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  • 以太网采用无连接的工作方式
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    2020-08-21 22:52:42





    一、 以太网 ( Ethernet ) 概述



    以太网 ( Ethernet ) 概述 :

    ① 开发者 : 由 Xerox 公司创建 , 由 Xerox , Intel , DEC 联合开发的 “基带总线局域网规范” ;

    ② 标准 : 是 局域网 采用的 最通用的 通信协议标准 ;

    ③ 介质访问控制 方式 : CSMA / CD 协议 , Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection , 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;



    以太网 ( Ethernet ) 优势 :

    ① 造价低 : 100 元以下 ;

    ② 应用广泛 : 是当前应用最广泛的 局域网 技术 ;

    ③ 组网简单 : 比 令牌环网 , ATM 网 , 组网简单 , 成本低 ;

    ④ 速率高 : 10Mbps ~ 10Gbps ;



    以太网 ( Ethernet ) 标准 :

    • DIX Ethernet V2 : 第一个局域网 产品 的规约 ;
    • IEEE 802.3 : 第一个 IEEE 以太网标准 ;




    二、 以太网 ( Ethernet ) 服务



    以太网 ( Ethernet ) 服务 :

    ① 无连接 : 发送方 接收方 之间 , 没有握手过程 ;

    ② 不可靠传输 : 数据帧没有编号 , 接收方不返回确认帧 , 差错帧直接丢弃 , 由高层纠错 ;


    以太网 实现 无连接 , 无差错接收 , 不可靠传输 ;





    三、 以太网 ( Ethernet ) 发展



    传输介质发展 : 粗同轴电缆 -> 细同轴电缆 -> 双绞线 + 集线器


    物理拓扑 发展 : 总线型 -> 星型


    以太网 拓扑结构 :

    • 逻辑拓扑 : 总线型拓扑 , 逻辑上是总线型网络 , 各站点共享逻辑总线 , 介质访问控制 使用 CSMA/CD 协议 ;
    • 物理拓扑 : 星型拓扑

    物理拓扑发展成了星型 , 逻辑拓扑保持原样 ;





    四、 10BASE-T 以太网



    10BASE-T 以太网 参数 :

    ① 传输信号 : 基带信号 ;

    ② 传输介质 : T 表示 双绞线 , 当前采用的是 无屏蔽双绞线 ( UTP ) ;

    ③ 传输速率 : 10 10 10 Mbps ;

    ④ 拓扑结构 : 物理 星型拓扑 , 逻辑 总线型拓扑 ;

    ⑤ 链路长度 : 每段双绞线长度最长 100 100 100 米 ;

    ⑥ 编码方式 : 曼彻斯特编码 ;

    ⑦ 介质访问控制方式 : CSMA / CD 协议 , Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection , 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;





    五、 适配器 与 MAC 地址



    适配器 与 MAC 地址 :

    ① 通信适配器 : 主机 与 局域网 连接的接口 , 又称为网卡 , 现在不使用单独的网卡 ;

    ② 适配器组成 : 适配器 上有 处理器存储器 , 存储器包括 RAM 和 ROM ;

    ③ MAC 地址 存储 : ROM 上存储有计算机的 MAC 地址 ; 该 MAC 地址又称为 硬件地址 , 物理地址 ;

    ④ MAC 地址 组成 : 48 48 48 位 二进制地址 , 24 24 24 位 代表厂家 , 24 24 24 位 由厂家自己指定 ; 48 48 48 位刚好是 6 6 6 字节 , 可以使用 6 6 6 个十六进制数字表示 ;





    六、 以太网 MAC 帧



    以太网 V 2 2 2 格式 MAC 帧 :

    在这里插入图片描述

    ① 帧头 : 6 6 6 字节目的地址 + 6 6 6 字节原地址 + 2 2 2 字节类型标识 ; 类型指的是 网络层 协议类型 ;

    ② 数据部分 : 上层传下来的 IP 数据报 , 长度 46 46 46 ~ 1500 1500 1500 字节 ;

