工作中的网络知识之三802.3和802.11

背景

网络知识其实不仅仅有硬件,软件,IP地址
性能相关, 其实还有一些协议相关的内容.
比如wifi 或者是 4G/5G的网络. 
所以想着这里再总结一下部分协议相关

802协议簇

IEEE 802系列标准是IEEE 802 LAN/MAN 标准委员会制定的局域网、城域网技术标准。
其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。
这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。
IEEE 802委员会成立于1980年2月，它的任务是制定局域网和城域网标准。

802.1-- 高层及其交互工作。提供高层标准的框架，包括端到端协议、网络互连、 网络管理、 路由选择、 桥接和性能测量。
802.2-- 连接链路控制LLC，提供OSI数据链路层的高子层功能，提供LAN 、MAC子层与高层协议间的一致接口。
802.3-- 以太网规范，定义CSMA/CD标准的总线 介质访问控制（MAC）子层和 物理层规范。
802.4-- 令牌总线网。定义令牌总线（Token Bus） 介质访问控制（MAC）子层和 物理层规范。
802.5-- 令牌环线网，定义令牌传环（Token Ring） 介质访问控制（MAC）子层和 物理层规范。
802.6-- 城域网MAN，定义城域网（MAN）的 介质访问控制（MAC）子层和 物理层规范(DQDB分布队列双总线)。
802.7-- 宽带技术咨询组，为其他分委员会提供宽带网络技术的建议和咨询。
802.8-- 光纤技术咨询组，为其他分委员会提供使用有关光纤网络技术的建议和咨询。
802.9-- 综合话音/数据局域网（IVD LAN ）。定义综合话音/数据终端访问综合话音/数据局域网（包括IVD LAN、MAN、WAN ）的 媒体访问控制（MAC）子层和 物理层规范。
802.10-- 可互操作 局域网安全标准（SILS ）。定义局域网互连安全机制。
802.11-- 无线局域网。定义自由空间媒体的 媒体访问控制（MAC）子层和 物理层规范。
802.12-- 按需优先（100VG-ANYLAN ）。定义使用按需优先访问方法的100Mpbs 的以太网标准。
802.14-- 定义了电缆调 调制解调器（cable modem）标准。
802.15-- 定义了近距离个人无线网络标准。
802.16-- 定义了宽带 无线局域网标准。
802.17-- (弹性分组环 (Resilient Packet Ring))
802.18-- 无线管制 Radio Regulatory TAG 　
802.19-- 共存 Coexistence TA
802.20-- 移动宽带无线接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)
802.21-- 媒质无关切换 Media Independent Handoff

802.3 和 802.11

以太网和无线局域网是 802协议簇中最要种的两个子协议. 

802.3 以太网是现在互联网的基石. 
最新版本:

IEEE802.3在以太网接口的规范方面有着绝对的权威性。
IEEE802.3正在规范800G/1.6T以太网接口，包括单通道100G和200G两种路线的不同传输距离接口。
值得一提的是，2023年针对800G的10km应用是采用基于IMDD（intensity modulation and direct detection）
还是相干技术方案，在IEEE802.3dj项目进行了多次激烈的讨论，最终802.3dj决定针对800G 10km设置两个项目目标，分别采用不同的技术方案。
可以看到，随着单通道速率的提升，相干技术正在不断下沉和扩大其应用场景。

802.11无线局域网是现代社会生活的基石(无限流量套餐的除外)
最新版本:

IEEE 802.11be EHT工作组已于2019年5月成立，
802.11be（Wi-Fi 7）的开发工作仍在进行中，整个协议标准将按照两个Release发布，
Release1预计在2021年将发布第一版草案Draft1.0，预期在2022年底发布标准；
Release2预计在2022年初启动，并且在2024年底完成标准发布。

Wi-Fi 7支持的新特性
支持最大320MHz带宽
支持Multi-RU机制
引入更高阶的4096-QAM调制技术

需要注意: wifi7 的基线速度从 wifi6的9.6Gbps 提升到了 23Gbps
但是现阶段最常用的应该还是wifi5 
wifi5的基线速度为: 6.9Gbps. 
但是需要说明的是: 
无线的速度必须是多条空间流给同一个设备使用时才可以达到
也就是MIMO 必须对一个设备有足够的信道才可以. 
如果信道比较拥挤, 可能无法达到.

wifi7 802.11be

以下是 Wi-Fi 7 与之前版本的主要区别：

46.1 Gbps 吞吐量
比 Wi-Fi 6 低 100 倍延迟：
更宽的通道（320 MHz）
三频段操作（2.4 GHz、5 GHz和6 GHz）
极高吞吐量（EHT）技术
支持 4K-QAM
支持多链路操作（MLO）

wifi的对比

4G与802.11的区别

4G和WiFi都是属于网络接口层，
上层都是走的TCP/IP协议栈。
4G和WiFi都是输入接入网的范畴，核心网相同。
WiFi属于局域网范畴，和以太网理念一样，底层使用MAC地址在局域网内通信。
4G严格来说没有局域网的概念，使用移动数据网络时主要靠IMSI码，需要鉴权、注册等一系列动作，这些大部分靠我们插入的SIM卡来完成。

总之，4G的技术比WiFi要复杂很多很多。因为4G要考虑的东西非常之多

无线网络的影响因素

1. 设备与无线路由器的距离. 
   距离越远,信号越差.
2. 设备与无线路由器之间有否障碍物
   2.4G频率段的穿墙效果还好, 5G甚至6G的频率段的穿墙效果很差. 
   如果中间有障碍物,会影响无效的性能. 
   需要注意, 一般波长越长,穿墙性能越好. 越短穿墙越差, 但是速度更快. 
3. 无效路由器的质量
   这个没的说, 不要看参数, 可以看京东的价格. 贵的出了贵几乎没缺点.
4. 设备的网卡性能.
   iphone的无线网卡性能比华为差了数量级.
   但是环保主义者可以说苹果的辐射小, 所以这个得看自己的取舍. 
5. 干扰
   是否有大型电器, 是否有雷达站, 空气是否过于潮湿等都可能受到影响.
6. 无线路由器连接的设备台数. 
   wifi5之后都是MIMO的, 设备越多,能够使用的空间流越少, 速度越慢. 
   并且设备多了之后也影响路由器的性能. 
7. 网络策略
   如果是访客模式, 或者是公司为了保证大家都可用, 可能会对普通用户进行网络限制.
8. 时延
   无线窗口的时延和丢包(损失)都比有线要大,可能是不稳定和不安全的. 

总结

无线路由器wifi7 宣称可以到达40GB, 也就是四万兆的极限带宽. 
于一般的万兆光纤相比,参数更加唬人. 
但是无限的受限制比较多, 并且可能还会受到队友和管理者的影响. 

所以有时候并不是非常稳定和可用的. 他的时延一般要数量级倍数于有线的网络连接. 
基线的速度建议还是使用有线.
如果是在家里, 没有遮挡,并且没有人跟你抢带宽时是可以使用无线路由器的.