详尽的IEEE802标准

1、精品文档 IEEE802协议集介绍(802.1 802.21 ) TCP(Transport Control Protocol) IP(Internetworking Protocol) UDP(User Datagram Protocol) ICMP(Internet Control Message Protocol) SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) SNMP(Simple Network manage Protocol) FTP(File Transfer Protocol) ARP(Address Resolation Protocol) 传输控制

2、协议 网间网协议 用户数据报协议 互联网控制信息协议 简单邮件传输协议 简单网络管理协议 文件传输协议 地址解析协议 6 欢迎。下载 1980 年 2 月成立 IEEE802 委员会（ IEEE - Institute of Electrical and lectronics Engineers INC， 即电器和电子工程师协会） 。该委员会制定了一系列局域网标准，称为 IEEE802 标准。按 IEEE802 标准，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层（MAC-Media Access Control ）和逻辑链路子 层 LLC（Logical Link Control）组成。 IEEE

3、 委员会为局域网制定了一系列标准，统称为IEEE802 标准。 IEEE802.1 局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联 IEEE802.2 逻辑链路控制 LLC IEEE802.3 CSMA/C胡问方法和物理层规范，主要包括如下几个标准： IEEE802.3 CSMA/CD介质访问控制标准和物理层规范：定义了四种不同介质10Mbps以太网 规范 ： 10BASE2、10BASE5、 10BASET、10BASEF IEEE802.3U 100Mbps快速以太网标准，现已合并到802.3中 IEEE802.3z 光纤介质千兆以太网标准规范 IEEE802.3ab 传输距离为 100米的 5

4、类无屏蔽双绞线介质千兆以太网标准规范 IEEE802.4Token Passing BUS （令牌总线） IEEE802.5Token Ring （令牌环）访问方法和物理层规范 IEEE802.6 城域网访问方法和物理层规范 IEEE802.7 宽带技术咨询和物理层课题与建议实施 IEEE802.8 光纤技术咨询和物理层课题 IEEE802.9 综合声音/数据服务的访问方法和物理层规范 IEEE802.10 安全与加密访问方法和物理层规范 IEEE802.11 无线局域网访问方法和物理层规范，包括： IEEE802.11a、IEEE802.11b、 IEEE802.11c 和 IEEE802.

5、11q 标准。 IEEE802.12 100VG-A nyLAN快速局域网访问方法和物理层规范 简单说一下 802 系列如下： 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 802.7 ：宽带技术 802.8 ：光纤技术 802.9 ：语音与数据综合局域网 802.11 ：无线局域网 Wireless LAN 802.1

6、2 ： 100VG AnyLAN 802.15 ：无线个域网 Wireless Personal Area Network （蓝牙） 802.16 ：宽带无线接入 Broadband Wireless Access（ WiMAX） 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 Independe

7、nt Handoff IEEE802 协议是一种物理协议，因为有以下多种子协议，把这些协议汇集在一起就叫 802 协议 集。 IEEE 是电气和电子工程师协会（ Institute of Electrical and Electronics Engineers） 的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了 IEEE 802 委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。IEEE 802委员会不断增加，这些分委员会的 职能如下： 一、802.1X 协议 802.1X协议是由（美）电气与电子工程师协会提出，刚刚完成标准化的一个符合IEEE802协议

8、 集的局域网接入控制协议，全称为基于端口的访问控制协议。能够在利用IEEE 802 局域网优势的 基础上提供一种对连接到局域网的用户进行认证和授权的手段，达到了接受合法用户接入，保护网 络安全的目的。 802.1X认证，又称EAPOE认证，主要用于宽带IP城域网。 802.1- - 高层及其交互工作。提供高层标准的框架，包括端到端协议、网络互连、网络管理、 路由选择、桥接和性能测量。 802.（ 基于端口的访问控制 Port Based Network Access Control），协议起源于 802.11 协议， 后者是标准的无线局域网协议， 802.1X 协议的主要目的是为了解决无线局域

9、网用户的接入认证问 题。 802.1X 协议仅仅提供了一种用户接入认证的手段，并简单地通过控制接入端口的开/ 关状态来 实现，这种简化适用于无线局域网的接入认证、点对点物理或逻辑端口的接入认证，而在可运营、 可管理的宽带 IP 城域网中作为一种认证方式具有一定的局限性。 IEEE 802.1d （ 生成树协议 Spanning Tree） IEEE 802.1w, RSTP 算法 IEEE 802.1s, MSTP 算法 IEEE 802.1P ，讲述的是交换机与优先级相关的流量处理的协议。 IEEE 802.1q，虚拟局域网 Virtual LANs : VLan）虚拟桥接局域网协议，定义了

