目录IEEE 802一、整体分层结构二、常用主流 802 子标准1. 有线以太网最常用2. 无线局域网 WiFi3. 其他小众 802 标准802.1QVLAN TaggingVLAN 标签标准802.1PLayer 2 CoS二层服务优先级IFG96bit 帧间隔、512bit 争用期、64 字节最小帧、32bit Jam 干扰信号全部在初代 802.3 规范里同步定稿不存在文档发布先后顺序 但底层设计推导有明确先后逻辑第 1 步先确定物理总线极限 → 算出争用期 512bit早期同轴以太网存在信号传播时延要保证最远两端站点的冲突信号能往返传播计算得出最大往返时延为 512bit 时间这个时长命名为争用期冲突窗口约束只有在发送前 512bit 内检测到冲突才有意义超过 512bit 后所有站点必然已经感知到对方信号不会再发生隐蔽冲突第 2 步由争用期推出最小帧长 64 字节512bit为了让发送方在冲突窗口内就能发现碰撞规定所有帧必须至少 512bit如果帧短于 512bit发送方会在远端冲突信号到达前就发完整帧、停止监听永远感知不到冲突丢失报文。因此最小帧长是争用期的直接产物第 3 步基于 512bit 冲突窗口确定 Jam 信号最少 32bit现在解决一个漏洞站点检测到冲突立刻停发此时冲突波形还没传遍整条总线远端站点可能收不到冲突信号需要一段额外干扰信号保证冲突电平持续覆盖总线最大单程传播时延 10Mbps 以太网单程最大时延约 25.6bit向上取整标准化为32bit作为 Jam 最小长度。32bit 干扰信号足够填补信号传播延迟确保总线所有站点都捕获冲突同时 32bit 远小于 512bit 冲突窗口不会超出争用期的约束范围底层物理约束先确定总线传输时延 → 512bit 争用期 → 64 字节最小帧MAC 层冲突补救规则后推导冲突停止发送 → 追加≥32bit Jam 干扰信号发送准入时序配套同步设计帧间间隔 IFG96bit载波监听需等满 96bit 空闲再发包IEEE 802IEEE 802 是电气和电子工程师协会制定的局域网 / 城域网标准系列全部针对 OSI 模型物理层 数据链路层二层拆分MAC 介质访问控制、LLC 逻辑链路控制一、整体分层结构IEEE802 把二层拆成两部分LLC802.2上层统一接口对接网络层 IPMAC PHY各类 802.X 子标准对应不同有线 / 无线局域网二、常用主流 802 子标准1. 有线以太网最常用EEE 802.3以太网标准 包含百兆、千兆、万兆、25G/100G 以太网定义帧结构、CSMA/CD、电口光口 PHY。IEEE 802.1QVLAN 标签标准4 字节 TagVID 区分 VLANIEEE 802.1P二层 QoS 优先级内嵌在 802.1Q Tag 的 PCP 字段0~7 优先级IEEE 802.1D传统 STP 生成树二层防环路IEEE 802.1WRSTP 快速生成树IEEE 802.1SMSTP 多实例生成树IEEE 802.1X端口认证802.1X接入认证用户名密码 / 证书QoS服务质量 Quality of Service网络带宽有限当流量拥堵时QoS 用来给不同业务分优先级保证重要数据优先传输不被普通流量挤占没有 QoS所有报文平等排队下载大文件会把语音、视频、业务系统卡断。有 QoS语音、监控、网管控制报文优先转发下载、后台日志延后1.二层 QoS802.1PPCP 3bit07封装在 802.1Q VLAN 标签里仅在交换机之间 Trunk 链路生效交换机根据 PCP 值区分优先级拥塞时高数值优先发送7网络控制STP、LLDP最高6路由协议 OSPF/BGP5语音通话 IP 电话4视频监控、直播3核心业务系统0普通上网默认1后台下载、日志最低2.三层 QoSIP 头部 DSCP差分服务代码点IP 数据包里标记可跨路由器、跨网段全网生效常用于互联网、跨网段场景和二层 802.1P 可以互相映射从属关系802.1P 是 802.1Q 标签里的一个子字段没有 802.1Q 就不存在 802.1P分工清晰802.1Q 管 “隔离哪个 VLAN”802.1P 管 “快慢转发优先级”无 VLAN 标签的普通以太网帧无法携带二层优先级只能依靠三层 DSCP 做 QoS维度802.1Q802.1P本质完整 VLAN 封装标准4 字节 TagQoS 优先级标记Tag 内 3bit 子字段存在形式独立帧标签可单独识别 VLAN不能单独存在依赖 802.1Q 标签核心功能划分广播域、VLAN 隔离二层流量区分优先级、拥塞调度承载信息VIDVLAN 号 PCP CFI仅 3bit 优先级数值适用端口Trunk/Hybrid 端口带 Tag 转发仅带 Tag 链路生效Access 无 Tag 失效数量范围VID0~4095PCP0~7 共 8 级Access 端口只收发 untag 帧入站打 PVID 标签出站剥离标签无 802.1P 透传效果。Trunk 端口收发带 Tag 帧完整保留 802.1Q VID 802.1P 优先级跨设备传递 VLAN 与 QoS 标记。Hybrid 端口可同时发 untag/tag 帧灵活用于混合终端场景同样支持 PCP 优先级携带。优先级映射802.1P二层 CoS可映射到 DSCP三层 IP 优先级实现端到端 QoS2. 无线局域网 WiFiIEEE 802.11无线局域网WiFi802.11b/g/n/ac/ax/be对应 WiFi4~WiFi7工作在 2.4G/5G/6G 频段无线 MAC 与射频物理层3. 其他小众 802 标准802.2LLC 逻辑链路控制统一上层接口802.4令牌总线淘汰802.5令牌环淘汰802.15无线个域网802.15.1蓝牙802.15.4ZigBee、低功耗物联网802.16WiMAX 无线城域网4G 早期宽带无线802.1QVLAN TaggingVLAN 标签标准核心作用区分不同 VLAN实现二层隔离IEEE 802.1Q 定义以太网帧中插入 4 字节 VLAN 标签TPIDTCI是 VLAN 技术底层标准标签总长4 字节TPID (2B)固定 0x8100标识这是 802.1Q 帧TCI (2B)分为三部分PC P3bit802.1P 优先级字段CFI1bit规范帧格式以太网固定 0VID12bitVLAN ID范围 0~4095可用 1~4094802.1PLayer 2 CoS二层服务优先级核心作用二层流量 QoS标记报文转发优先级802.1P 不是独立帧格式是内嵌在 802.1Q 标签里的 3 比特 PCP 字段单独无法存在3bit 共 8 个优先级0~7称为 CoS 优先级仅在带 VLAN Tag 的 Trunk 链路上生效Access 口无标签则不携带优先级PCP 值名称业务场景0Best Effort普通上网、数据业务默认1Background后台下载、日志备份最低2Excellent Effort普通企业业务3Critical Applications重要业务系统、ERP4Video视频监控、直播5VoiceIP 电话、语音通话6Internetwork Control路由协议 OSPF/BGP、网管7Network Control核心协议 STP、LLDP最高