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Published on 2025-07-31 / 2 Visits
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【网络协议学习】IEEE 802.3:看清以太网背后的“协议铁律”


📘 “以太网不只是插网线,它有自己的规矩。”
IEEE 802.3 就是这些规矩的“立法者”。


一、IEEE 802.3 是什么?为什么值得专门讲?

以太网(Ethernet)是目前使用最广泛的局域网技术,但它并不是“野蛮生长”。
它的行为规范、信号传输、电气特性、帧结构……全都由一套标准在约束。

这套标准就是:

IEEE 802.3 —— 以太网的官方协议族,由 IEEE(电气与电子工程师协会)发布和维护。

IEEE 802.3 定义的是:

  • 媒体访问控制(MAC)机制

  • 数据帧格式

  • 不同速率/物理媒介下的电气规范(10M、100M、1G、10G、40G……)

  • CSMA/CD(早期碰撞检测)机制

📌 一句话理解:IEEE 802.3 = “Ethernet 的宪法”


二、IEEE 802 协议族一览(让你不再傻傻分不清)

标准编号

内容

应用说明

802.1

网络管理、桥接、VLAN

控制桥接、生成树、VLAN

802.2

LLC子层

为 MAC 提供统一接口

✅802.3

有线以太网

MAC、帧结构、物理层

802.11

无线局域网(Wi-Fi)

WLAN

802.15

蓝牙和 WPAN

无线个人网络

802.16

WiMAX

宽带无线接入

📌 IEEE 802.3 是 802 协议族中用于“有线局域网通信”的基础标准!


三、IEEE 802.3 帧结构详解(与 Ethernet 有何不同?)

Ethernet II 帧格式(现代抓包常见):

IEEE 802.3 帧格式(经典帧):

📌 区别:

  • Ethernet II 使用 Type 字段 指示上层协议(如 IPv4: 0x0800)

  • IEEE 802.3 使用 Length 字段 + LLC 子层 决定上层协议

协议

Ethernet II

类型

❌ 没有

IEEE 802.3

长度

✅ 存在 LLC

💡 抓包分析小技巧:

  • 如果该字段值 ≥ 1536(0x0600),则为 Ethernet II

  • 如果 < 1500,则可能是 IEEE 802.3 + LLC 帧


四、802.3 的发展历史与版本演进

发布年份

标准版本

特点

1983

802.3 原始标准

10Mbps, 同轴电缆,CSMA/CD

1995

802.3u

100Mbps 快速以太网,使用双绞线

1998

802.3z

1Gbps 千兆以太网,支持光纤

2002

802.3ae

10Gbps 万兆以太网

2010

802.3ba

40Gbps / 100Gbps 高速以太网

2017

802.3bs

200G / 400G 以太网

2022

802.3ck 等

800G、1.6Tbps 标准制定中

🚀 Ethernet 从“工厂车间”走向“数据中心核心骨干”,离不开 IEEE 802.3 的不断演进。


五、802.3 中的 CSMA/CD 碰撞机制还存在吗?

CSMA/CD(载波监听多路访问 / 碰撞检测)曾是以太网的标志性特征。

  • 原始的共享总线(Hub)环境中必须要“听一听别人是不是在说话”

  • 如果两台设备同时说话 → 碰撞 → 都停下 → 随机重试

但如今……

现代交换式以太网(Switch)已取消碰撞域,每端点独占链路 → CSMA/CD 实际已退出历史舞台。


六、IEEE 802.3 和 VLAN 有关系吗?

是的!VLAN 的封装方式是:

IEEE 802.1Q(VLAN 标准)扩展了 IEEE 802.3,以插入 4 字节的 VLAN Tag 字段

| 字段顺序:源 MAC → 目标 MAC → 0x8100(标识为 VLAN) → VLAN Tag → Type → 数据

这也是为什么抓包中经常能看到:

EtherType: 0x8100 → VLAN tagged frame

七、安全运维中 IEEE 802.3 的常见问题和建议

抓包识别 IEEE 802.3 帧

在 Wireshark 中添加过滤器:

eth.type < 0x0600

即可筛选出 IEEE 802.3 + LLC 的数据帧(用于老系统/工业设备)


以太网接口速率协商异常

  • 检查双端设备是否支持自动协商

  • IEEE 802.3 定义了 MDI/MDI-X 自动翻转与 Flow Control


VLAN 越权访问排查

  • 802.3 + 802.1Q 封装顺序清晰可抓

  • 抓包确认是否出现非法 VLAN ID


八、小结与实战意义

项目

Ethernet II

IEEE 802.3

是否主流

✅ 主流使用

主要用于老设备、工业网络

是否包含 LLC

❌ 否

✅ 是

用途

TCP/IP 网络

控制/管理型协议或特殊需求

抓包特征

Type ≥ 0x0600

Type < 0x0600

📌 IEEE 802.3 是网络通信标准的“老祖宗”,即使你在现代环境中较少直接接触它的“全格式”,但它规范的一切,仍在影响着今天的每一包数据。



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