以太网传输
简述以太网的工作原理
简述以太网的工作原理
以太网是一种常用的局域网技术，它使用以太网协议进行数据传输。
以太网的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 硬件准备：以太网使用一组特定的硬件设备，包括网络接口卡（NIC）、集线器（Hub）或交换机（Switch）。
每个设备
都有一个唯一的物理地址，称为MAC地址。
2. 数据封装：数据在发送之前被封装为数据帧。
数据帧包括头部和数据部分，头部包含了目标MAC地址和源MAC地址等
信息。
3. 寻址和转发：当一台计算机想要发送数据时，它首先将数据帧发送到与它相连的设备（通常是交换机）。
交换机会读取目标MAC地址并将数据帧转发给适当的设备。
4. 数据传输：数据帧在以太网中传输，通过物理介质（如双绞线或光纤）进行传输。
数据帧以比特的形式在物理介质上传输。
5. 数据接收和解析：设备接收到数据帧后，根据目标MAC地
址进行解析。
如果目标MAC地址与自身的MAC地址匹配，
设备将接受数据帧。
否则，数据帧将会被丢弃。
6. 碰撞检测和重传：在以太网中，多个设备可以同时发送数据。
如果多个设备同时发送数据，可能会发生碰撞。
碰撞检测机制能够检测到碰撞，并触发重传机制来保证数据的可靠传输。
7. 重复过程：以上过程在整个以太网中不断重复，以实现计算机之间的通信。
总结起来，以太网通过硬件设备、数据封装、寻址和转发、数据传输、数据接收和解析等步骤实现计算机之间的通信。
其特点是灵活、易扩展和成本低廉，被广泛应用于局域网环境中。
简述以太网的工作原理
简述以太网的工作原理
以太网是一种常用的局域网传输技术，其工作原理基于
CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）协议。
在以太网中，所有主机通过共享同一条物理传输介质（如电缆）进行通信。
每台主机都被配置为具有唯一的MAC地址（媒体
访问控制地址），用于在网络中识别和定位。
工作原理如下：
1. 媒体访问控制：主机在发送数据之前，首先在物理介质上侦听信道，如果信道闲置，则可以发送数据。
如果检测到信道上有信号，则主机延迟发送，等待信号消失。
这样确保每个主机都可以在不发生碰撞的情况下发送数据。
2. 碰撞检测：如果两台或更多台主机同时发送数据，就会发生碰撞。
主机会继续发送数据，同时侦听信道以检测碰撞。
如果检测到碰撞，则主机发送一个干扰信号以停止发送，并等待一段随机时间后重新发送。
3. 数据帧传输：数据在网络上以数据帧的形式传输。
数据帧由起始定界符、目的MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、有效载荷（数据）和校验字段组成。
每个主机通过读取目的MAC地址来检查接收数据帧的目标是自己还是其他主机。
4. 交换机：以太网中经常使用交换机来增加网络性能和带宽。
交换机具有多个端口，每个端口与一个主机相连。
交换机可以将由一个端口接收到的数据帧仅转发到目标主机的端口，而不
会广播到整个网络。
这样可以有效避免碰撞。
总的来说，以太网的工作原理是通过CSMA/CD协议实现的。
它允许主机在共享物理介质上传输数据，并通过碰撞检测和随机退避机制来处理碰撞。
交换机的使用还可以提高网络性能和可靠性。
以太网技术基本原理
以太网技术基本原理以太网是一种局域网技术，其基本原理是基于CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，采用共享介质的方式实现各个终端设备之间的数据通信。
以下是以太网技术的基本原理的详细介绍。
1.CSMA/CD协议：CSMA/CD协议是以太网的核心协议，用于解决多个终端设备同时访问共享介质时产生的冲突问题。
其工作原理是，在发送数据之前，终端设备会先监听共享介质上是否有信号传输，如果没有，则可以开始发送自己的数据。
如果检测到有信号传输，表示介质正在被占用，终端设备会等待一段随机的时间后再次进行监听，以便选择合适的时机进行数据发送。
