协议篇之以太网协议基础概念

一、写在前面

  在学习了串口协议后，发现通过串口传输数据，数据传输的速率较慢，无法符合高速率传输场景下的要求，所以开始学习以太网协议，本文中学习了在以太网协议中的一些基础性的概念，为学习以太网协议的数据帧格式、时序等打个基础。

二、什么是以太网

  以太网（Ethernet）是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，根据传输速率又可以分为标准以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）、千兆以太网（1Gbit/s）、万兆以太网（10Gbit/s）。

三、以太网TCP/IP协议分层

  目前，针对以太网TCP/IP协议，一般将其分为5层，即应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

  在这里，有两个疑问：
（1）为什么叫TCP/IP协议？
  为什么要叫TCP/IP协议，为什么不叫XXX协议，实际上TCP/IP协议是指一个协议簇（即好多协议的集合），至于叫TCP/IP协议是由于在众多协议中，TCP协议与IP协议最为常用，所以就以这两个协议进行命名。毕竟谁的市场占有率高，谁就有绝对的话语权。
（2）协议为什么要分层？
  协议分层，一方面，对于协议制定者来说，如果要修改协议的某一层，只要层级之间的数据关系保持不变，就可以对该层的协议内容进行修改且不影响该层的上层协议或者下层协议；一方面，对于使用该协议进行设计的人来说，由于各个层级是相互独立的，在设计时有清晰的层级框架，每层只需考虑该层级与其他层级的接口数据关系，无需考虑其他层级如何实现，对于协议的使用者，比较容易实现。

四、MAC地址与IP地址

  MAC地址：对于每个计算机其中的每个网卡，都有一个唯一的地址与之对应，这个地址就是MAC地址（Media Access Control Address），也称为物理地址，这个地址是网卡厂家生产时所定义的固定地址，宽度为48位（6字节）。

  IP地址：IP地址（Internet Protocol Address），又称为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。IP地址的位宽为32位（4字节）。

  关于MAC地址与IP地址之间的纠缠，或者说理解这两者之间的关系，可以参考文章《如果让你来设计网络》，真的是绝无仅有的好文！！！！

五、写在后面

  本文学习了以太网协议中的一些基础概念，内容在后续学习过程中会逐步进行补充。欢迎评论区友好交流批评指正！！！