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  • 2018-12-26 14:49:25

             车载以太网使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器,使用非屏蔽双绞线时可支持15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可支持40m),这种优化处理使车载以太网可满足车载EMC要求。可减少高达80%的车内连接成本和高达30%的车内布线重量。100M车载以太网的PHY采用了1G以太网的技术,可通过使用回声抵消在单线对上实现双向通信。

            以太网供电PoE技术于2003年推出,可通过标准的以太网线缆提供15.4W的供电功率。在一条电缆上同时支持供电与数据传输,对进一步减少车上电缆的重量和成本很有意义。由于常规的PoE是为4对电缆的以太网设计的,因此专门为车载以太网开发了PoDL,可在一对线缆上为电子控制单元ECU的正常运行提供12VDC或者5VDC供电电压。

            以太网是由鲍勃梅特卡夫(Bob Metcalfe)于1973年提出的,以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,目前通常使用双绞线(UTP线缆)进行组网。包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)、千兆网(1Gbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3 。

           以太网中所有的传输都是串行传输,就是说在网卡的物理端口会在每一个单位时间内“写入”或是“读取”一个电位值(0或1)。那么这个单位时间对于1Gbps带宽来说就是1÷1000,000,000=1ns,每8个位(bit)相当于1个字节(Byte)。多个字节(Byte)可以组成一个数据帧。以太网传输数据是以帧为单位的。以太网规定每一个数据帧的最小字节是64byte,最大字节是1518byte。实际上每个数据帧之间还会有一个12字节的间隔。

          由于带宽通常是由多个设备共享的,这也是以太网的优势所在。但是所有的发送端没有基于时间的流量控制,并且这些发送端永远是尽最大可能发送数据帧。这样来自不同设备的数据流就会在时间上产生重叠,即我们通常所说的冲突。因为所有数据流重叠/冲突的部分会遵循QoS优先机制进行转发,一部分的数据包肯定会被丢弃。在IT专业里有一个不成文的规定。当某个交换机的带宽占用率超过40%时就必须得扩容,其目的就是通过提高网络带宽来避免拥堵的产生。

         由于以太网的发明时间太早,并没有考虑实时信息的传输问题。尽管RTP(Realtime Transport Protocol)能在一定程度上保证实时数据的传输,但并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制。因此,想要对所有的数据包进行排序,就离不开对数据的缓冲(Buffer)。但一旦采用缓冲的机制就又会带来新的问题—极大的“延时”。换句话说,当数据包在以太网中传输的时候从不考虑延时、排序和可靠交付。传统以太网最大的缺点是不确定性或者说非实时性,由于Ethernet采用CSMA/CD方式,网络负荷较大时,网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求,故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求,一直被视为“非确定性”的网络。尽管传统二层网络已经引入了优先级(Priority)机制,三层网络也已内置了服务质量(QoS)机制,仍然无法满足实时性数据的传输。此外,在传统以太网中,只有当现有的包都处理完后才会处理新到的包,即使是在Gbit/s的速率下也需要几百微秒的延迟,满足不了车内应用的需求。更何况目前是Mbit/s的速率,延迟最多可能达上百毫秒,这肯定是无法接受的。普通以太网采用的是事件触发传输模式,在该模式下端系统可以随时访问网络,对于端系统的服务也是先到先服务。事件触发模式的一个明显的缺点是当几个端系统需要在同一传输媒介上进行数据通讯时,所产生的传输时延和时间抖动会累积。

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  • 以太局域网(以太网

    千次阅读 2019-04-15 21:31:51
    1、以太网拓扑 以太网拓扑常常是星型拓扑,星型拓扑中心常常是一种可靠性很高的设备,叫做集线器 使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,各工作站使用 CSMA/CD协议,并共享逻辑上的总线。 集线器像一个多接口的...