如果在发送数据的过程中，终端设备检测到介质上有冲突，就会终止发送并等待一段时间，再次检测介质是否被占用，然后重新开始发送数据。
通过这种方式，CSMA/CD协议可以有效地解决冲突问题，实现数据的可靠传输。
2.介质访问控制：以太网采用的是共享介质的方式，多个终端设备共享同一根传输介质。
为了保证每个终端设备的公平性和均衡性，以太网采用了介质访问控制机制。
具体来说，以太网将共享介质分割为多个时隙，并将每个时隙划分为一个最小的数据传输单元（称为“帧”）。
终端设备在进行数据传输之前，需要等待一个空闲的时隙，然后按照时隙进行数据发送。
这种介质访问控制机制能够有效地保证每个终端设备的公平访问权，并避免了数据传输的混乱和冲突。
3.MAC地址：以太网使用MAC（媒体访问控制）地址来唯一标识网络中的每个终端设备。
MAC地址是一个48位的全球唯一标识符，由6个字节组成。
其中前3个字节是由IEEE管理的组织唯一标识符（OUI），用于标识设备的生产厂商，后3个字节由设备厂商自行分配。
每个终端设备在生产时都会被分配一个唯一的MAC地址，以太网通过这个地址来确定数据应该发送到哪个设备。
4.帧格式：以太网的数据传输通过帧来进行，每个帧是一个完整的数据包。
以太网的帧格式包括了源MAC地址、目标MAC地址、协议类型和数据部分。
以太网功能
以太网功能以太网（Ethernet）是一种常见的局域网传输协议，它是一种基于CSMA/CD协议的数据链路层协议。
以太网在局域网中广泛使用，具有以下功能：1. 可靠的数据传输：以太网使用CSMA/CD协议，能够在传输过程中检测到冲突并进行处理，保证数据的可靠传输。
如果两个节点同时发送数据，就会发生冲突，此时两个节点会等待一段随机的时间后再重新发送数据，以避免冲突。
这种冲突检测和处理机制保证了数据的可靠传输。
2. 高速的数据传输：以太网采用异步传输模式，允许多个节点同时传输数据，大大提高了局域网的传输效率。
以太网支持多种速率，从10Mbps (以太网) 到100 Gbps (以太网) 不等，可以满足不同网络规模和需求。
3. 灵活的网络拓扑结构：以太网可以采用多种拓扑结构，包括总线型、星型、树型等，也可以使用混合结构。
这使得以太网在不同的网络环境中都具有很强的适应性。
4. 简化的网络管理：以太网使用广播方式发送帧，可以使所有节点都能收到信息，简化了网络管理。
管理员可以通过发送广播消息实现网络配置、更新和管理等操作，方便快捷。
5. 节约成本：以太网使用较为常见的网络设备和标准化的接口，所以成本相对较低。
以太网设备和接口的普及程度也很高，便于扩展和维护。
6. 高度兼容性：以太网具有良好的兼容性，可以与其他局域网传输技术相互连接，如无线局域网（Wi-Fi）、光纤以太网等，实现不同网络之间的互联互通。
7. 支持多种网络协议：以太网支持多种网络协议，如IP协议、ARP协议、TCP协议等，可以满足不同应用的需求。
总之，以太网具备可靠的数据传输、高速传输、灵活的拓扑结构、简化的网络管理、节约成本、高度兼容性和多协议支持等功能。
这些功能使得以太网成为局域网中最为常见和广泛应用的传输协议之一。
以太网定义与传输方式
• 帧内数据为46~1500字节。
• 所以帧总长度为：
64(18+46)~1518(18+1500)
5.2.1 以太网802.2帧格式
• 以太网802.2帧中包含一个8字节的前导信息， 用来同步，告诉网上的接收节点现在有数据 输入，并且指明数据从何时开始，帧的长度 不包含前导信息的字节长度。
• 1975年，Xerox公司研制出第一个以太网。 • 70年代末，DEC、Intel、Xerox三家公司联合
开发第二代以太网。制定了10Mbps标准V1.0， 又称为DIX规范。
• 1982年DEC、Intel、Xerox这三家公司公布了 V2.0版，于1993年以其为基础制定了 IEEE802.3标准，IEEE将IEEE802.3标准提交 给ISO，ISO采纳并经修订后制定了局域网标准。
• 以太网802.2帧格式:
前导信息 目标地址 源地址 长度
数据
帧校验序列
8字节 6字节 6字节 2字节 46~1500字节 4字节