    • 最小长度来源 : 以太网最小帧长 64 64 64 字节 , 除去 帧头 14 字节 , 帧尾 4 4 4 字节 , 数据部分 还剩下 46 46 46 字节 ;
    • 最大长度来源 : 以太网最大 MTU 是 1500 字节 ;

    ③ 帧尾 : 4 4 4 字节 , CRC 循环冗余校验的 FCS 帧序列 ;

    ④ 前导码 : 物理层 传输时 , 为了进行帧同步 , 在 以太网 MAC 帧前 , 加入 1 1 1 字节的前导码 ;

    ⑤ 帧间隔 : 帧与帧之间有一定的空白间隙 , 如果一段信号没有电压变化 , 说明这是帧间隔 ;





    七、高速以太网



    高速以太网 : 速率大于 100Mbps 的网络 ;

    ① 100BASE-T 以太网 :

    • 速率 : 100Mbps
    • 传输介质 : 双绞线
    • 拓扑结构 : 物理 星型 , 逻辑 总线型
    • 介质访问控制方式 : IEEE 802.3 的 CSMA / CD 协议
    • 信道工作方式 : 半双工 , 全双工

    ② 吉比特以太网 :

    • 速率 : 1 Gbps
    • 传输介质 : 双绞线 或 光纤
    • 信道工作方式 : 半双工 , 全双工

    ③ 10吉比特以太网 :

    • 速率 : 10 Gbps
    • 传输介质 : 光纤
    • 信道工作方式 : 全双工
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  • win10以太网无法连接网络解决办法

    千次阅读 2021-08-06 08:50:30
    很多朋友都遇到过用新买的电脑,或则从win7升级到win10,导致以太网无法连接网络,会出现如下警告或者后面不是“X"而是感叹号!,可以尝试如下放法转自(http://www.dnpz.net/diannaozhishi/3300.html)见连接或者采用...

    很多朋友都遇到过用新买的电脑,或则从win7升级到win10,导致以太网无法连接网络,会出现如下警告

    195138190_1_20200709024605568

    或者后面不是“X"而是感叹号!,可以尝试如下放法

    转自(http://www.dnpz.net/diannaozhishi/3300.html)见连接

    或者采用这种方法

    1.进入win10桌面,按键盘上的WIN+R键打开运行,在打开的运行对话框中输入services.msc。

    195138190_2_20200709024605786.png

    2.在服务界面中查看【wired auto config】和【WLan autoconfig】这两个服务正常运行。

    195138190_3_20200709024605849

    3.如果未运行,将“启动类型”修改为“自动”,点击【应用】—【启动】—【确定】即可

    195138190_4_202007090246065

    4.回到桌面,鼠标右键开始才对,选择“网络连接”打开,鼠标右将以太网,将其“禁用”,然后重新启用。鼠标右将以太网,将其“禁用”,然后重新启用。

    5.打开命令符号符,输入:netsh winsock reset 按下回车键,会提示:成功地重置 Winsock 目录

    2.如果上面的问题解决了出现了如下警告:

    195138190_5_2020070902460699

    可以试的方法有:

    换网线,重启路由器,关机重启或者如下:

    第一步:点击“开始”,找到—运行(或者熟悉快捷键的朋友直接按win键+R),输入cmd,进入到命令行提示符,输入“netsh winsock reset”命令,它会提示妳重启电脑,先不用管他第二步:继续输入“netsh int ip reset reset.log”命令;关闭你的电脑正在运行的其他程序,重启电脑。

