数据域的最大有效长度。因此,1501-65535的值都可以来标识类型域,而不会干扰该域对数据长度的表示。我们只要简单地保证类型域的所以值都包含在这个不会相互干扰的区间之内就可以了。实际上,这个域的1536-65535(从0x0600-0xFFFF)之间的全部值都已被保留为类型域的值,而0-1500的所有值则被保留为长度域的赋值。在这种方式下,使用IEEE802.3格式(带LLC)的以太网客户之间可以通信,而使用DIX以太网格式(带类型域)的客户之间也可以在同一个LAN相互通信。当然,这两类用户之间不能通信,除非有设备驱动软件或高层协议能够理解这两种格式。许多高层协议到现在还在使用DIX以太网格式。这种格式是TCP/IP、IPX(Net Ware)、DECnetPhase4和LAT (DEC的Local AreaTranspont,局部传输)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)的实现中普通应用。 

三、IEEE802.3帧格式(1997) 
在1995-1996年间,IEEE802.3x任务组为支持全双工操作对已有标准作了补充。其中一部分工作就是开发了流量控制算法。 
帧格式方面的最大变化是:MAC控制协议使用DIX以太网风格的类型域来唯一区分MAC控制帧与其他协议的帧。这是IEEE802委员会第一次使用这种帧格式。只要该任务组把MAC控制协议对类型域的使用合法化,他们就能把任何IEEE802.3帧对类型域的使用合法化。IEEE802.3x在1997年成为IEEE通过的协议。这使原来“以太网使用类型域而IEEE802.3使用长度域”的差别消失。IEEE802.3经过IEEE802.3x标准的补充,支持这个域作为类型域和长度域两种解释。两者都是“IEEE802.3格式”,类型域和长度域的不同解释正如本节前部所述。作为类型域用法标准化的一部分,IEEE承担了为类型域设定惟一值的则任(Xerox从1980年已开始对类型域赋值)。千兆以太网使用了这种混合的帧格式。 

四、以太网帧 
该帧包含6个域:前导码(preamble)包含8个字节(octet);目的地址(DA)包含6个字节;源地址(SA)包含6个字节;类型域包含2个字节;数据域包含46-1500字节;帧效验序列(FCS)包含4个字节。 

IEEE802.4是令牌总线访问方法和物理层协议。 
一、简介。 
工业界人士(General Motor等)在研究802标准的过程中建议了一种MAP(Manufacturing Automation Protocol)协议,得到IEEE采纳,成为IEEE 802.4标准。这种网络汲取了总线网和令牌环网的优点,是工业自动化中的重要网络技术。 

二、以太网在共享总线上运行CSMA/CD协议,存在以下弱点: 
1、 不适应重负荷应用环境。 
2、 实时性差,帧的延迟不能确定。 
3、无优先级区分,重要的帧和不重要的帧都有相同的权力使用总线. 
4、由于存在碰撞域,以太网内的节点和以太网的覆盖范围受到限制。 
5 、 共享总线方式决定了媒体不能使用光纤,限制了数据的传输距离。 

三、令牌总线局域网是一种传送延迟时间可以确定的系统。 
令牌绕网一周的时间上限值 <=nT秒。 
令牌总线局域网的两个主要特点,就是令牌总线局域网在物理上是一个总线网,而在逻辑上却是一个令牌网。这样,令牌总线网既具有总线网的“接入方便”和“可靠性较高”的优点,也具有令牌环形网的“无冲突”和“发送时延有确定的上限值”的优点。 
在令牌总线局域网中,必须有一个有效的MAC子层协议来管理网络的令牌。因而令牌总线局域网的MAC子层协议非常复杂 。 
令牌传递的顺序与站的物理位置无关,在图中设令牌按照A→D→B→E→F→A→……的顺序传递,总线是一根线形或树形的电缆,其上连接着各个节点,每个节点传送的帧其它节点都能收到。 逻辑上,所有节点构成一个环,每个节点都有前方节点和后继节点,并知道它们的地址。 节点发送前必须获得令牌,整个网络上只有一个令牌,获得令牌的帧可以发送一帧。 如无数据发送,则把令牌交给后继节点。令牌如此沿逻辑环循环传送。 1节点传送令牌时,只需指定逻辑环上后继节点的地址。 传输媒体使用电缆电视用的750同轴电缆。 
注意,802.4规定要把基带信号再进行调制后才送到电缆上传输。 