• 以太网802.2帧中的源MAC地址和目的MAC 地址的长度均为6个字节。源地址表明此帧 的发送节点，即此帧来自何处；目的地址表 明此帧的接收节点，即此帧去往何方。
• 数据域长度小于46字节时，需要在数据域后面加 填充位。
• 为什么帧长度是64~1518字节？
• 最大冲突检测时间为51.2微秒，最短帧长为64 字节。以保证帧完全发送前能检测到冲突。
A
B
A
B
(1) 在0时刻开始发送
A
B
(2) 大约在 - ℇ时刻快要到达 B
以太网工作原理
以太网工作原理以太网是一种常见的局域网技术，它使用了一种称为CSMA/CD（载波监听多路访问/碰撞检测）的协议来控制数据传输。
在以太网中，数据被分割成帧，然后通过网络传输。
接下来，我们将详细介绍以太网的工作原理。
首先，以太网使用CSMA/CD协议来控制数据传输。
这意味着当一个设备想要发送数据时，它首先会监听网络，确保没有其他设备正在发送数据。
如果网络空闲，设备就会发送数据。
但是，如果多个设备同时发送数据，就会发生碰撞。
当检测到碰撞时，设备会随机等待一段时间，然后重新发送数据。
其次，以太网使用MAC地址来识别设备。
每个以太网设备都有一个唯一的MAC地址，它由48位二进制数组成。
当数据帧被发送到网络上时，它包含了目标设备的MAC地址，以太网设备会根据这个地址来决定是否接收数据。
此外，以太网使用了CSMA/CD协议来控制网络的拓扑结构。
在以太网中，常见的拓扑结构包括总线型、星型和树型。
总线型拓扑中，所有设备都连接到同一条总线上；星型拓扑中，所有设备都连接到一个中央设备上；树型拓扑则是将多个星型拓扑连接在一起。
最后，以太网使用了以太网交换机来提高网络性能。
交换机可以根据MAC地址来转发数据，而不是像集线器一样简单地将数据广播到整个网络上。
这样可以减少网络拥塞，提高数据传输效率。
总之，以太网是一种常见的局域网技术，它使用了CSMA/CD协议来控制数据传输，使用MAC地址来识别设备，使用不同的拓扑结构来搭建网络，同时利用以太网交换机来提高网络性能。
通过了解以太网的工作原理，我们可以更好地理解局域网的工作方式，从而更好地设计和管理网络。
以太网的三种以太网标准
以太网的三种以太网标准以太网是一种局域网技术，它使用双绞线或光纤作为传输介质，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议来实现数据的传输。
在以太网的发展历程中，出现了多种不同的标准，其中最为常见的有以太网、快速以太网和千兆以太网。
本文将对这三种以太网标准进行介绍和比较。
首先，以太网是最早的以太网标准，它使用10Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
在以太网中，数据帧的最小长度为64字节，最大长度为1518字节。
以太网使用CSMA/CD协议来解决数据冲突问题，但随着网络规模的扩大，以太网的传输速率已经无法满足需求，因此出现了更高速的以太网标准。
其次，快速以太网是在以太网的基础上进行改进的，它使用100Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
快速以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网保持一致，但由于传输速率的提升，快速以太网能够更快地传输数据，适用于对传输速度要求较高的场景。
快速以太网的出现，使得局域网的传输速度得到了显著提升，大大改善了网络性能。
最后，千兆以太网是目前应用最为广泛的以太网标准，它使用1Gbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
千兆以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网和快速以太网保持一致，但由于传输速率的进一步提升，千兆以太网能够更快地传输大容量数据，适用于对传输带宽要求较高的场景。
千兆以太网的出现，进一步提升了局域网的传输速度和带宽，满足了现代网络应用对高速数据传输的需求。