    3.如果能够识别网络但是无internet访问

    可能的问题ip配置是手动,可以在以太网网络配置界面选择属性,把ip配置改为自动获取ip地址

    195138190_6_20200709024606255

    下面的DNS服务器地址可以在360上的功能大全

    195138190_7_20200709024606380

    找到DNS优选,点开获取DNS服务器地址,

    Win10以太网未识别的网络怎么办

    如果是宽带连接提示无法识别网络,可按以下方法操作:1、打开电脑“控制面板”,点击“网络连接”,选择本地连接,右键点击本地连接图标后选“属性”,在“常规”选项卡中双击“Internet协议 (TCP/IP)”,选择“使用下面的IP地址”,在IP地址中填写“192.168.0.1”,在子网掩码中填写255.255.255.0,其他不用填写,然后点“确定”即可。需要注意的是,IP一定要保证和Modem的IP地址处于同一网段。2、另外,在以上步骤中,在“本地连接”的“属性”里把“此连接被限制或无连接时通知我(M)”的选项去掉也可以。

    win10以太网未识别的网络的解决方法

    解决方法很简单,此方法也同样适用因其他原因导致的以太网出现未识别的网络的情况。

    解决办法:

    右击“此电脑”,选择进入“管理”,打开“设备管理器”,选择“网络适配器”,右击“Realtek PCle GBE Family Controller”,点击“卸载设备”,将当前损坏的有线网卡驱动卸载掉,最后重启电脑,电脑开机时会自动下载有线网卡,这时会发现网络已恢复正常。

    win10以太bai网无Internet未识别网络可以通过以下du方法解决:

    工具:win10系统电脑一台

    步骤:

    1、打开zhiwin10系统电脑。dao点开始选择“运行”,输入“cmd”并按回车即可进入MSDOS界面,

    2、输入命令“ping 路由器内网地址”并按回车键以检测电脑网卡与路由器线路连接情况。如果反馈信息提示“无法访问目录主机”或'访问失败 、常规错误“时,表明计算机网卡与路由器之间线路连接存在故障,此时需要检查连接线路。

    3、排除了硬件连接线路的问题后,如果电脑仍然无法正常上网,此时建议重启一下路由器和交换机。推荐做法是:直接将交换机电源断开,等待几分钟后再重新上电。

    4、路由器端“MAC地址”过滤功能的开启也会导致电脑无法正常访问网络,也同样会出现“未识别的网络”提示。对此进入路由器后台Web界面,切换到“行为管理”-“MAC地址过滤”选项卡,通过清除勾选“启用”项将相关“过滤模式”给禁用。

    5、需要在电脑端手动设置IP地址。右击任务样右侧的“网络”图标,从其右键菜单中选择“网络和共享中心”项。点击左上角的“更改适合器设置”按钮进入,并在弹出的“网络连接”界面中,右击“未识别的网络”以太网图标,从其右击菜单中选择“属性”项。

    6、选择“TCP/IP v4”并点击“属性”项,从打开的新界面中勾选“使用下面的IP地址”和“使用下面的DNS服务器”项,同时手动设置IP地址即可。

    win10以太网未识别网络怎么办

    Windows 10是一款跨平台及设备应用的操作系统,那么在使用该系统的过程中如果遇到以太网未识别网络的情况该怎么办呢?下面小编就为大家分享一下解决方法,一起来看看吧~

    首先打开运行窗口,输入“cmd”,输入“Ping”路由器内网地址。

    195138190_8_20200709024606677

    如果反馈信息提示“无法访问目录主机”或者“访问失败 常规错误”时,表明计算机网卡与路由器之间线路连接存在故障。

    195138190_9_20200709024606833

    点击“设置”,点击“网络和共享中心”,点击“以太网”。

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    点击“更改适配器选项”,右击“以太网”,点击“属性”。

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    选择“TCP/IPv4”,点击“属性”。

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    勾选“使用下面的IP地址”和“使用下面的DNS服务器地址”。

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    手动设置IP地址,点击下方的“确定”即可。

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    Win10以太网没有有效的IP配置解决方法

    最近有使用Win10的用户,突然发现自己的电脑以太网显示未识别的网络,通过网络诊断出现找出了问题,原来以太网没有有效的IP配置。相信很多用户都不知道如何解决?小编经过查阅资料,发现是由于路由器未能给以太网分配正确的IP地址或是路由器没有正常工作导致的。下面小编就带大家从实际出发解决此问题。

    195138190_15_20200709024607958.jpg

    解决方法一:手动设置IP地址

    1、首先点击右下角的网络图标,然后进入网络和internet设置;