    一、以太网拓扑

    以太网拓扑常常是星型拓扑,星型拓扑中心常常是一种可靠性很高的设备,叫做集线器。
    使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,各工作站使用 CSMA/CD协议,并共享逻辑上的总线。
    集线器像一个多接口的转发器,工作在物理层。
    集线器逻辑结构示意图:
    在这里插入图片描述

    二、以太网的信道利用率

    以太网的争用期长度为 2 τ 2τ 2τ即端到端传播时延的两倍,检测到碰撞后不发送干扰信号。

    1、参数a:它是以太网单程端到端实验 τ τ τ与帧的发送时间T0之比a = τ τ τ/ T 0 T0 T0

    注:

    • a——>0表示碰撞就立即可以检测出来,并立即停止发送,因而信道利用率很高。
    • a越大,表明争用期所占的比例增大,每发生一次碰撞就浪费许多信道资源,使得信道利用率明显降低。
    2、对以太网参数的要求
    • 当数据率一定时,以太网的连线长度受到限制,否则τ的数值会太大
    • 以太网的帧长不能太短,否则 T 0 T0 T0的值会太小,使a值太大
    3、信道利用率的最大值

    理想化的情况下,以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞(这显然不是CSMA/CD,而是需要一种特殊的调度方法),即总线一旦空闲就有一个站发送数据。这种极限信道利用率Smax为:
    S m a x Smax Smax = T 0 T0 T0/( T 0 + τ T0+τ T0+τ) = 1 / ( 1 + a ) 1/(1+a) 1/(1+a)

    三、以太网的MAC(媒体访问控制层)

    1、MAC层的硬件地址(MAC地址)

    在局域网中,硬件地址又称为物理地址,或MAC地址。
    MAC地址是48位二进制,在一般的显示中,一般显示成12位16进制
    windows命令行中使用ipconfig /all来查看MAC地址:在这里插入图片描述

    2、适配器检查MAC地址

    适配器从网络上每收到一个MAC帧就首先用硬件检查MAC帧中的MAC地址,如果是发往本站的帧则收下,否则就将此帧丢弃。
    “发往本站的帧”包括以下三种:

    • 单播帧(一对一)
    • 广播帧(一对全体)
    • 多播帧(一对多)
    3、MAC的帧格式
    1)MAC的帧格式如下图:

    数据链路层的MAC帧分为五部分:

    • 目的MAC地址
    • 原MAC地址
    • 类型(网络层使用的协议)
    • 数据(网络层的IP数据报)
    • FCS(帧检验序列)

    注意:
    由于数据链路层要求传输的帧最小为64字节,所以此时IP数据报要求最小为46字节,如果原始数据小于46字节,应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段。

    在这里插入图片描述

    2)无效的MAC帧:
    • 帧的长度不是整数个字节;
    • 用收到的帧检验序列FCS查出有差错;
    • 数据字段的长度不在46~1500字节之间;
    • 有效的MAC帧长度为64~1518字节之间;
    • 对于检查出的无效的MAC帧就简单地丢弃,以太网不负责重传。

    四、在数据链路层扩展以太网

    通过光纤连接集线器,可以使以太网在距离上扩展;通过集线器级联,使网络中的计算机增加,但是组建了一个大的冲突域,通信效率降低了。
    为了优化扩展后的以太网性能,可以使用网桥和交换机设备。

    1、网桥

    在交换机还没有出现以前,可以使用网桥来连接两个集线器进行通信。最大的作用是防止了集线器之间的数据传输冲突,将冲突控制在单个集线器范围内,隔离大的冲突域,减少冲突的几率。
    网桥工作在数据链路层,它根据MAC帧的目的地址对收到的帧进行转发。
    网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的MAC地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口。

    2、交换机

    随着连接的集线器越来越多,网桥慢慢发展演变成交换机。
    交换机是现在主流的局域网的交换设备,它有许多接口,直接和计算机相连接。
    交换机通过学习构建MAC地址表,并根据MAC地址定向地存储转发数据,避免了广播式的数据发送,具有更高的安全性。

    五、高速以太网

    速率达到或超过100Mb/s的以太网称为高速以太网。

    1)100Mb/s以太网

    在双绞线或光纤上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网,仍使用CSMA/CD协议。
    可在全双工方式下工作而无冲突产生,不使用CSMA/CD协议。
    保持最短帧长不变,但将一个网段的最大电缆长度减小到100m。
    帧间时间间隔从原来的9.6us改为现在的0.96us。