综上所述，以太网的发展经历了以太网、快速以太网和千兆以太网三种不同的标准，它们分别采用了不同的传输速率和技术，适用于不同的网络场景。
随着网络应用的不断发展，以太网标准也在不断演进，未来可能会出现更高速的以太网标准，以满足日益增长的网络传输需求。
在选择以太网标准时，需要根据实际需求和网络环境来进行合理的选择，以实现最佳的网络性能和传输效果。
以太网传输介质的知识
光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，能够传输光信号。它的传输速度非常快，带宽也非 常高，而且不受电磁干扰的影响。光纤的传输距离非常远，甚至可以达到几十公里，但价 格较高，适用于需要高速、长距离、大容量的网络传输。
选择依据及应用场景分析
传输距离
如果需要较长的传输距离，可以选择光纤或同轴电缆；如 果传输距离较短，可以选择双绞线。
可回收再利用
以太网传输介质应具有可回收再 利用的特性，减少废弃物的产生 和对环境的破坏。
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芯径与数值孔径
多模光纤的芯径较粗，通常在50100μm之间，数值孔径较大，能 够接收更多的光信号。
传输距离与带宽
多模光纤的传输距离相对较短，一 般在几公里以内，但其带宽较高， 适用于短距离高速数据传输。
单模光纤
传输原理
单模光纤仅允许一种模式的光传输， 通过控制光的入射角度和光纤的芯径 实现。
芯径与数值孔径
以太网传输介质的知识
contents
目录
• 以太网传输介质概述 • 铜质传输介质 • 光纤传输介质 • 无线传输介质 • 各类传输介质性能比较与选择依据 • 以太网传输介质未来发展趋势及挑战
01 以太网传输介质概述
定义与分类
定义
以太网传输介质是指用于以太网 通信的各种物理媒介，它们承载 着数据信号在以太网设备之间进 行传输。
应用
曾广泛应用于有线电视、 计算机网络等领域，现已 逐渐被光纤等新型传输介 质所取代。
铜质传输介质性能比较
传输距离
传输速率
双绞线的传输距离相对较短，一般不超过 100米；同轴电缆的传输距离较长，可达到 几百米甚至几公里。
双绞线的传输速率受到一定限制，一般适 用于低速或中速网络；同轴电缆的传输速 率较高，适用于高速网络。
以太网数据传输原理
以太网数据传输原理
以太网是一种广泛使用的局域网技术，它使用了特定的数据传输原理来实现计算机之间的通信。
以太网采用了CSMA/CD
（载波侦听多点接入/碰撞检测）的机制来实现数据传输。
CSMA/CD是一种多台计算机共享一条通信线路的介质访问控
制方法。
在以太网中，所有计算机都通过同一根传输线（即通信介质）进行数据传输。
当一台计算机需要发送数据时，它首先会监听传输线上是否有其他计算机正在发送数据。
如果线路空闲，该计算机则开始发送数据。
否则，它会等待一段随机的时间再次尝试。
当多台计算机同时发送数据导致碰撞时，它们会侦测到碰撞并立即停止发送。
然后，每一台计算机都会等待不同的时间（根据随机退避算法）再次尝试发送数据。
通过CSMA/CD机制，以太网可以有效地控制传输介质的访问，避免多台计算机同时发送数据而导致的冲突。
这种机制可以在确保数据传输的同时，提供较低的延迟和高效的带宽利用率。
此外，以太网还使用了帧的数据传输方式。
数据在发送之前会被分割成较小的数据块，称为帧。
每个帧包括了发送和接收计算机的地址信息、数据以及错误检测码。
接收计算机通过检查帧的错误检测码来确保接收到的数据的准确性。
总之，以太网通过CSMA/CD的机制和帧的数据传输方式，实
现了高效的计算机之间的数据通信。
这种技术被广泛应用于局域网中，为用户提供了快速可靠的数据传输服务。
太网业务传输的基本组网方式11页
太网业务传输的基本组网方式1. OptiX 2500+设备10M/100M 以太网业务传输的基本特点10M/100M 以太网业务VC-Trunk 的映射方式随着数据业务的发展，企业内部采用以太网互联的需求越来越多。