    195138190_16_20200709024609177.jpg

    2、然后我们再点击“更改适配器选项”如下图所示:

    195138190_17_20200709024609302.jpg

    3、右键点击你要设置的以太网选择属性;(本版为1803,今后版本可能无法再打开网络连接文件夹)

    195138190_18_20200709024609552.jpg

    4、接下来点击internet协议版本 4 (TCP/IP),选择属性;

    195138190_19_20200709024609693.jpg

    5、然后选择使用下面的IP地址,默认网关填路由器IP地址,以太网IP需要和网关在同一网段,DNS可以选择常用的。如8.8.8.8(谷歌) 114.114.114.114(国内移动、电信和联通通用的DNS)

    195138190_20_20200709024609911.jpg

    设置完成后,以太网没有有效的IP配置就可以解决了,再测试能否上网就OK了。

    解决方法二:重置网络

    1、按下WIN+X(或右键点击开始按钮),然后选择“命令提示符(管理员)”;

    195138190_21_2020070902461099.jpg

    www.winwin7.com2、打开命令行后,依次执行以下命令:

    netsh int ip reset

    netsh winsock reset

    195138190_22_20200709024610239.jpg

    3、执行命令后再试以太网是否能正常连接。

    解决方法三:重新设置路由器

    Win10出现以太网没有有效的IP配置也有可能是路由器DHCP功能没有开启导致的,除了手动设置路由器之外,我们还可以打开路由器的DHCP功能。

    1、通过路由器的管理IP地址进入路由器管理界面,一般是192.168.1.1或192.168.0.1

    2、在路由器设置界面(高级设置)中找到DHCP服务,然后选择为开启即可。以下为图示

    195138190_23_20200709024610349.jpg

    以上就是这次小编分享的所有关于Win10以太网没有有效的IP配置解决方法了,大家可以收藏一下以备不时之需。

    win10系统出现以太网未识别导致无法上网如何解决

    想必有很多win10系统用户遇到这样一个情况,就是电脑出现了以太网未识别的网络之后,电脑就无法正常上网了,遇到这样的问题该怎么处理呢?为此,win7之家小编就给大家整理了win10系统出现以太网未识别导致无法上网的具体解决方法。

    195138190_24_20200709024610536.png

    解决方法一、

    1、首先桌面右击“此电脑”,点击“管理”,打开计算机管理界面,单击“设备管理器”,展开“网络适配器”;

    2、如图,一般笔记本电脑都有有线、无线两个网卡,带有“wireless”的是无线网卡,另一个就是我们要找的有线网卡了,右击有线网卡(Realtek),“卸载设备”,勾上“删除此设备的驱动程序软件”,“卸载”,完后立即重启电脑(是直接重启,不是关机再手动开机),开机后win10会自动重新安装网卡驱动;

    195138190_25_20200709024610693.png

    3、按下【win+R】打开运行,在运行框内输入”services.msc“然后点击确定;

    195138190_26_20200709024610880.jpg

    4、在打开的服务列表中找到“DNS Client”和“DHCP Client”服务,点击在启动类型中选择自动,即可完成。

    195138190_27_20200709024610958.jpg

    上述给大家介绍的就是win10系统出现以太网未识别导致无法上网如何解决的全部内容,如果你有碰到一样情况的话,不妨可以参照上面的方法来处理吧。

    win10无网络访问权限怎么解决

    自win10系统后,已经有越来越多的人都已经将系统升级成了win10。不过大家在升级后也都还是会遇到一些这样或是那样的问题。比如在进行连接网络时提示“没有网络访问权限”。这是怎么的一回事呢,该怎么解决这个问题呢?今天就和大家一起探讨一下win10无网络权限的解决办法。1,单击开始菜单,运行。