    2)G比特以太网

    允许在1Gb/s下全双工和半双工两种方式工作,只有在半双工方式下使用CSMA/CD协议。

    3)10G比特以太网

    10G比特以太网与其他带宽的以太网帧格式完全相同。
    10G比特以太网不在使用铜线,只使用光纤作为传输媒体。
    只工作在全双工方式下, 没有争用问题,不使用CSMA/CD协议。

    4)使用高速以太网进行宽带接入

    以太网接入的重要特点是它提供双向的宽带通信,并且可根据用户对宽带的需求灵活进行宽带升级。
    采用以太网接入可实现端到端的以太网传输,中间不需要再进行帧格式转换。这就提高了数据的传输效率和降低了传输的成本。

    展开全文
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  • 这个项目已经很老了,其实是从 Android 4.4.4 的系统 Settings 中 copy 出来的。 其实原理都是编译运行系统 ...Android 操作以太网的项目,提供了监听网线插拔和以太网开关,设置以太网静态IP、网关、子网掩码、dns等。
  • 以太网--车载以太网

    千次阅读 2021-08-19 00:47:20
    以太网--车载以太网1 介绍1.1 以往车载总线技术1.2 车载以太网1.3 线束影响2 优点2.1 满足带宽2.2 减少ECU数量2.3 降低线束成本3 应用3.1 汽车2.4 知识点TSN车载以太网架构图参考 1 介绍 1.1 以往车载总线技术 主要...

    1 介绍

    在这里插入图片描述

    1.1 以往车载总线技术

    主要包括CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS等。其中CAN是应用最广泛且最为大众所知的网络总线技术,他们的应用场景主要包括:

    • CAN(控制器局域网)— 1983 年
      CAN 是 Bosch 公司开发的一种共享串行总线,其传输速率可达到 1 Mbps。CAN 后来经过 ISO 批准,成为一种国际标准。它的优点是经济高效,而且可靠性高。但缺点是共享访问,带宽较低。CAN 主要在动力总成、底盘和车身电子设备中使用。
    • LVDS(低压差分信令)— 1994 年
      LVDS 是一种点到点链路,不是共享总线。它的成本比 MOST(媒体定向系统传输)低得多,很多汽车制造商都用它来传输摄像头和视频数据。不过,每个 LVDS 链路一次只能连接一个摄像头或视频输出。
    • LIN(局域互连网络)— 1998 年
      LIN 是由汽车制造商和技术合作伙伴联盟开发的。其速率只有 19,200 比特/秒,并且只需要一条共享线路,而 CAN 需要 2 条。LIN 采用了主从体系结构,而 CAN 将所有节点都视为是平等的。LIN 的成本比 CAN 低,其速度和成本正好适合车身电子设备,例如镜子、电动座椅和配件等。因此不占用CAN总线性能,在现代汽车应用中,LIN总线通常被用作CAN总线的补充网络。
    • MOST(媒体定向系统传输)— 1998 年
      MOST 采用环形体系结构,使用光纤或铜缆互连,数据速率可达到 150 Mbps (MOST150)。每个环可以包含 64 个 MOST 器件。它内置流媒体数据通道,高数据带宽,并支持多种光缆路由方法。电磁兼容性能良好,主要用于汽车音视频数据传输。
    • FlexRay — 2000
      FlexRay 是一种数据速率高达 10 Mbps 的共享串行总线。它是由 FlexRay 联盟开发的。该联盟是由半导体制造商、汽车制造商和基础设施提供商所建立的一个组织。与 CAN 不同,它没有内置的误码恢复功能,而是将误码处理留给了应用层。它的优势是带宽比 CAN 高,但缺点在于成本较高,而且需要共享使用媒体。FlexRay 主要用于高性能动力总成和安全系统,如线控驱动、主动悬架和自适应巡航控制。用于满足汽车环境中独特的网络要求,支持重要的安全线控技术应用,如线控转向和线控制动等。
    • CAN FD(灵活数据速率)— 2012 年
      CAN FD 是 BOSCH 公司在 2012 年发布的一种标准,它是对原始 CAN 总线协议的扩展。其设计初衷是为了满足汽车网络对更高带宽的要求。CAN FD 通过最大限度缩短协议时延和提供更高带宽,实现更精确和接近实时的数据传输。CAN FD 可以与现有的 CAN 网络兼容。
      在这里插入图片描述

