前言

IEEE 802 委员会,致力于研究局域网和城域网的物理层和 MAC 子层的服务和协议,对应 OSI 网络参考模型的最低两层(物理层、数据链路层)。所以提到 802 开头的标准,肯定是链路层或者物理层的标准。

二层协议

IEEE 802.1 二层协议集合,链路层协议

协议号 标准 所解决的问题
802.1D STP 生成树协议 解决“广播风暴”
802.1Q VLAN 虚拟局域网 解决如何将大型网络划分为多个小网络,这样广播和组播流量就不会占据更多带宽的问题
802.1P 流量优先权控制标准 使得二层能够提供流量优先级服务。利用了 802.1Q 中的 3bit 字段。VLAN 标签有两部分:VLAN ID(12 bits) 和 优先级(3 bits)。802.1Q VLAN 标准中没有定义和使用优先级字段,而 802.1P 中则定义了该字段。
802.1w RSTP 快速生成树协议 解决 STP 协议缺陷。STP 解决了广播风暴问题,但是生成树收敛耗时较长。
802.1s MSTP 多生成树协议 解决 STP、RSTP 只能将整个 2 层划分成一颗生成树的缺陷。
802.1x 认证协议 限制未经授权的设备接入端口访问 LAN/WLAN
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  • 802.1x 为二层协议,不需要到达三层,对设备的整体性能要求不高,可以有效降低建网成本。

  • 802.1x 协议的体系结构包括 3 个重要部分:客户端(supplicant)、认证系统(autenticator system)、认证服务器(authentication server system) (通常为 RADIUS 服务器)

  • 作为一种先进的宽带网接入认证方式,802.1x已经得到了广泛的重视和应用。而随着无线网络技术、无线网络产品的不断发展,无线网的不断普及,作为专门为无线局域网设计的802.1x凭借着高安全性、更强的数据加密、低成本、高性能等优势,其影响将越来越大,应用将越来越广。

  • 在获得交换机或LAN提供的各种业务之前,802.1x对连接到交换机端口上的用户/设备进行认证。在认证通过之前,802.1x只允许EAPOL(基于局域网的扩展认证协议)数据通过设备连接的交换机端口;认证通过以后,正常的数据可以顺利地通过以太网端口。

  • IEEE 802.1X协议在用户接入网络(可以是以太网,也可以是Wi-Fi网)之前运行,运行于网络中的MAC层。EAP协议RADIUS协议。

环境特点

(1)交换式以太网络环境

对于交换式以太网络中,用户和网络之间采用点到点的物理连接,用户彼此之间通过VLAN隔离,此网络环境下,网络管理控制的关键是用户接入控制,802.1x不需要提供过多的安全机制。

(2)共享式网络环境

当802.1x应用于共享式的网络环境时,为了防止在共享式的网络环境中出现类似“搭载”的问题,有必要将PAE实体由物理端口进一步扩展为多个互相独立的逻辑端口。逻辑端口和用户/设备形成一一对应关系,并且各逻辑端口之间的认证过程和结果相互独立。在共享式网络中,用户之间共享接入物理媒介,接入网络的管理控制必须兼顾用户接入控制和用户数据安全,可以采用的安全措施是对EAPoL和用户的其它数据进行加密封装。在实际网络环境中,可以通过加速WEP密钥重分配周期,弥补WEP静态分配秘钥导致的安全性的缺陷。

一层协议(物理层)

无线局域网协议标准在 二层 是相同的,区别在物理层,主要包括

  • 电磁波频段
  • 所使用的扩频技术
  • 信号调制技术

无线局域网协议标准

协议 年份 功能
802.11 1997 原始标准,2Mbit/s,2.4GHz
802.11a 1999 物理层补充,54Mbit/s,5GHz
802.11b 1999 物理层补充,11Mbit/s,2.4GHz
802.11g 2003 物理层补充,54Mbit/s,2.4GHz
802.11n 2009 改善802.11a 和 802.11g,MIMO,双倍带宽 40MHz, 2.4GHz && 5GHz
802.11ac, WiFi 5 2012 技术基于802.11a,802.11n的继任者,256-QAM, 3.5Gbit/s,5.8GHz
802.11ax, WiFi 6 2019 OFDMA、MU-MINO, 1024-QAM , 9.6Gbit/s, 2.4GHz && 5GHz
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802.3 1983 10BASE5, 10Mbit/s, 粗同轴电缆
802.3a 1985 10BASE2, 10Mbit/s, 细同轴电缆
802.3u 1995 100BASE-FX, 100Mbit/s, 快速以太网
802.3z 1998 1000BASE-X, 1Gbit/s, 光纤以太网
802.3ab 1999 1000BASE-T, 1Gbit/s, 以太网双绞线
802.3ac 1998 由于 802.11Q 的提出,最大帧大小扩展到 1522 字节,允许 Q-tag 和 802.1P 优先级信息
802.3ae 2002 光纤上的万兆以太网
802.3af 2003 以太网供电,PoE, 15.4W功率
802.3av 2009 EPON, 基于以太网的 PON 技术
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