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局域网体系结构与 IEEE 802 标准

IEEE 802 工作组根据局域网的特点和发展方向，为不同的局域网技术 (包括以太网技术、令牌环网技术、FDDI 技术等) 制定了一系列标准。标准化极大地促进了局域网技术的发展，加速了局域网的应用和推广。

随着局域网的普及与应用，研发和生产局域网产品的厂家越来越多，为了使各厂家推出的产品具有良好的兼容性，国际化标准组织于 1980 年 2 月成立了局域网标准化协会——IEEE 802 工作组。IEEE 802 工作组根据局域网的特点和发展方向，为不同的局域网技术 (包括以太网技术、令牌环网技术、FDDI 技术等) 制定了一系列标准。标准化极大地促进了局域网技术的发展，加速了局域网的应用和推广。

1. 局域网体系结构

IEEE 802 标准所描述的局域网参考模型对应 OSI 参考模型的低两层一数据链路层和物理层，其中数据链路层又分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。IEEE 802 参考模型与 OSI 参考模型的对应关系如下图所示。

物理层主要实现数据在物理介质上以比特流形式的传输和接收，以及规定一些机械、电气和规程方面的特性。IEEE 802 参考模型中的物理层与 OSI 参考模型中物理层的功能相同。

数据链路层负责将数据从一个节点可靠地传输到相邻的节点。因为局域网中的多个站点共享传输介质，所以在传输数据之前需先解决介质访问顺序的问题，这要求数据链路层具备介质访问控制功能。又因为介质具有多样性，所以必须提供多种介质访问控制方法。为此 IEEE 802 标准将数据链路层划分为了两个子层：逻辑链路控制 (Logical Link Control, LLC) 子层和介质访问控制(Media Access Control, MAC)子层。

MAC 子层与物理层相邻，它为不同的物理介质定义了不同的介质访问控制标准，可支持 LLC 子层完成对介质的访问控制功能; 此外 MAC 子层也具备组装数据帧、地址识别和差错检测功能。

LLC 子层的主要功能是建立、维持和释放数据链路，为网络层提供面向连接或无连接的服务。LLC 子层的作用是在 MAC 子层提供的介质访问控制和物理层提供的比特流服务之上，将不可靠的信道处理为可靠的信道，确保数据帧的正确传输。此外 LLC 子层还提供差错控制、流量控制和发送顺序控制等大部分数据链路层功能，以及某些网络层的功能，如数据报、虚电路、多路复用等。