    1.2 车载以太网

    • 如今汽车越来越智能,当汽车中需要LIDAR、RADAR、摄像头和 V2X 设备等,以往的车载总线技术带宽不能满足,由此催生了车载以太网。
    • 车载以太网是在汽车中连接电子元器件的一种有线网络。其设计初衷是希望满足汽车行业对带宽、延迟、同步、干扰(例如 电磁干扰(EMI))、安全性和网络管理等方面的要求。车载以太网的概念最初是由 Broadcom 提出的,后来 OPEN(单对以太网)联盟采纳了这一标准并承担起管理职责。OPEN 推广 Broadcom 的 100 Mbps BroadR-Reach 作为多供应商许可解决方案。100 Mbps PHY 实施借鉴了 1 Gbps 以太网的技术,能够在一对线缆上实现 100 Mbps 双向传输。此技术使用了更先进的编码方案,可以消除回声,将基本频率(从 125 MHz)降至 66 MHz。

    1.3 线束影响

    汽车中就重量和成本而言,连接汽车各系统的线束在所有汽车部件中排名第三。
    在这里插入图片描述

    2 优点

    2.1 满足带宽

    2.2 减少ECU数量

    以往分布式运算,需要增加更多的ECU,增加成本,同时增加算力资源浪费。采用车载以太网能降低成本。

    2.3 降低线束成本

    一辆低端车的线束系统成本只要大约300美元,重量大约30公斤,长度大约1500米,线束大约600根,1200个接点。而目前一辆豪华车的线束系统成本大约550-650美元,重量大约60公斤,线束大约1500根,长度大约5000米,3000个接点。如果沿用目前的电子架构体系,无人车时代的线束成本不会低于1000美元,重量可达100公斤。车载以太网使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器,使用非屏蔽双绞线时可支持15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可支持40m),这种优化处理使车载以太网可满足车载EMC要求。可减少高达80%的车内连接成本和高达30%的车内布线重量。100M车载以太网的PHY采用了1G以太网的技术,可通过使用回声抵消在单线对上实现双向通信。

    3 应用

    3.1 汽车

    • 奥迪A8网络架构,以太骨干网、域控制器是核心
    • 特斯拉采用以太骨干网
    • 蔚来汽车网络架构,以太骨干网、域控制器是核心
    • 英特尔的无人车运算平台,也是应用了以太骨干网

    4 知识点

    TSN

    TSN主要定位数据链路层,在物理层方面,IEEE也做了新标准,这就是IEEE 802.3bp和IEEE 802.3bw,IEEE的目标不仅是车载领域,还包括了工业以太网。
    TSN主要支持者包括思科、英特尔、瑞萨、德国工业机器人巨头KUKA、三星哈曼、宝马、通用汽车、现代汽车、博世、博通、德州仪器、NXP、三菱电机、LG、Marvell、模拟器件,通用电气。
    TSN是一系列标准,非常庞大,也非常灵活,可以按需求选择,不过对技术实力差的厂家来说就很痛苦,不知如何选择。