10、 VLAN以及封装 技术，包括GARP协议及其源码、GVRP源码。 二、IEEE 802.2 IEEE 802.2 LLC （Logical Link Control，逻辑链路控制 ）， 802.2- -连接链路控制LLC,提供OSI数据链路层的高子层功能，提供LAN、MAC子层与高层 协议间的一致接口 。 三、IEEE 802.3 IEEE 802.3 是一篇非常重要的业界规范文档。其中最主要的就是规定了以太网的电气指标， 从物理层的电路结构到链路层的MAC操作都有介绍。 802.3- -以太网规范，定义CSMA/C标准的媒体访问控制（MAC子层和物理层规范。 802.3u （ 快速以太网

11、Fast Ethernet） 802.3z （ 千兆以太网 Gigabit Ethernet） 四、802.4- 令牌总线网 802.4 （ 令牌环总线 Token-Passing Bus （ 单一 / 多信道速率 1, 5, 10 MBit/s） 802.4- -令牌总线网。定义令牌传递总线的媒体访问控制（MAC子层和物理层规范。 五、802.5- 令牌环线网 802.5- - 令牌环线网， 802.5 （ 令牌环 Token-Passing Ring 基带速率 1, 4, 16 MBit/s） 定义 令牌传递环的媒体访问控制（MAC子层和物理层规范。 六、802.6- 城域网 MAN 80

12、2.6- -城域网MAN定义城域网（MAN的媒体访问控制（MAC子层和物理层规范（DQDB分布 队列双总线 ） 。 七、802.7 （ 宽带局域网 ）Brandband Lan 802.7- - 宽带技术咨询组，为其他分委员会提供宽带网络技术的建议和咨询， 802.7 （宽带局域 网 ）Brandband Lan 八、802.8 （ 光纤局域网 ） 802.8- - 光纤技术咨询组，为其他分委员会提供使用有关光纤网络技术的建议和咨询。 九、802.9 （ 集成数据和语音网络 Integrated Voice and Data Networks）VoIP 802.9- - 综合话音/数据局域网（

13、 IVD LAN ）。定义综合话音 /数据终端访问综合话音 /数据局域 网（包括IVD LAN、MAN WAN）的媒体访问控制（MAC子层和物理层规范。 802.9a （IsoENET （proposed） 十、 802.10- 可互操作局域网安全标准（ SILS ） 802.10 （ 网络安全 Network Security （Empfehlungeniber Sicherheitsaspekte im LAN） 802.10- - 可互操作局域网安全标准（ SILS ）。定义局域网互连安全机制。 十一、 802.11- 无线局域网 802.11- -无线局域网。定义自由空间媒体的媒体访问

14、控制（MAC子层和物理层规范。 无线局域网采用 802.11 系列标准，主要有 4 个子标准： 1、802.11b 标准的传输速度为 11MB/S 2、802.11a 标准的连接速度可达 54MB/S,与802.11a互不兼容。 3、802.11g 兼容 802.11b 与 802.11a 两种标准，这样原有的 802.11b 和 802.11a 两种标准的设备 都可以在同一网络中使用。 4、802.11z 是一种专门为了加强无线局域网安全的标准。 十二、 802.12- 按需优先（ 100VG-ANYLAN） 802.12- -按需优先（100VG-ANYLAN ）定义使用按需优先访问方法的

15、100Mpbs的以太网标准。 十三、 802.13 十四、802.14 （有线电视（CATV）,定义了电缆调调制解调器（cable modem）标准。 十五、 802.15 （ 无线 PAN （Personal Area Network） 无线个人局域网 无线个人网络（WPAN和无线分布式感知/控制网络（WDSC中的网络设备可能会由不同的公司 进行开发生产，所以一个统一的协议或标准显得尤其重要。 2002年，IEEE 802.15工作组成立，专门从事 WPAf标准化工作。它的任务是开发一套适用于 短程无线通信的标准，通常我们称之为无线个人局域网（WPANs）。目前，IEEE 802.15 WP

16、AN共拥有 4 个工作组： 1、 蓝牙WPANE作组蓝牙是无线个人局域网的先驱。在初始阶段，IEEE并没有制定蓝牙相关 的标准，所以经过一段快速发展时期后，蓝牙很快就有了产品兼容性的问题。现在，IEEE决定制定 行业标准来开发能够相互兼容的蓝牙芯片、网络和产品。 2、共存组 为所有工作在 2.4GHz 频带上的无线应用建立一个标准。 3、高数据率WPAN工作组其802.15.3标准适用于高质量要求的多媒体应用领域。 4、 802.15.4工作组为了满足低功耗、低成本的无线网络要求，IEEE标准委员会在2000年12 月份正式批准并成立了 802.15.4工作组，任务就是开发一个低数据率的WPA