    195140714_1_20200709025930427.png

    电脑电脑图解1

    2,输入CMD,回车。

    195140206_1_20200709025647271.png

    win10无网络访问权限电脑图解2

    3,输入:netsh winsock reset catalog回车。

    195139352_1_20200709025224318.png

    win10无网络访问权限电脑图解3

    4,输入:netsh int ip reset reset.log回车。

    195138190_29_20200709024611286.png

    电脑电脑图解4

    5,单击开始菜单,关机或注销再重启。然后计算机开机就可以。

    195138190_30_20200709024611396.png

    电脑电脑图解5

    展开全文
  • 以太网及网络工作原理一

    千次阅读 2021-12-05 02:06:20
    1、WAN、LAN和以太网简介 介绍以太网(Ethernet)我们首先要与广域网(WAN)、局域网(LAN)这两种概念区分开来,广域网(WAN),WAN我们常在家用路由上看到这个接口,WAN是由无数局域网构成,提供网络服务,让公司...

    1、WAN、LAN和以太网简介

    介绍以太网(Ethernet)我们首先要与广域网(WAN)、局域网(LAN)这两种概念区分开来,广域网(WAN),WAN我们常在家用路由上看到这个接口,WAN是由无数局域网构成,提供网络服务,让公司和个人通过公网进行查询、上传、下载这些服务。WAN的基础设施通常是网络运营商建设,并提供网络服务,比如国内电信、移动、联通,还有国内现在提供硬件铁塔公司。

    局域网设施由企业、个人所组建,规模比较小,主要办公使用,以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享等功能。局域网可大可小,大型公司网络范围可能几栋大楼也可能是一间办公室。 网络连接设备则包含了网卡、集线器、交换机、路由器,网络传输介质简单来说就是网线。无线局域网网络传输介质是无线电波。有线局域网使用的技术标准为IEEE 802.3,无线局域网采用的技术标准称为IEEE 802.11,俗称WIFI。

    局域网严格意义上是封闭型的。按网络拓扑结构分类,可分为总线型、星型、环型、树型、混合型等。按传输介质所使用的访问控制方法分类,又可分为以太网、令牌环网、FDDI网和无线局域网等。

    以太网(Ethernet)是应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。以太网不是一种具体的网络,是一种技术规范,在IEEE 802.3中定义了以太网的标准协议。以太网使用总线型拓扑和CSMA/CD( 即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,发展到现在是使用交换机来进行网络连接和组织,最大程度的减少冲突,提高网络速度和使用效率。工作在OSI模型的第二层。

    总线拓扑图
    早期以太网
    早期以太网

    现代以太网使用交换机来进行网络连接和组织
    在这里插入图片描述

    1.1、以太网和局域网的区别

    以太网分类归为总线型局域网,而局域网的拓扑结构包括星形、树形、环形和总线型。

    局域网包含以太网,以太网只是采用总线型拓扑的拓扑结构的一类。
    以太网使用CSMA/CD协议,工作在OSI网络构架模型的第2层。

    1.2、冲突域和广播域

    早期使用集线器来共享网络资源,使用一个集线器连接多个设备,集线器的工作原理是从一个接口收到数据帧后,立即传给入口以外的其它接口,对接收到的数据以广播的形式发送。与交换机不同,集线器不能识别MAC地址,只是复制接收数据帧后转发。这样就造成数据冲突,广播泛滥,线路拥堵。同一时间多台设备发送数据帧在总线上通过时发生冲突。
    冲突域
    交换机是使用转发/过滤MAC地址表,只转发到正确的MAC地址端口,在同一时间在端口可能同时有发送和输入的数据帧,冲突只在那一个端口发生,所以它的每一个端口相应的称为一个冲突域。交换机通过指定端口传输数据帧,各端口之间不干扰。

    广播域指一个网段中所有设备组成的集合,这个网段内所有的设备都侦听该网段的发送的广播。比如127.20这个网段,下面所有主机地址的设备都收听广播,默认情况下,路由器不会把192.168.10网段内的广播传过来。一年四班的老师讲话会不会传到一年二班这边来,各收听各的。

