以太网及TCPIP通俗理解

1 以太网------EtherNet：
---------------------------参考图解
以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。

以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法，它们都符合IEEE802.3。

IEEE 802.3标准
IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。

以太网是当前应用最普遍的局域网技术，它很大程度上取代了其他局域网标准。

如令牌环、FDDI和ARCNET。

历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。

常见的802.3应用为：
10M: 10base-T （铜线UTP模式）
100M: 100base-TX （铜线UTP模式）
100base-FX（光纤线）
1000M: 1000base-T（铜线UTP模式）
2 UIP协议：
uIP由瑞典计算机科学学院(网络嵌入式系统小组)的Adam Dunkels 开发。

其源代码由C 语言编写，并完全公开，uIP 的最新版本是1.0 版本，本指南移植和使用的版本正是此版本。

uIP协议栈去掉了完整的TCP/IP中不常用的功能，简化了通讯流程，但保留了网络通信
必须使用的协议，设计重点放在了IP/TCP/ICMP/UDP/ARP这些网络层和传输层协议上，保证了其代码的通用性和结构的稳定性。

由于uIP协议栈专门为嵌入式系统而设计，因此还具有如下优越功能：
1）代码非常少，其协议栈代码不到6K，很方便阅读和移植。

2）占用的内存数非常少，RAM 占用仅几百字节。

3）其硬件处理层、协议栈层和应用层共用一个全局缓存区，不存在数据的拷贝，且发送和接收都是依靠这个缓存区，极大的节省空间和时间。

4）支持多个主动连接和被动连接并发。

5）其源代码中提供一套实例程序：web 服务器，web 客户端，电子邮件发送程序(SMTP 客户端)，Telnet服务器，DNS主机名解析程序等。

通用性强，移植起来基本不用修改就可以通过。

6）对数据的处理采用轮循机制，不需要操作系统的支持。

由于uIP对资源的需求少和移植容易，大部分的8位微控制器都使用过uIP 协议栈,而且很多的著名的嵌入式产品和项目(如卫星，Cisco 路由器，无线传感器网络)中都在使用uIP 协议栈。

3 TCP/IP协议：
TCP/IP是（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的简写，中译名为传输控制协
议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。

而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。

OSI（Open System Interconnect）是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。

该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。

OSI的七层指的是：物理层、数据链路层（网络接口层）、网络层（网络层IP）、传输层（TCP）、会话层、表示层和应用层（应用层）。

而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。

由于ARPNET的设计者注重的是网络互联，允许通信子网（网络接口层）采用已有的或是将来有的各种协议，所以这个层次中没有提供专门的协议。

实际上，TCP/IP协议可以通过网络接口层连接到任何网络上，例如X.25交换网或IEEE802局域网。

4 ENC28J60---以太网控制器：
ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的独立以太网
控制器。

它可作为任何配备有SPI的控制器的以太网接口。

ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。

它还提供了一个内部DMA 模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP 校验和计算。

与主控制器的通信通过两个中断引脚和SPI实现，数据传输速率高达10 Mb/s。

两个专用的引脚用于连接LED，进行网络活动状态指示。

ENC28J60总共只有28脚，提供QFN/TF。

ENC28J60的主要特点如下：
兼容IEEE802.3 协议的以太网控制器
集成MAC 和10 BASE-T物理层
支持全双工和半双工模式
数据冲突时可编程自动重发
SPI接口速度可达10Mbps
8K数据接收和发送双端口RAM
提供快速数据移动的内部DMA 控制器
可配置的接收和发送缓冲区大小
两个可编程LED 输出
带7 个中断源的两个中断引脚
TTL电平输入
提供多种封装：SOIC/SSOP/SPDIP/QFN 等
ENC28J60的典型应用电路如图所示：
7 RJ45接口（以太网卡接口）：
DTE（数据终端设备）---------只用四条线------------ DCE（数据通信设备）
>>两个类型一样的设备使用RJ45接口连接通信时，必须使用交叉线连接。

>>RJ45与RS422接口类似-----全双工、四线通信，输入与输出各两条线，差分电平。

>>远距离传输普遍使用差分电平--------包括485、422、CAN和以太网。

8 以太网与TCP/IP协议关系：
以太网是局域网的一种，其他的比如还有令牌环、FDDI。

和局域网对应的就是广域网，如Internet，城域网等。

从网络层次看，局域网协议主要偏重于低层（业内一般把物理层、数据链路层归为低层）。

以太网协议（IEEE 802.3）主要针对数据链路层（只规定MAC—介质访问层和LLC—数据链路层）的定义；而Internet采用的TCP/IP协议主要偏重于中间层（网络层--IP/传输层--TCP），会话层/表示层/应用层属于顶层（底层+中间层+顶层=OSI七层）。

以太网的高层协议既可以是TCP/IP协议、也可以是IPX协议（NetWare）、NetBEUI协议等；反过来，TCP/IP协议既可以运行在以太网上，也可运行在FDDI、WLAN上。

以太网是TCP/IP使用最普遍的物理网络，换句话说，以太网是用户接入Internet 最常见的实现方式，而TCP/IP又是Internet采用的协议，因此，以太网+TCP/IP成为IT行业中应用最普遍的技术。