17、N（LR-WPAF标准。它 具有复杂度低、成本极少、功耗很小的特点，能在低成本设备 （固定、便携或可移动的 ）之间进行低 数据率的传输。 目前该标准仍处于不断改善和修订阶段， 预计于 2003 年初推出正式标准。 802.15.4 无线发射 / 接收机及网络被 Motorola 、 Philips 、 Eaton 、 Invensys 和 Honeywell 这些国际通信与工业控制界 巨头们极力推崇。 IEEE 802.15.4 标准及其技术特点 IEEE 802.15.4 满足国际标准组织 （ISO） 开放系统互连 （OSI） 参考模式。它包括物理层、介质 访问层、网络层和高层。 物理层 I

18、EEE 802.15.4 提供两种物理层的选择 （868/915 MHz和2.4GHz），物理层与 MAC层的协作扩大 了网络应用的范畴。这两种物理层都采用直接序列扩频（DSSS）技术，降低数字集成电路的成本，并 且 都使用相同的包结构，以便低作业周期、低功耗地运作。2.4G 物理层的数据传输率为 250kb/s,868/915MHz 物理层的数据传输率分别是 20 kbps 、 40 kbps 。 2.4GHz物理层的较高速率主要归因于一个较好的调制方案：基于DSSS方法（16个状态）的准正 交调制技术。来自 PPDU的二进制数据被依次（按字节从低到高）组成4位二进制数据符号，每种数 据符号

19、（对应16状态组 中的一组）被映射成32位伪噪音CHIP，以便传输。然后这个连续的伪噪音 CHIP序列被调制（采用最小移位键控方式 MSK到载波上，即采用半正弦脉冲波形的偏移四相移相键 控（O_QPSK）调制方式。 868/915MHZ物理层使用简单 DSSS方法，每个PPDU数据传 输位被最大长为15的CHIP序列（m- 序列）所扩展。即被多组+1, -1构成的m-序列编码，然后使用二进制相移键控技术调制这个扩展的 位元序列。不同的数据传输率适用于不同的场合。举例如下，868/915MHZ物理层的低速率换 取了 较好的灵敏度 （-85dbm/2.4G,-92dbm/868,915MHz） 和

20、较大的覆盖面积，从而减少了覆盖给定物理区 域所需的节点数。 2.4G 物理层的较高速率适用于较高的数据吞吐量、低延时或低作业周期的场合。 介质访问层 IEEE 802.15.4 MACH的特征是：联合，分离，确认帧传递，通道访问机制，帧确认，保证时 隙管理，和信令管理。MAC子层提供两个服务与高层联系，即通过两个服务访问点（SAP）访问高层。 通过MAC!用部分子层 SAP（MCPS-SAP访问MAC数据服务，用MAC!管理实体 SAP（MLME-SAP访问 MACt理服务。这两个服务为网络层和物理层提供了一个接口。 灵活的MAC帧结构适应了不同的应用及网络拓扑的需要，同时也保证了协议的简洁。

21、MAC帧的 通用格式如图 2所示。 帧控制说明了如何看待帧的其余部分及它们包含什么。 序列号是传输数据帧 及确认帧的序号。 仅当确认帧的序列号与上次数据传输帧的序列号一致时，才能判定数据传输业务成功。帧校验序列 是16位循环冗余校验。净荷 （payload）是MAC帧要承载的上层数据。它的字段长度可变。 MAC数据帧被送至物理层，作为物理层帧数据（PPDU）的一部分。 网络层 网络层包括逻辑链路控制子层。802.2标准定义了 LLC，并且通用于 诸如802.3,802.11 及 802.15.1等802系列标准中，而MAC子层与硬件联系较为紧密，并随不同的物理层实现而变化。网 络层负责拓扑结构

22、的建立和维护、命名和绑定服务，它们协同完成寻址、路由及安全这些必须的 任务。这个标准的网络层被期望能自己组织和维护。 IEEE 802.4 标准支持多种网络拓扑结构，包括星型和点 -点拓扑结构。应用的设计选择决定了 拓扑结构；一些应用，诸如PC外设，适合低延时的星型连接，而对于别的，诸如涉及安全要求领 域，适合大面积的点 - 点拓扑结构。 802.15.4 WPAN 具有如下的特点： 可升级 卓越的网络能力，可对多达 254 个的网络设备进行动态设备寻址。 适应性 与现有控制网络标准无缝集成。通过网络协调器 (Coordinator) 自动建立网络，采用 CSMA-CA方式进行信道存取。 可靠