    1.3、CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测

    CSMA/CD技术规定了多台电脑共享一个信道的方法,是帮助设备均衡地共享带宽的协议。冲突管理,当一个节点传输数据时,首先检查线路上是否有其它数据,没有就传输数据并继续监测线路~~~~~~。拥堵发生时,会告诉所有节点,以太网中每个节点都暂停传输延迟发送,直到内部算法时间到期。
    在这里插入图片描述
    注意:等待过程中超过最大尝试传输次数。向更高层的网络协议报告发送失败,退出传输模式。

    CSMA/CD的理解,CS是载波监听的简写;MA是多节点访问的简写;CD是冲突监测的简写。

    1.4、IEEE 802.3标准

    在前面OSI网络架构模型和以太网我们不断的提到IEEE 802.3标准,这一小节我们就来简单介绍一下IEEE 802.3。百度百科里的介绍,IEEE 802.3是一个工作组,该工作组编写了电气和电子工程师协会 (IEEE)标准集合。协议定义CSMA/CD标准的媒体访问控制(MAC)子层和物理规范。 通过各种类型的铜缆或光缆在节点和/或基础设施设备( 集线器 , 交换机 , 路由器 )之间建立物理连接 。LLC 协议这里不用介绍了,现在很多厂商生产的网卡上就仅装有 MAC 协议。

    1.4.1、IEEE 802.3发展时间历程

    IEEE 802.3标准很复杂我这里只是整理几个特点来说明:
    A、传输速率增加,传输介质的变化。
    传输速率增加,从10bit/s、100bit/s、1000bit/s、10000bit/s、到400 Gbit/s。传输介质的变化,从铜线到双绞线、到光纤(单模/多模)。
    粗同轴铜线双绞线

    时间标准描述
    1983年IEEE 802.3标准以太网10Mbit/s
    1990年802.3i10BASE-T10 Mbit/s(1.25 MB/s)双绞线
    1993年802.3j10BASE-F10 Mbit/s(1.25 MB/s)光纤
    1995年802.3u快速以太网 100Base-T快速以太网标准 具有100 Mbit/s(12.5 MB/s)的100BASE-TX,100BASE-T4,100BASE-FX快速以太网,具有自动协商功能。
    1998年802.3z1000BASE-XGbit/ s光纤以太网,速率为1 Gbit/s(125 MB/s)千兆以太网
    1999年802.3ab1000BASE-TGbit/s以太网双绞线,速率为1 Gbit/s(125 MB/s)
    2000年802.3ad链路的链路聚合
    2002年802.3ae光纤上的万兆以太网;10GBASE-SR、10GBASE-LR、10GBASE-ER、10GBASE-SW、10GBASE-LW、10GBASE-EW
    2006年802.3通过非屏蔽双绞线(UTP)的10GBASE-T10 Gbit/s(1,250 MB/s)以太网
    2008年802.3ax链接聚合 - 移至并批准为802.1AX
    2010年802.3ba40 Gbit / s和100 Gbit / s以太网。
    20015年802.3bm用于光纤的100G / 40G以太网
    20016年802.3bp1000BASE-T1 - 通过单个双绞线,汽车和工业环境的千兆以太网,25G /40GBASE-T,用于4对平衡双绞线,2个连接器,距离超过30米
    20016年802.3bz2.5GBASE-T和5GBASE-T- 通过Cat-5/Cat-6双绞线的2.5千兆和5千兆以太网
    20017年802.3bs单模光纤上200GbE(200 Gbit/s)和光学物理介质上400GbE(400 Gbit/s)
    802.3ck使用100 Gbit/s通道的100,200和400 Gbit/s以太网

    IEEE802.3发展时间图B、接口的多样化、传输距离增加。
    接口有以下几种:粗同轴电缆AUI接口一般不用;细同轴电缆BNC接口现在也不用了;SC光纤接口在快速以太网使用;RJ-45接口就是我们常见的“水晶头”,使用双绞线;FDDI接口使用的是光纤,高端的千兆交换机上使用这种接口;Console接口、在交换机和路由器都有这种接口,绝大多数都采用RJ-45端口。
    光纤接口