以往企业网的远程互联主要是通过租用N×64K 或2M 专线的方式来实现，但是此种方式成本高且带宽的调配不灵活；而且数据设备的接口主要是10/100BASE-T以太网接口，而采用2M 专线的传输方式时，需要使用路由器将以太网接口转换为2M 接口传输，从而增加了成本，也限制了带宽。
另外，随着以太网接入的方式在城域网中的应用日益增长，又对传输网支持以太网业务的传输带来了新的要求，即城域传输网需要具有可区分业务优先级、可管理的特点。
根据RFC 1990 协议，OptiX 2500+ 设备利用以太网透传接口单元，可将1～4/8 个10/100BASE-T 或100BASE-FX 以太网业务，可以采用VC-Trunk 方式，映射到1～48 个2M 的方式，实现对以太网业务的传输。
采用VC-Trunk 的映射方式，每个以太网口映射到2M 的数量是可以任意设置的，只要总和不超过48 个2M，这样就可以根据需要灵活分配以太网业务的传输带宽；此外由于以太网业务映射为多个2M 传输，采用的是PDH 业务传输的方式，即点到点、非共享带宽的传输方式）；所以SDH 中对于PDH 业务的各种保护方式均对以太网业务有效。
与ATM 业务处理方式不同的是，OptiX 2500+设备传输以太网业务的方式为：同一以太网透传接口单元的不同端口之间共享带宽，而整个传输网中的不同站点之间不共享带宽。
基于Vlan 的流量控制以太网业务的特点是带宽动态变化大，因此为提高传输带宽的利用率、降低传输成本，无论对数据设备、传输设备均需要对接入的以太网业务进行汇聚，即业务上行的传输带宽小于业务的接入带宽。
由于采用业务收敛方式进行传输，必然会产生业务拥塞。
以太网工作原理
以太网工作原理
以太网是一种常用的局域网通信技术，它基于CSMA/CD（载
波监听多路访问/冲突检测）的协议来实现多台计算机之间的
数据传输。
在以太网中，通信的数据被分割成称为帧的小块，并通过物理介质传输。
以太网的工作原理如下：
1. 帧的传输：以太网将要传输的数据分割成固定长度的帧。
每个帧包括帧起始符、目的地址、源地址、数据、校验和等字段。
帧的传输是通过物理介质（如双绞线、光纤等）进行的。
2. 帧的发送：发送数据的计算机将数据封装成帧，并通过物理介质发送。
在发送之前，计算机会监听物理介质上的信号，确保没有其他计算机正在发送数据。
3. 帧的接收：接收数据的计算机会监听物理介质上的信号，一旦检测到帧的起始信号，就开始接收数据。
计算机通过解析帧中的目的地址，判断是否是自己需要接收的数据。
4. 冲突检测：如果多台计算机同时发送数据，就会发生冲突。
以太网使用CSMA/CD协议来解决冲突。
当检测到冲突时，发送数据的计算机会停止发送，并根据一定的算法重新发送数据。
5. 重发机制：一旦发生冲突并成功解决，发送数据的计算机会进行重发，确保数据的完整性。
6. 碰撞域和广播域：以太网将网络划分为碰撞域和广播域。
碰撞域指的是一组可以相互影响和冲突的设备，而广播域指的是可以直接通信的设备。
通过交换机等网络设备能够扩展广播域。
总结来说，以太网利用CSMA/CD协议实现多台计算机之间的数据传输。
通过分割成帧、监听信号、冲突检测等机制，确保数据的传输效率和可靠性。
以太网传输标准
Base是物理介质或光学介质存储数据容量的单位。
100BASE-TX 说明100BASE-TX 是IEEE 802.3u 标准，它制定了在五类无屏蔽双绞线（UTP）或屏蔽双绞线（STP）上速率达100Mbps 的快速以太网信令标准。
作为IEEE 802.3 以太网标准的扩充，快速以太网的特性包括：数据传输率为100Mbps广播结构特定的介质访问控制（MAC）方案采用100BASE-TX 的配线拓扑结构规定了使用一个配线集线器，按星型配置铺设电缆，并使用五类UTP 或STP 布线。
每一网络节点都有一独立的电缆线路，从节点到集线器其长度不得超过100 米（328 英尺）。
100Base-T:100Mbps，Baseband，双绞线对。
简而言之，100Base-T是一种以100Mbps 速率工作的局域网（LAN）标准，它通常被称为快速以太网，并使用UTP（非屏蔽双绞线）铜质电缆。
