以太网接口基础概念

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(1) 最常用的以太网协议是 IEEE802.3 标准。

(2) 传输编码：曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。

• 曼彻斯特编码：每位中间有一个电平跳变，从高到低的跳变表示“0”，从低到高的跳变表示为“1”。
• 差分曼彻斯特编码：每位中间有一个电平跳变，利用每个码元开始时有无跳变来表示“0”或“1”，有跳变为“0”，无跳变为“1”.

(3) 相比之下，曼彻斯特编码编码简单，差分曼彻斯特编码提供更好的噪声抑制性能。

(4) 以太网数据传输特点：

• 所有数据位的传输由低位开始，传输位流时用曼彻斯特编码。
• 以太网是基于冲突检测的总线复用方法，由硬件自动执行。
• 传输的数据长度，目的地址DA ＋ 源地址 SA ＋ 类型字段 TYPE ＋ 数据段 DATA ＋ 填充位 PAD，最小为 60B，最大为 1514B。
• 通常以太网卡可以接收 3 种地址的数据：广播地址、多播地址(组播地址)、自己的地址。
• 任何两个网卡的物理地址都不一样，是世界上唯一的，网卡地址由专门机构分配。

(5) 嵌入式以太网接口有两种实现方法：

• 嵌入式处理器＋网卡芯片(例如：RTL8019AS、CS8900, DM9000等)
• 带有以太网接口的处理器。

(6)  TCP/IP 是一个分层协议，分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。每层实现一个明确的功能，对应一个或几个传输协议，每层相对于它的下层都作为一个独立的数据包来实现。每层上的协议如下：

• 应用层：BSD 套接字。
• 传输层：TCP、UDP。
• 网络层：IP、ARP、ICMP、IGMP
• 数据链路层：IEEE802.3 Ethernet MAC
• 物理层：二进制比特流。

(7) ARP（地址解析协议 Address Resolution Protocol）

• 网络层用32位的地址来标识不同的主机（即IP地址），而链路层使用48位的物理地址（MAC）来标识不同的以太网或令牌网接口。
• ARP 功能：实现从 IP 地址到对应物理地址的转换。

(8) ICMP（网络控制报文协议 Internet Control Message Protocol）

• IP 层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要控制信息。
• ICMP 报文是在 IP 数据包内被传输的。
• 网络诊断工具 ping 和 raceroute 其实就是 ICMP 协议。

(9)IP（网际协议）

• IP 工作在网络层，是 TCP/IP  协议族中最为核心的协议。
• 所有的T CP、UDP、ICMP 及 IGMP 数据都以 IP 数据包格式传输。
• TTL（生存时间字段）：指定了IP 数据包的生存时间（数据包可以经过的路由器数）。
• IP 提供不可靠、无连接的数据包传送服务，高效、灵活。

不可靠：它不能保证数据包能成功到达目的地，任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。如果发生某种错误，IP 有一个简单的错误处理算法－－丢弃该数据包，然后发送 ICMP 消息报给信源端。
无连接：IP 不维护任何关于后续数据包的状态信息。每个数据包的处理都是相互独立的。IP 数据包可以不按顺序接收.

(10) TCP（传输控制协议）

       TCP 协议是一个面向连接的可靠的传输层协议，它为两台主机提供高可靠性的端到端数据通信。

(11) UDP（用户数据包协议）
       UDP 协议是一种无连接不可靠的传输层协议，它不保证数据包能到达目的地，可靠性有应用层来提供。UDP 协议开销少，和 TCP 相比更适合于应用在低端的嵌入式领域中。

(12) 端口：TCP 和 UDP 采用 16 位端口号来识别上层的用户，即应用层协议，例如 FTP 服务的 TCP

端口号都是21，Telnet 服务的TCP 端口号都是23，TFTP 服务的UDP 端口号都是69。

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