    车载以太网架构图

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    标准化

    车载以太网标准化方面,IEEE802.3和IEEE802.1工作组,AUTOSAR、OPEN联盟以及AVnu联盟起到了主要了推动作用。

    • IEEE
      其中IEEE802.3制定的局域网标准代表了业界主流的以太网标准,车载以太网技术是在IEEE802.3基础上开始研制的,因此IEEE是目前最为重要的车载以太网国际标准化机构。为了满足车内的要求,涉及到IEEE802和802.1两个工作组内的多个新规范的制定和原有规范的修订,包括PHY规范,AVB规范,单线对数据线供电等。另外AVB中有关AV的传输、定时同步等规范还需要IEEE的其他技术委员会的标准化,如IEEE1722、IEEE1588。
    • OPEN联盟
      OPEN联盟于2011年11月由博通(Broadcom)、恩智浦(NXP)以及宝马(BMW)公司发起成立的开放产业联盟,旨在推动将基于以太网的技术标准应用于车内联网。其主要标准化目标是制定 100Mbit/s BroadR-R 的物理层标准、制定OPEN的互通性要求。
    • AUTOSAR
      AUTOSAR 是由汽车制造商、供应商以及工具开发商发起的联盟,旨在制定一个开放的、标准化的车用软件架构,目前AUTOSAR 规范已经包含车用 TCP/UDP/IP协议栈。
    • AVnu
      AVnu 联盟是由博通联合思科、哈曼和英特尔成立,致力于推广IEEE 802.1的AVB标准和时间同步网络(TSN)标准,建立认证体系,并解决诸如精确定时、实时同步、带宽预留以及流量整形等重要的技术和性能问题。

    参考

    1、
    2、
    3、车载以太网-扫盲篇
    4、四足机器人通信架构
    5、雅马哈机器人以太网通信_四足机器人通信架构
    6、为什么自动驾驶系统需要车载以太网
    7、车载以太网技术简介
    8、【车载以太网】【架构】整体架构与协议标准

    展开全文
  • Android5.1/6.0/7.1等平台配置以太网共享WiFi/4g网络,实现通过网口共享无线网络供给其他设备上网,已在rk3288 7.1平台上测试可行
  • 摘要:本文对基于IEEE 802.3af标准的太网供电(PoE)糸统与应用作分折介绍,同时对其PSE...而以太网供电(PoE) 是一种电源分配技术,一个更有吸引力的构想则是能同时将电源数据传输至任何连到以太网上的设备,为此于2003年
  • 私钥:32字节(256位),私钥需要保管隐蔽(非公开)(截取《以太坊技术详解与实战》) 公钥:(由私钥生成)64字节(512位),公钥是公开的,不需要保密(截取《以太坊技术详解与实战》) 地址:20字节(160位)...
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  • 视频业务的快速发展导致网络带宽的需求急剧增长,使骨干网面临着越来越大的带宽增长压力,另外以太网的电信化应用也促使汇聚带宽
  • 简单介绍为什么要把车载以太网(Automotive Ethernet)应用到汽车上的PPT;
  • 导读:全球有线无线通信半导体创新解决方案领导者博通(Broadcom)公司近日宣布推出新款10G多端口以太网交换芯片产品系列,以扩展其行业领先的StrataConnect交换芯片产品组合。  博通公司的新款单芯片解决方案...
  • 1.系统中存在两个以太网卡(或一个4g网卡模拟成以太网卡,再加一个以太网卡) 2.存在两个网卡:一个是eth0,用于访问Internet,另一个是eth1,用于访问局域网
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  • android 7.1 分享以太网,增加状态栏分享开关,修复关闭以太网分享后无法使用以太网口的bug
  • 车载以太网测试,包含:常见以太网协议介绍,TC8,一致性测试,物理层、协议层、应用层协议测试、交换机测试
  • 毫无疑问,未来L3级自动驾驶的汽车将把域控制器、以太骨干网、Autosar激光雷达作为标配。而域控制器、以太骨干网、AUTOSAR(特别是新出的自适应AUTOSAR)激光雷达的核心是以太骨干网,以太骨干网是其他三者存在...
  • R&S 车载以太网BroadR-Reach 一 致性测试方案。BroadR-Reach 是基于百兆以太网标准的一种高速汽车总线技术,它具有传输速率高、成本低的优点。 本文主要介绍基于R&S RTO2000 示波器的车载以太网BroadR-Reach 一致性...
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  • 以太局域网 概述 DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的规约。 IEEE 的 802.3 标准。 DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别,因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。 严格...

