【跟著小編從零開始學以太網】之以太網基礎知識

關鍵字 :以太網ISO資料封裝TCP/IP網際網路科技自主可控

好久不見,真的很想念!小編經歷了一段低潮期和沉迷的階段,現在浴火重生,突然有個奇想,想要做一系列與乙太網技術相關的博文。想做乙太網主題的原因其實很簡單,一方面是因為小編一直想把乙太網的知識點進行整理,同時也希望能將相關技術分享出來;另一方面則是因為人工智慧(AI),隨著AI對高速大帶寬網路應用的需求越來越重要,這個主題也變得更有意義。綜合以上種種因素,小編決定著手這方面的內容。接下來,小編會從零開始介紹,希望自己的分享能幫助您更好地了解乙太網。如果不喜歡,請勿噴。。。

      首先我們先來看乙太網的概念:

 

以太網是一種非同步載波偵聽多重存取/碰撞偵測(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect,CSMA/CD)協議/介面,有效負載大小為46-1500個位元組,數據速率高達每秒百萬位元(常見的數據速率有10Mbps/100Mbps/1000Mbps等),通常不太適合低功耗應用。

 

從乙太網的概念可以看出,乙太網的速率幾乎可以滿足所有有線通信的應用需求。

 

     接著我們再來看看乙太網的工作原理:

 

以太網是由IEEE 802.3™規範定義的資料鏈路層和實體層協議,根據最大位元率、傳輸模式和實體傳輸介質分為多種類型。

 

• 最大位元速率(Mbps):10、100 和 1000 等。

• 傳輸模式:寬頻和基頻

• 物理傳輸媒介:同軸電纜、光纖和UTP等。

 

      接著我們繼續看看乙太網的術語:

術語定義備註
循環冗餘校驗循環冗餘校驗:一種校驗和演算法,用於計算所有乙太網框的FCS以及對接收的資料包進行雜湊表過濾的雜湊表密鑰。 
DA目標位址:乙太網路幀的目標位址欄位,共6個八位元組。 
靜電放電流結束分隔符:在100 Mbps模式下,透過在FCS之後(幀間隔期間)傳輸ESD來表示幀結束。 
FCS幀校驗序列:乙太網幀末尾的4個八位元組欄位,其中包含該幀的錯誤檢測校驗和。 
IP網際網路協議:指的是IPv4或IPv6。 
區域網路區域網路或大型區域網路。 
MAC媒體存取控制:負責實現乙太網規範的媒體存取控制功能的模組。 
MAC位址6 個八位元組的識別碼,代表乙太網路節點的實體位址。每個乙太網路幀都包含來源位址和目標位址,兩者都是 MAC 位址。 
MDI媒介相關介面或管理資料輸入。 
MDO管理資料輸出。 
MDIO管理資料輸入/輸出。 
MII介質無關介面:MAC和PHY之間的標準4位介面,用於傳輸TX和RX幀數據。在10 Mbps模式下,MII以2.5 MHz運行;在100 Mbps模式下,MII以25 MHz運行。 
MIIMMII管理:用於存取PHY暫存器的MII邊帶信號集。 
是的組織唯一識別碼:MAC地址的前三個八位元組稱為OUI,通常分配給組織或公司。Microchip 的OUI為00-04-A3h。 

八位

位元組

在乙太網術語中,表示一個8位元位元組。 
資料包緩衝區存儲所有發送和接收數據包(幀)的實體或虛擬存儲器。 
物理實現乙太網路實體層的模組。 
記憶體隨機存取記憶體(通常為易失性記憶體)。 
接收緩衝區資料包緩衝區的邏輯部分,用於存儲接收到的資料包。 
RX接收 
南非源位址:以太網幀的源位址欄位,共6個八位元組。 
SFD幀起始分隔符:乙太網幀中用於標記幀起始的單個八位元組欄位。 
SPI串行周邊介面。 
固態硬碟流起始分隔符:在100 Mbps乙太網中,前導碼的第一個八位元組稱為SSD,其編碼方式與前導碼的其餘部分不同。 
站地址站址是以太網節點的MAC地址。通常會將該地址與接收到的以太網幀中的目標地址進行比較,以確定是否應接收該幀。在發送端,通常會將該地址作為以太網幀的源地址進行發送。 
傳送緩衝區資料包緩衝區的邏輯部分,用於存儲要傳送的資料包。 
TX發送。 
RMII精簡的媒介無關介面:MII 的 2 位版本。 
SMII串行介質無關介面:MII 的 1 位版本。 
非回零制編碼 (NRZI)不歸零反相:二進位代碼,訊號跳變表示邏輯1,無跳變表示邏輯0。 

認識了乙太網相關的術語,最後我再來看看乙太網的模型,如下圖所示:

在此模型中,關於網際網路協議堆疊和資料封裝的示例如下圖所示:

在了解了以太網的基礎知識之後,接下來我們將介紹協議堆疊和資料封包。歡迎工程師們在評論區留下您對文章的看法,或者提供一些內容建議。謝謝。

 

最後小編還是想用一句話來結尾:加油,ヾ(◍°∇°◍)ノ゙預祝中國高科技早日實現自主可控。

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