Administrator
Published on 2025-07-31 / 0 Visits
0
0

【网络协议学习】IEEE 802 全面解析:一文读懂局域网背后的“游戏规则”

你用的网线、Wi-Fi、VLAN、以太网,背后都有个“标准之神”在默默统治,那就是 IEEE 802。


一、什么是 IEEE?什么又是 IEEE 802?

IEEE,全称 Institute of Electrical and Electronics Engineers,即“电气与电子工程师协会”,是全球最权威的技术标准组织之一。

IEEE 802,是 IEEE 制定的一套用于局域网(LAN)和城域网(MAN)通信协议的标准族,其定义了网络通信中涉及的:

  • 数据链路层(MAC、LLC)

  • 物理层(信号、电缆、调制方式)

  • 无线协议(Wi-Fi、蓝牙、ZigBee)

  • 桥接/VLAN/生成树等交换行为

📌 一句话理解:

IEEE 802 系列标准 = 局域网的“操作规矩”,网络通信的“游戏说明书”。


二、IEEE 802 的组成结构一览(别再以为只有 802.11)

IEEE 802 系列是一个分工精细的协议家族,其各个分支标准如下:

编号

标准名称

应用领域

是否常见

802.1

网络桥接、生成树、VLAN

交换机/虚拟局域网

802.2

LLC(逻辑链路控制)

MAC之上的子层

🔧(较底层)

802.3

Ethernet(以太网)

有线局域网主流协议

✅✅✅

802.5

令牌环(Token Ring)

IBM老技术

❌(淘汰)

802.11

无线局域网(Wi-Fi)

无线通信

✅✅✅

802.15

蓝牙、ZigBee、无线短距通信

智能设备、物联网

802.16

WiMAX

无线宽带接入

⚠️(边缘场景)

802.17

Resilient Packet Ring

光环网

较少见

🔍 你熟悉的 Wi-Fi(802.11ac/ax)其实只是 802 系列的一员!


三、IEEE 官方网站与标准访问入口

你可以访问 IEEE 官方标准页面获取最新文档:

📎 官方网站:
👉 https://standards.ieee.org

📎 IEEE 802 主页:
👉 https://www.ieee802.org/

可在页面中浏览或下载:

  • 免费开放标准(部分)

  • PDF 版标准文档(部分需付费或机构订阅)

  • 各工作组会议纪要(含协议制定进度)


四、IEEE 802 的三层关键结构

1️⃣ MAC(媒体访问控制)子层

定义地址(MAC地址)、帧格式、碰撞检测、帧转发规则等
📌 例如:802.3 的 CSMA/CD、802.11 的 CSMA/CA

2️⃣ LLC(逻辑链路控制)子层

提供协议识别、分段重组、流量控制等服务(由 802.2 定义)

3️⃣ PHY(物理层)

定义电气信号、调制编码、接口类型、电缆长度限制等
📌 例如:以太网支持双绞线、光纤、SFP+ 等多种物理层媒介


五、经典协议标准简析与应用举例

🔹 IEEE 802.3 – Ethernet(以太网)

  • 定义 MAC 帧格式、地址机制

  • 标准:802.3u(百兆)、802.3z(千兆)、802.3ae(万兆)

  • 应用:办公室、数据中心、家庭宽带的有线通信主力

📌 抓包中熟悉的 Ethernet II,就是 802.3 的演进版本


🔹 IEEE 802.1Q – VLAN 虚拟局域网

  • 在以太网帧中插入 4 字节 VLAN Tag

  • 实现逻辑分区与广播隔离

  • 配合 802.1D(生成树协议 STP)避免环路

📌 交换机 VLAN 设置就是基于该标准实现!


🔹 IEEE 802.11 – Wi-Fi 无线局域网

  • 子标准包括:802.11a/b/g/n/ac/ax(对应 Wi-Fi 4/5/6/6E)

  • 定义无线接入、帧格式、加密(WEP/WPA)、功率控制

  • 配合 802.11i(安全机制)/802.11r(快速漫游)

📌 抓包时的“Beacon Frame”、“Probe Request”,都是 802.11 报文


🔹 IEEE 802.15 – 蓝牙与物联网

  • 802.15.1:Bluetooth

  • 802.15.4:ZigBee、Thread、Matter

  • 应用于短距离通信、智能家居、低功耗设备


六、Wireshark 抓包实践:如何识别 IEEE 802 系列协议?

协议类型

抓包标志

示例过滤器

802.3

MAC地址 + 类型字段 + CRC

eth.type

802.1Q

VLAN Tag 插入

vlan

802.11

无线帧结构

wlan.fc.type

802.15.4

ZigBee 报文结构

wpan

📌 Wireshark 已全面支持 IEEE 802 报文解析,只需添加合适过滤器即可深度分析。


七、网络安全视角下的 IEEE 802

  • ARP 欺骗 / VLAN Hopping 攻击 → 与 802.1 相关

  • Wi-Fi 欺骗(Evil Twin、DeAuth Flood) → 与 802.11 密切相关

  • MAC Flood / CAM 表溢出攻击 → 攻击 802.3 的 MAC 转发表逻辑

  • LLC 扫描 → 少见但可用于设备特征识别和溯源

✅ 网络防御体系中,理解 IEEE 802 协议行为是配置交换机安全策略、无线认证、防ARP攻击的基础。


八、你应该如何学习 IEEE 802 系列标准?

路线

建议内容

入门级

了解 Ethernet(802.3)、Wi-Fi(802.11)、VLAN(802.1Q)结构

实战级

Wireshark 抓包分析 + 报文结构 + 协议行为推理

运维级

配置交换机/路由器/无线控制器时的协议参数调优

安全级

分析网络攻击(如ARP/DNS欺骗)、部署 NAC/WIPS 时基于协议行为建模


九、总结:IEEE 802 是网络通信的“操作系统”

你每次插网线、连 Wi-Fi、分 VLAN、传数据、抓包,都是在使用 IEEE 802 的“协议基石”。

如果说 TCP/IP 是数据的“传递者”,
那么 IEEE 802 是设备之间“约法三章”的“基层规则制定者”。

💡 学好 IEEE 802,才能真正理解网络的底层秩序,做到可控、可防、可追溯。



Comment