快速以太网有三种基本的实现方式：100Base-FX、100Base-T、和100Base-T4。
每一种规范除了接口电路外都是相同的，接口电路决定了它们使用哪种类型的电缆。
为了实现时钟/数据恢复（CDR）功能，100Base-T使用4B/5B曼彻斯特编码机制。
(1)100Base-T4即3类UTP，它采用的信号速度为25MHz，需要四对双绞线，不使用曼彻斯特编码，而是三元信号，每个周期发送4比特，这样就获得了所要求的100Mb/s，还有一个33.3Mb/s的保留信道。
该方案即所谓的8B6T（8比特被映射为6个三进制位）。
(2)100Base-TX即5类UTP，其设计比较简单，因为它可以处理速率高达125MHz以上的时钟信号，每个站点只需使用两对双绞线，一对连向集线器，另一对从集线器引出。
它没有采用直接的二进制编码，而是采用了一种运行在125MHz下的被称为4B5B 的编码方案。
100Base-TX是全双工的系统。
以太网传输标准以太网传输标准1000Base-CX（以太网标准）1000Base-CX 采用150Ω 平衡屏蔽双绞线（STP），传输距离为25m，传输速度为 1.25Gbit/s，数据编码采用 8B/10B，适用于集群网络设备的互连，例如机房内连接网络服务器。
以太网传输原理
以太网传输原理
以太网是一种常用的局域网技术，它基于CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）协议。
它的传输原理如下：
1. 以太网使用一种双绞线或光纤传输数据。
数据通过电信号或光脉冲的形式在物理媒介上进行传输。
2. 在物理层，数据被组织成帧。
每一帧包含了目的地址、源地址、数据等必要的信息。
通过帧的形式，数据可以在局域网中进行传输。
3. 当一台计算机要发送数据时，它首先监听网络上是否有其他计算机正在发送数据。
这是通过载波侦听来实现的。
4. 如果网络空闲，计算机就可以发送数据。
它会将数据作为一系列的比特传输到物理媒介上。
5. 其他计算机也在同时监听网络状态。
如果它们在同一时间内尝试发送数据，就会发生冲突。
这是通过冲突检测来发现的。
6. 当发生冲突时，所有冲突的计算机都会停止发送数据，并等待一个随机的时间间隔后再次尝试发送。
这被称为指数后退算法。
7. 将数据从一个计算机传输到另一个计算机需要经过多个中继设备（如交换机、集线器等）。
这些设备负责将数据帧从一个物理接口转发到另一个物理接口，以实现数据的传输。
总的来说，以太网利用CSMA/CD协议和帧的组织方式，通过物理媒介在局域网中传输数据。
当发生冲突时，采用指数后退算法来解决，以保证数据的正常传输。
光纤以太网工作原理
光纤以太网工作原理
光纤以太网是一种基于光纤传输的局域网技术，它利用光纤作为传输介质，通过光的传播来实现高速、长距离的数据传输。
其工作原理如下：
1. 发送端数据传输：当发送端产生数据时，经过电子设备将数据转换成光信号。
光信号经过光发射器发射出来，然后通过光纤传输到接收端。
2. 光信号传输：光信号在光纤中以总反射的方式传输。
光纤内部光的传播方式是通过光的全反射，即光信号会不断地在光纤的核心中反射，使得光信号能够一直传输下去。
3. 光纤交换机：当光信号到达交换机时，交换机会根据数据包的目标地址来决定将数据包转发到哪个接口。
交换机的作用是在局域网中实现数据包的转发和路由。
4. 光信号接收：接收端的光接收器会接收到传输过来的光信号，并将光信号转换为电信号。
然后电信号经过电子设备的处理和解码，恢复为原始的数据。
5. 数据处理：接收端对恢复出来的数据进行处理、检测和校验。
如果数据正确无误，则将数据交给终端设备进行进一步的处理和应用。
光纤以太网工作原理的关键在于光信号的传输和光与电信号的转换。
光纤作为一种低损耗、高带宽的传输介质，使得光纤以
太网能够实现高速、长距离的数据传输。
而光的全反射和光纤交换机的使用，则可以实现数据的可靠传输和有效路由。
以太网的原理
以太网的原理
以太网是一种局域网技术，是目前应用最广泛的局域网传输协议之一。
它的原理基于共享式传输介质，采用了CSMA/CD