    以太局域网

    概述

    DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品(以太网)的规约。
    IEEE 的 802.3 标准。
    DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别,因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网”。
    严格说来,“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网

    子层
    为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层:
    逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层
    媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层

    与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层,而 LLC 子层则与传输媒体无关,
    不管采用何种协议的局域网对 LLC 子层来说都是透明的 。
    由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网,因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC(即 802.2 标准)的作用已经不大了。
    很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。

    以太网提供的服务

    以太网提供的服务是不可靠的交付,即尽最大努力的交付。
    当接收站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧,其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。
    如果高层发现丢失了一些数据而进行重传,但以太网并不知道这是一个重传的帧,而是当作一个新的数据帧来发送。

    星型拓扑(集线器)

    了解一下就行

    简介
    传统以太网最初是使用粗同轴电缆,后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆,最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线。不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线,分别用于发送和接收

    这种以太网采用星形拓扑,在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备,叫做集线器(hub)

    集线器
    集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作,因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。集线器使用了大规模集成电路芯片,因此这样的硬件设备的可靠性已大大提高了。
    使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议,并共享逻辑上的总线。

    集线器很像一个多接口的转发器,工作在物理层,
    因为它们相当于就是很多线的交接点,传输数据的时候没有什么
    ip地址之类的,也不知道传的是什么,只是传过去就行了

    工作示意图
    在这里插入图片描述

    以太网的10Base-T标准

    10兆的以太网,T代表的是双绞线
    10BASE-T 的通信距离稍短,每个站到集线器的距离不超过 100 m。
    这种 10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的出现,既降低了成本,又提高了可靠性。
    其他:100Base-FX、100Base-T和100Base-T4

    无冲突的理想的以太网的信道利用率

    以太网的信道被占用的情况:
    争用期长度为 2t,即端到端传播时延的两倍。检测到碰撞后不发送干扰信号。
    帧长为 L (bit),数据发送速率为 C (b/s),因而帧的发送时间为 L/C = T0 (s)。

    一个帧从开始发送,经可能发生的碰撞后,将再重传数次,到发送成功且信道转为空闲(即再经过时间  使得信道上无信号在传播)时为止,是发送一帧所需的平均时间。
    在这里插入图片描述

    以太网的信道利用率:参数a
    要提高以太网的信道利用率,就必须减小t与 T0 之比。在以太网中定义了参数 a,它是以太网单程端到端时延t与帧的发送时间 T0 之比:
    a=t/T0

    a→0 表示一发生碰撞就立即可以检测出来,并立即停止发送,因而信道利用率很高。
    a 越大,表明争用期所占的比例增大,每发生一次碰撞就浪费许多信道资源,使得信道利用率明显降低。

    最大值
    对以太网参数的要求
    当数据率一定时,以太网的连线的长度受到限制,否则t的数值会太大
    以太网的帧长不能太短,否则 T0 的值会太小,使 a 值太大。
    信道利用率的最大值
    在理想化的情况下,以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞(这显然已经不是 CSMA/CD,而是需要使用一种特殊的调度方法),即总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据。
    发送一帧占用线路的时间是 T0 + t,而帧本身的发送时间是 T0。于是我们可计算出理想情况下的极限信道利用率 Smax为:
    在这里插入图片描述

    MAC层

    MAC层的硬件地址(MAC地址)
    在局域网中,硬件地址又称为物理地址,或 MAC 地址。
    802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。
    但鉴于大家都早已习惯了将这种 48 位的“名字”称为“地址”,所以本书也采用这种习惯用法,尽管这种说法并不太严格。
    IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段的前三个字节(即高位 24 位)。
    地址字段中的后三个字节(即低位 24 位)由厂家自行指派,称为扩展标识符,必须保证生产出的适配器没有重复地址。
    一个地址块可以生成224个不同的地址。这种 48 位地址称为 MAC-48,它的通用名称是EUI-48。
    “MAC地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。

    MAC地址是网卡出厂时候就已经焊死固定的了,每一台电脑的MAC地址都是全球唯一的,但是也不是说我们在使用网络的时候不能改MAC地址,
    在电脑---->更改适配器设置 ------>本地连接以太网的属性里面---->Microsoft网络客户端的配置---->高级设置的网络地址里面填写你修改的值,这样就可以让你电脑避开网卡的MAC地址,使用你定义的MAC地址

    适配器检查 MAC 地址

    适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址.
    如果是发往本站的帧则收下,然后再进行其他的处理。
    否则就将此帧丢弃,不再进行其他的处理。