    传输距离的增加从100米到数十公里。

    1.4.2、传输介质及其特性。

    A、标准以太网是最早期的以太网,其传输速率为10Mbts,也称为传统以太网。标准以太网IEEE802.3中物理层标准如下:

    • 10 Base-T:使用双纹线,最大网段长度为100m。
    • 10 Base-F:使用光纤,最大网段长度为2000m,传输速率为10Mb/s。

    由于很多已经过时只列上两项,Base表示基带传输,T是双绞线,F是光纤。

    B、快速以太网IEEE802.3u中物理层标准。

    • 100 Base-TX:使用两对5类屏蔽或非屏蔽双绞线,一对用于发送数据,一对用于传输数据;使用RJ-45接头,最大距离为100m,支持全双工。
    • 100 Base-T4:使用3类电缆,使用所有4对线,半双工。由于5类线普及,已废弃。
    • 100Base-FX:使用62.5/125微米的多模光纤,采用点到点拓扑,最大距离为412m,支持全双工。此种网络主要用于搭建主干网,以提升主干网络传输速率。

    C、千兆以太网
    千兆以太网(GigabitEthernet)也称为吉比特以太网。IEEE802.3z中物理层标准。

    • 1000BASE-T 1Gbit/s 使用超五类非屏蔽双绞线或6类非屏蔽双绞线,最大的传输距离100米。
    • 1000BASE-SX 1Gbit/s 多模光纤和短波激光,使用850纳米的激光,芯线为62.5微米时传输距离220米,芯线为50微米时传输距离550米。
    • 1000BASE-LX 1Gbit/s 使用9微米单模光纤和1300纳米激光,最大的传输距离3~10千米。长距离方案。
    • 1000BASE-ZX 1Gbit/s 单模光纤(40KM至70KM)。思科制定的一种千兆以太网通信标准。
    • 1000BASE-CX 铜缆上达到1Gbps的短距离(小于25 m)方案。早于1000BASE-T,已废弃。

    D、万兆以太网
    也称为10吉比特以太网。IEEE802.3ae中物理层标准。10Gbis不再使用铜线,只使用光纤作为传输媒介;不再使用 CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测协议。千兆以太网仍可使用已有的光纤通道技术,但10GE使用新开发的物理层。

    • 10G Base-SR:SR表示" Short Range"(短距离),10GBae-SR仅用于短距离连接,使用850纳米的短波激光和多模光纤,有效传输距离2m~300m。

    • 10G Base-LR:LR表示“Long Range”(长距离),10G Base-LR主要用于长距离连接,使用1310纳米的长波激光和单模光纤,有效传输距2m~10km。

    • 10 GBase-ER:ER表示“ Extended Range”(超长距离),使用1550纳米的超长波激光和单模光纤,有效传输距离为2m~40km。

    • 10G Base-SW:SW表示“ short wavelength”(短波),使用850纳米的短波激光和多模光纤,有效传输距离为300m,用来连接SONET设备。

    • 10G Base-LW:LW表示“ Long wavelength”(长波),使用单模光纤,有效传输距离为10km,用来连接SONET设备。

    • 10G Base-EW:LW表示“ Extended Long wavelength”(长波),使用1550纳米的超长波激光和单模光纤,有效传输距离为10km,用来连接SONET设备。
      在这里插入图片描述

    注:SONET定义了同步和等时(时间敏感数据,如实时视频)信息的传输。
    字节单位换算
    1K=1024bit
    1M=1024K
    1G=1024M
    以太网是以时钟频率决定传输速度。
    1K=1000bit
    1M=1000K
    1G=1000M

    1.5、半双工和全双工

    在前面提到IEEE802.3标准中,传输介质总有半双工或者全双工这一词出现,全双工同时使用两对导线,就是设备之间传输数据,可以同时发送同时接收。半双工是早期设备使用的方式,现在几乎没有使用,指的在同一时间内,只能发送或者接收,不能同进行,只能依序完成,发送完成轮到接收或者接收完成轮到发送。

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  • 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

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    千次阅读 2019-08-06 23:38:26
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