（载波监听多点接入/碰撞检测）的访问方式。
在以太网中，所有设备都连接到同一个传输介质上，即共享同一根电缆或交换机端口。
传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等。
每个设备通过物理地址（MAC地址）来唯一标识自己。
设备之间通过帧来进行通信。
当一个设备要发送数据时，它首先监听传输介质上的状态，以确保没有其他设备在发送数据。
如果检测到传输介质上无信号，设备就可以开始发送数据帧。
在发送数据的过程中，设备会不停地检测是否发生了碰撞（即其他设备同时开始发送数据导致冲突）。
如果发生碰撞，设备会停止发送数据，并发送一个特殊的信号来通知其他设备发生了碰撞，并等待一段随机时间后重新尝试发送。
这种碰撞检测和重新发送的机制保证了在传输介质上只有一个设备在发送数据。
以太网的传输速率可以根据具体的实现而有所不同，常见的有10Mbps、100Mbps、1Gbps甚至更高。
此外，以太网还使用了
一些其他的技术，如双工通信、自动协商等，以提高数据的传输效率和可靠性。
总的来说，以太网的原理是基于共享式传输介质和CSMA/CD
访问方式的局域网技术，通过帧的传输来实现设备之间的通信。
它具有简单、灵活、可扩展的特点，被广泛应用于各种局域网环境中。
以太网的的原理与应用
以太网的原理与应用1. 简介以太网是一种常用的局域网技术，使用标准化的物理层和数据链路层协议，用于在局域网内传输数据。
以太网凭借其低成本、高性能和简单灵活的特点，在现代计算机网络中得到广泛应用。
2. 原理以太网的原理基于CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）机制，它允许多个设备共享同一物理介质，通过协调发送和接收数据来避免碰撞。
具体的传输过程如下： 1. 设备检查是否有其他设备正在发送数据，如果没有，则发送数据； 2. 如果有其他设备同时发送数据，设备会检测到碰撞，并发送一个冲突信号； 3. 发送冲突后，设备随机等待一段时间，然后重新发送数据； 4. 如果发送成功，则其他设备会接收到数据帧，并进行相应处理。
3. 物理层标准以太网的物理层采用不同的标准，常见的有： - 10BASE-T：使用双绞线作为物理介质，传输速率为10Mbps； - 100BASE-T：也使用双绞线作为物理介质，传输速率为100Mbps； - 1000BASE-T：采用四对双绞线作为物理介质，传输速率为1Gbps； - 10GBASE-T：使用四对双绞线作为物理介质，传输速率为10Gbps。
4. 数据链路层协议以太网的数据链路层采用以太网协议，其中最常见的是以太网II帧格式，包括以下几个字段： - 前导码：用于同步发送和接收设备的时钟； - 目的MAC地址：指示数据帧的目标设备； - 源MAC地址：标识数据帧的发送设备； - 类型/长度字段：指示数据帧长度或以太类型； - 数据字段：实际的数据内容； - 校验和字段：用于校验数据是否正确。
5. 应用以太网在各种领域有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：5.1 企业局域网以太网是企业内部局域网的常用技术，用于连接办公室内的计算机和其他网络设备。
通过以太网，员工可以共享文件、打印机和其他资源，提高工作效率。
5.2 互联网接入许多家庭和办公室使用以太网作为互联网接入的方式。
以太网工作原理
以太网工作原理
以太网是一种常用的局域网技术，用于在计算机之间传输数据。
它的工作原理基于一系列标准和协议，涉及物理层、数据链路层和网络层。
物理层是以太网中最底层的一层，它定义了电缆、连接器和信号传输规范。
通常使用双绞线作为传输介质，其中包括Cat 5、Cat 6等类型。
数据通过基带信号传输，即将1和0表示为不
同的电压。
此外，以太网还支持光纤和无线传输方式。
数据链路层负责将数据划分为各种数据帧，并在物理介质上进行传输。
每个数据帧包括目标地址、源地址和数据部分。
以太网使用MAC地址来标识设备，以确定数据帧的目标设备。
当