23、性 为了可靠传递 , 提供全握手协议。 与蓝牙的比较 在过去的几年内，蓝牙技术引起了极大的关注。在文章的第一部分已经提 到，蓝牙被重新定 义为 802.15.1 。大多数了解蓝牙的读者可能会有一个共同的问题：蓝牙 (802.15.1) 与 802.15.4 的本质区别是什么？为什么通信、控制工业会注重对WPAN勺新技术802.15.4的投资。 * 802.15.4 和蓝牙很相似，二者均用于WPAN * 802.15.4 适用于传感器、玩具和家庭自动控制，同时注重于低速数据或短操作时间的控制和 通信网络；蓝牙则是在 ad-hoc(peer to peer) 网络中擅长便携式音频、便携式屏幕图表图

24、象及文件 的传输。 * 802.15.4 设计特点是能够合理地优化能源的使用。一块正常电池的使用寿命可以达到2 年 以上；蓝牙的能耗与移动电话类似 (需定期充电 )； 802.15.4 技术的应用和挑战 产品的方便灵活、易于连接、实用可靠及可继承延续是市场的驱动力。IEEE 802.15.4 的早期 客户将是高端工业用户，这是由于 802.15.4 主要应用于工业控制、远程监控和楼宇自动化领域， 后期 802.15.4 的市场将转 向消费者和家庭用户，主要应用于家庭自动化、安全和交互式玩具，其 市场的动力来将自其低造价、小功耗以及便于使用的特点，最终每个802.15.4 发射接收机的价格 将低

25、于 5 美元。 对于工业市场领域来说，感应器网络是主要市场对象。将感应器和802.15.4WPAN 设备组合， 进行数据收集、处理和分析，就可以决定是否需要或何时需要用户操作。无线感应器应用实例包括 恶劣环境下的检测，诸如涉 及危险的火和化学物质的现场、监测和维护正在旋转的机器等等。在 这些应用上，一个802.15.4WPAN网络可以极大的降低新感应器网络的安装成本并简化对现有网络 的扩充。 802.15.4 网络另一个充满魅力的应用领域是精作农业。使用自动化的远程控制网络的智能设 备实现农场经营的信息化和软件化是精作农业的新范例。这需要成千上万个带传感器的 LR-WPAN 设备组成网状网络。

26、感应器将收集有关田地的信息，比如土地湿度、氮浓缩量和土壤的PH值等， 每个感应器将经过计算的数据传输到它相应的LR-WPAN设备，并通过网络将其返回到一个中央数据 采集设备。精作农业的网络应用属 802.15.4LR-WPAN 的低端应用，仅需通过已部署的网络 设备每 天进行少许数据的传输。 针对巨大的中国市场和 2008 年国际奥林匹克运动会， 802.15.4 技术产品将在中国的环境监测 和保护领域发挥重要的作用。利用该技术可以对污染源，特别是各工厂废水，废气的排放口进行实 时监测控制，在每个排放口安装相应 感应器，完成样本的采集、分析和最终的流量测定。就目前 的环境来说，污染源的数量大的

27、惊人 ， 仅北京地区的排污口就有几万个。 802.15.4 将提供一个低成本的用于数据采集和传输的网状网络，网络上每个监测点只需在有 限的时间内发送几个比特的数据，数据流是异步的，并在数据等待时间上限制极小，这些因素利于 电池使用寿命的延长。 802.15.4 WPAN 应用的挑战在于它的网络拓扑结构。由于实际应用需用网状拓扑结构，所以一 些节点可使用能量感知来获取生存所需能源，同时充当其他节点的中继器，以便转发信息到最终目 的地。网络配置也不适合采用手动配置，应该实现自我配置。 十六、 802.16 ：宽带无线接入 Broadband Wireless Access ，定义了宽带无线局域网标

28、准 IEEE 802 委员会于 1999 年成立了 802.16 工作组来专门开发宽带无线标准。 IEEE 802.16 负责对无线本地环路的无线接口及其相关功能制定标准，它由三个小工作组组成，每 个小工作组分别负责不同的方面：IEEE 802.16.1负责制定频率为10G到60G赫兹的无线接口标准； IEEE 802.16.2 负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准； IEEE 802.16.3 负责制定频率范围在 2G到10G赫兹之间获得频率使用许可的应用的无线接口标准。我们可以看到，802.16.1所负责的 频率是非常高 的，而它的工作也是在这三个组中走在最前沿的。由于其所定位的带宽很特殊，在 将来 802.16.1 最有可能会引起工业界的兴趣。 802.16 无线服务的作用就是在用户站点同核心网络之间建立起一个通信路径，这个核心网络可以 是公用电话网络也可以是因特网。 IEEE 802.16 标准所关心的是用户的收发机同基站收发机之间的 无线接口。其中的协议专门对在网络中传输大数据块时的无线传输地址问题做了规定，协议标准是 按 照三层结构体系组织的。 三层结构中的最底层是物理层，该层的协议主要是关于频率