四、1802.4与802.3的物理层完全不兼容。 
令牌:一种特殊的帧,只有得到令牌的节点才能发送帧。IEEE 802.4使用令牌,从而避免了多个节点同时访问总线引起的帧碰撞。 
在下列之一条件下,站必须交出对媒体的控制权: 
1、该站没有数据帧要发送 
2、该站发送了所有排队等候传输的数据帧 
3、分配给该站的时间终了 
遇到这些情况之一,令牌就被传递给逻辑序列中的下一站。这个新的令牌接收站就获得了发送权。因此,令牌总线的稳态操作是由交替的数据传递阶段和令牌传送阶段组成的。 

五、特点。 
1、物理上是总线网,逻辑上是令牌网 
2、物理层:传输媒体为75W宽带同轴电缆,数据速率为1Mb/s、5Mb/s或10Mb/s; 
3、传输机制为以太网和令牌环的结合: 
  ●物理传输采用广播方式; 
●介质访问控制采用令牌方式。 

IEEE802.5是令牌环访问方法和物理层协议。 

EEE局域网协议,它规定了物理层和数据链路层MAC子层的实现。IEEE802.5采用传递令牌的方法在STP或UTP电缆上以4M或16M的速率进行存取,其在功能和运行上与IBM令牌环网相同。 
IEEE802.5标准,定义了令牌环(Token Ring) 介质访问控制子层与物理层规范,主要表现为 1.单令牌协议2.优先级位3.监控站4.预约指示器 。IEEE802.5标准定义了25种截止访问控制帧,用以完成环维护功能 

一、有必要介绍一下令牌环,令牌环的组成: 
1、 <ignore_js_op> 

 


2、 <ignore_js_op> 

 


3、两类特殊帧 
地址--收到本站地址时,TCU与DTE接通,本站可以接收数据。 
令牌--特殊结构的帧,要发送数据,就必须先获得令牌。 
4、各站通过TCU串接形成环路 。 
5、TCU的作用 
◆转发比特流,先收后发,故延时一位,有“重复”作用,波形不变。 
◆收听方式下DTE与TCU是断开的状态。 
◆检测比特流,符合本站地址时将DTE接入,转发工作继续进行。 
◆令牌检测。 

二、工作原理: 
当某站有数据要发送时,先截获令牌,将令牌标志转变为信息帧标志,然后发送数据--> 逐站转发到达目的站(其它站这时无令牌而无法发送),--> 目的站由于符合本站地址,将DTE接入,复制信息帧,同时继续转发,最后附上状态信息,--> 信息帧转发一圈后回到源站,源站检测成功与否,--> 如成功,则收回数据,放出一个令牌,回到收听方式。注意:数据可靠接收并返回源站后才放出令牌。 

三、802.5局域网的MAC子层 
1、两类MAC帧 
2、令牌帧--3个字节。 
起始--接入控制--结束 
接入控制--PPPTMRRR 
T = 0--令牌帧, T = 1--非令牌帧 
M--监督比特 
PPP--优先级控制比特,优先级高于PPP的可截获令牌 
RRR--用于预约 

起始和结束字节 
a、使用曼彻斯特编码 
正常比特-- 位中间跳变 
  特殊比特--位中间无跳变(全“0”或全“1”) 
b、特殊比特4bit--代表令牌或其它帧的开始和结束 
c、结束段最后比特E--差错比特,发送时置“0”,转发中任何一站发现出错就将其置“1”。 
3、非令牌帧 
起始--接入控制--帧控制--目标地址--源地址--数据—FCS--结束--帧状态 
起始、结束和接入控制同令牌帧一样。 

帧控制--类型 + 控制比特。 
a、类型 ——-- 01 — 信息帧, 00 -- MAC控制帧(无数据段) 
b、控制比特 ——控制帧的种类 
FCS仅校验“帧控制、目标地址、源地址及数据”四段。 
帧状态--ACXXACXX 

a、发送完则A、C都置“0” 
b、目的站识别到这帧(地址相符)则A置“1” 
c、复制成功则C置“1” 
d、回到源站判断: 
A = C = “0”--该站不存在 
A = “1”,C = “0”--复制不成功 
A = C = “1”--复制成功 

发送过程--截获令牌将其置“1”,删去结束字节,加入“帧控制”之后的所有内容,变成信息帧发送出去,逐站转发到达目的站。其它站由于收不到令牌,暂时无法发送数据。 
4、星形分布时较为方便,在DTE接入处加装继电器,当DTE故障时将故障处旁路,不影响整个环路工作。 

四、令牌环的平均时延 
tf = L(1-/N)/[2(1-)] + Nl平均2/[2c2(1-)] + 1/(C) + L/2

原文地址:https://www.cnblogs.com/timssd/p/5711009.html