2. IEEE 802 局域网标准

IEEE 802 局域网标准随着局域网的发展不断地更新与完善，自诞生至今，IEEE 802 已包含了 40 多项标准，这些标准包含但不仅限于以下部分。

1. IEEE 802.1：局域网体系结构、寻址、网络互联和网络。

2. IEEE 802.2：逻辑链路控制子层 (LLC) 的定义。

3. IEEE 802.3：以太网介质访问控制协议 (CSMACD) 及物理层技术规范。

4. IEEE 802.4：令牌总线网 (Token-Bus) 的介质访问控制协议及物理层技术规范。

5. IEEE 802.5：令牌环网 (Token-Ring) 的介质访问控制协议及物理层技术规范。

6. IEEE 802.6 ：城域网介质访问控制协议DQDB （Distributed Queue Dual Bus 分布式队列双总线）及物理层技术规范。

7. IEEE 802.7：宽带技术。

8. IEEE 802.8：光纤技术。

9. IEEE 802.9：综合声音数据的局域网 ( IVD LAN) 介质访问控制协议及物理层技术规范。

10. IEEE 802.10：网络安全技术，定义了网络互操作的认证和加密方法。

11. IEEE 802.11：无线局域网 (WLAN ) 的介质访问控制协议及物理层技术规范。

    • IEEE 802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，播在2.4GHz）。
    • IEEE 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，播在5GHz）。
    • [IEEE 802.11b](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.11b/10248323?fromModule=lemma_inlink)，1999年，物理层补充（11Mbit/s播在2.4GHz）。
    • [IEEE 802.1](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.1/2109946?fromModule=lemma_inlink)1c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。
    • IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。
    • IEEE 802.11e，对服务等级（Quality of Service, QoS）的支持。
    • IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP，Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤销。
    • IEEE 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，播在2.4GHz）。
    • IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz频段）。
    • [IEEE 802.11i](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.11i/631199?fromModule=lemma_inlink)，2004年，无线网络的安全方面的补充。.
    • IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。
    • IEEE 802.11l，预留及准备不使用。
    • [IEEE 802.11m](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.11m/1588823?fromModule=lemma_inlink)，维护标准；互斥及极限。
    • IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，基础速率提升到72.2Mbit/s，可以使用双倍带宽40MHz，此时速率提升到150Mbit/s。支持多输入多输出技术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。
    • IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
    • IEEE 802.11p，这个通信协定主要用在车用电子的无线通信上。它设置上是从IEEE 802.11来扩充延伸，来符合智能型运输系统（Intelligent Transportation Systems，ITS）的相关应用。
    • [IEEE 802.11ac](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.11ac/22307912?fromModule=lemma_inlink)，802.11n的潜在继承者,更高传输速率的改善，当使用多基站时将无线速率提高到至少1Gbps，将单信道速率提高到至少500Mbps。使用更高的无线带宽(80MHz-160MHz)(802.11n只有40MHz),更多的MIMO流(最多8条流),更好的调制方式(QAM256)。目前是草案标准(draft)，预计正式标准于2012年晚些时间推出。Quantenna公司在2011年11月15日推出了世界上第一只采用802.11ac的无线路由器。Broadcom公司于2012年1月5日也发布了它的第一支支持802.11ac的芯片。
    • IEEE 802.11ae-2012

12. IEEE 802.12 ： [1] [2-3] 需求优先的介质访问控制协议（100VG AnyLAN）。

13. IEEE 802.13 ：(未使用 )【不吉利的数字，没有人愿意使用它---查自《计算机网络-Andrew S. Tanebaum》 Page 63 - 1.6.2 国际标准领域中最有影响的组织】

14. IEEE 802.14：采用线缆调制解调器(Cable Modem)的交互式电视介质访问控制协议及网络层技术规范。

15. [IEEE 802.15](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.15/2361860?fromModule=lemma_inlink)：采用蓝牙技术的无线个人网（Wireless Personal Area Networks，WPAN）技术规范。

    • IEEE 802.15.1：无线个人网络。

    • [IEEE 802.15.4](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.15.4/6657379?fromModule=lemma_inlink)：低速无线个人网络

16. [IEEE 802.16](https://baike.baidu.com/item/IEEE 802.16/3023372?fromModule=lemma_inlink)：宽带无线连接工作组，开发2~66GHz的无线接入系统空中接口。

17. IEEE 802.17：弹性分组环 （Resilient Packet Ring，RPR）工作组，制定了单性分组环网访问控制协议及有关标准。

18. IEEE 802.18：宽带无线局域网技术咨询组（Radio Regulatory）。

19. IEEE 802.19：多重虚拟局域网共存（Coexistence）技术咨询组。

20. IEEE 802.20：移动宽带无线接入（ Mobile Broadband Wireless Access ，MBWA）工作组，制定宽带无线接入网的解决 。

21. IEEE 802.21：媒介独立换手（Media Independent Handover）。

22. IEEE 802.22： [4] 无线区域网（Wireless Regional Area Network）

23. IEEE 802.23：紧急服务工作组 （Emergency Service Work Group）

以上标准中的 IEEE 802.3 标准是在以太网标准的基础上制定的，符合 IEEE 802.3 标准的局域网称为以太网；IEEE 802.5 标准是在美国 IBM 公司推出的令牌环网的基础上制定的，符合 IEEE 802.5 标准的局域网称为令牌环网。以太网和令牌环网是最常见的局域网。