    “发往本站的帧”包括以下三种帧:
    单播(unicast)帧(一对一)
    广播(broadcast)帧(一对全体)
    多播(multicast)帧(一对多)

    MAC帧格式

    常用的以太网MAC帧格式有两种标准 :
    DIX Ethernet V2 标准
    IEEE 的 802.3 标准
    最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。

    类型字段用来标志上一层(IP层)使用的是什么协议,
    以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。

    数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段
    最小长度 64 字节  18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度

    FCS 字段
    4 字节,当传输媒体的误码率为 110 ^ 8 时,
    MAC 子层可使未检测到的差错小于 1
    10^14。

    当数据字段的长度小于 46 字节时,
    应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段,
    以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节。

    前同步码和帧开始定界符
    在帧的前面插入的 8 字节中的第一个字段共 7 个字节,
    是前同步码,用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。
    第二个字段是帧开始定界符,表示后面的信息就是MAC 帧。

    为了达到比特同步,在传输媒体上实际传送的要比 MAC 帧还多 8 个字
    在这里插入图片描述
    无效的 MAC 帧
    帧的长度不是整数个字节;
    用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错;
    数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间。
    有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。
    对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。
    帧间最小间隔
    帧间最小间隔为 9.6 us,相当于 96 bit 的发送时间。
    一个站在检测到总线开始空闲后,还要等待 9.6 us 才能再次发送数据。
    这样做是为了使刚刚收到数据帧的站的接收缓存来得及清理,做好接收下一帧的准备。

    扩展以太网

    在物理层考虑扩展

    距离方面让以太网距离变远
    使用光纤让距离可以变得更加远
    主机使用光纤和一对光纤调制解调器连接到集线器
    在这里插入图片描述
    数量上的变多
    在这里插入图片描述
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    用集线器扩展局域网优点

    1. 使原来属于不同碰撞域的局域网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信。
    2. 扩大了局域网覆盖的地理范围。

    用集线器扩展局域网缺点

    1. 碰撞域增大了,但总的吞吐量并未提高。比如上面的一个更大的碰撞域,里面的一系两台计算机进行通讯,那么其他的所有计算机都不能进行通讯了,因为它们两台计算机占用信道了
    2. 如果不同的碰撞域使用不同的数据率,那么就不能用集线器将它们互连起来。

    在数据链路层考虑扩展

    在数据链路层扩展局域网是使用网桥
    网桥工作在数据链路层,它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发。
    网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时,并不是向所有的接口转发此帧,而是先检查此帧的目的 MAC 地址,然后再确定将该帧转发到哪一个接口

    网桥的内部结构
    在这里插入图片描述

    使用网桥扩展以太网
    网桥的运行过程
    这网桥开始的时候是不知哪一个碰撞域的计算在哪一边的,它只是负责对数据进行转发,但是它转发的时候还会进行学习,比如B1接收到A的数据要发送给C,那么网桥将数据转发后还会在站表记录计算机A的MAC地址是在B1的第一个接口的方向(左边接口),然后将A发的数据先是广播的形式发送,但是等所有计算机都通讯过后,网桥就记录每一台计算机的MAC地址了,然后如果要发数据给A的时候,B1接收到的数据就不会发给B1的第二个接口(右边接口),而是发送给第一个接口,因为它已经记录,知道A在第一个接口那里
    在这里插入图片描述

    使用网桥扩展以太网:好与坏
    好:

    1. 过滤通信量。
    2. 扩大了物理范围。
    3. 提高了可靠性。
    4. 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率(如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网)的局域网。

    坏:

    1. 存储转发增加了时延。
    2. 在MAC 子层并没有流量控制功能。
    3. 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时时延更大。
    4. 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网,否则有时还会因传播过多的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播风暴。

    透明网桥

    目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparent bridge)。
    “透明”是指局域网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥,因为网桥对各站来说是看不见的。
    透明网桥是一种即插即用设备,其标准是 IEEE 802.1D。
    在这里插入图片描述

    网桥的自学习算法

    按照以下自学习算法处理收到的帧和建立转发表:

    1. 若从A发出的帧从接口x进入了某网桥,那么从这个接口出发沿相反方向一定可把一个帧传送到A。
    2. 网桥每收到一个帧,就记下其源地址和进入网桥的接口,作为转发表中的一个项目。
    3. 在建立转发表时是把帧首部中的源地址写在“地址”这一栏的下面。在转发帧时,则是根据收到的帧首部中的目的地址来转发的。这时就把在“地址”栏下面已经记下的源地址当作目的地址,而把记下的进入接口当作转发接口。

    网桥在转发表中登记以下三个信息
    在网桥的转发表中写入的信息除了地址接口外,还有帧进入该网桥的时间
    这是因为以太网的拓扑可能经常会发生变化,站点也可能会更换适配器(这就改变了站点的地址)。另外,以太网上的工作站并非总是接通电源的。
    把每个帧到达网桥的时间登记下来,就可以在转发表中只保留网络拓扑的最新状态信息。这样就使得网桥中的转发表能反映当前网络的最新拓扑状态。

    运作过程就是:

    1. 网桥收到一帧后先进行自学习。查找转发表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。
    2. 如没有,就在转发表中增加一个项目(源地址、进入的接口和时间)。
    3. 如有,则把原有的项目进行更新。

    转发帧。查找转发表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。

    1. 如没有,则通过所有其他接口(但进入网桥的接口除外)按进行转发。
    2. 如有,则按转发表中给出的接口进行转发。
      若转发表中给出的接口就是该帧进入网桥的接口,则应丢弃这个帧(因为这时不需要经过网桥进行转发)。

    透明网桥使用了生成树算法
    这是为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子,网络资源白白消耗。
    在这里插入图片描述
    生成树算法
    每个交换机都有一个MAC地址和优先级,优先级小的最可能成为树的根,如果优先级相同就比较MAC地址,MAC地址小的就最可能成为树的根,成为根后,比如这里B成为根后,ACDEF都知道,然后选一个最近根的接口成为根端口,然后剩下的接口的每一条线两端,选择一端距离根最近的作为一个指定端口,用来转发数据,然后这根线的另一端就相当于断开,数据不能从这端进行转发和接收

    互连在一起的网桥在进行彼此通信后,就能找出原来的网络拓扑的一个子集。在这个子集里,整个连通的网络中不存在回路,即在任何两个站之间只有一条路径。
    为了避免产生转发的帧在网络中不断地兜圈子。
    为了得出能够反映网络拓扑发生变化时的生成树,在生成树上的根网桥每隔一段时间还要对生成树的拓扑进行更新。

    在这里插入图片描述

    多接口网桥:交换机

    1990年问世的交换式集线器(switching hub),可明显地提高局域网的性能。
    交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机(表明此交换机工作在数据链路层)。
    以太网交换机通常都有十几个接口。因此,以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥,可见交换机工作在数据链路层。
    交换机特点:

    1. 以太网交换机的每个接口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式。
    2. 交换机能同时连通许多对的接口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无碰撞地传输数据。
    3. 以太网交换机由于使用了专用的交换结构芯片,其交换速率就

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    独占传输媒体的带宽
    对于普通10Mb/s的共享式以太网,若共有N个用户,则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(10Mb/s)的N分之一。
    使用以太网交换机时,虽然在每个接口到主机的带宽还是10Mb/s,但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽,因此对于拥有N对接口的交换机的总容量为N * 10 Mb/s。
    这正是交换机的最大优点。

    展开全文
  • 最近研究远距离差分视频传输方案,理所当然想到了LVDS协议。至于选用cameralink传输线,还是选用其他方案,本人更倾向于廉价的RJ45以太网线来实现LVDS差分信号的传输。
  • 阐述同步以太网的概念;介绍IEEE 1588标准相关同步协议,以及实现分布式网络化系统精确时钟同步的原理方法;介绍了2款常用的基于IEEE 1588的同步以太网芯片,并给出了具体应用实例。
  • 几款以太网调试工具

    2016-03-19 15:34:55
    一共有四款调试工具,还包括一款开源的!

空空如也

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以太和以太网