数据帧从一个设备传输到另一个设备时，它们会通过交换机进行传输，交换机会根据MAC地址来转发数据帧。
网络层负责将数据帧从源设备发送到目标设备。
它使用IP地
址标识设备，并通过路由器进行数据传输。
路由器根据目标
IP地址将数据帧发送到下一个网络。
当设备连接到以太网时，会通过一系列握手和配置过程进行识别和连接。
首先，设备会向局域网发送广播消息，以了解网络中的其他设备。
然后，设备会获取动态主机配置协议（DHCP）服务器分配的IP地址、子网掩码和默认网关。
一旦设备配置
完成，它就可以通过以太网与其他设备进行通信。
总结而言，以太网的工作原理涉及物理层、数据链路层和网络
层的协作。
它使用MAC地址在数据链路层进行设备识别和数据传输，使用IP地址和路由器在网络层进行数据路由。
这种基于标准和协议的工作方式使得以太网成为一种高效可靠的局域网技术。
以太网视频传输协议
以太网视频传输协议首先说这个问题属于一个嵌入式设备的问题，明确的回答是可以的。
不用计算机的话，一般都是要用专用的硬件电路来实现，你可以向专门做嵌入式视频处理的公司打听一下，不过价格不菲，少说也要几万块。
如果是我们实验室的话会采用FPGA的系统来研发，其他的设备还要具体看你的以太网传输的视频信号，带宽上限如何。
是常用的IEEE 802.3协议信号？具体的参数还和系统不关系，比如芯片DM9000适合于10M/100M的以太网数据包处理，如果是1000M的以太网就要换别的更高级别的芯片了。
以太网的通讯协议: 802.1，TCP/IP以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。
Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。
在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。
基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。
在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。
以太网具有的一般特征概述如下：共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。
广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才会接收到帧。
CSMA/CD：以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）以防止 twp 或更多节点同时发送。
MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡（NIC）都采用48位网络地址。
这种地址全球唯一。
Ethernet 基本网络组成：共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。
转发器或集线器：集线器或转发器是用来接收网络设备上的大量以太网连接的一类设备。
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通信过程中，每层协议都要加上一个数据首部（header），称为封装（Encapsulation），如下图所示不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。
数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。
其实在链路层之下还有物理层，指的是电信号的传递方式，比如现在以太网通用的网线（双绞线）、早期以太网采用的的同轴电缆（现在主要用于有线电视）、光纤等都属于物理层的概念。
3、集线器（Hub）是工作在物理层的网络设备，用于双绞线的连接和信号中继（将已衰减的信号再次放大使之传得更远）。
交换机是工作在链路层的网络设备，可以在不同的链路层网络之间转发数据帧（比如十兆以太网和百兆以太网之间、以太网和令牌环网之间），由于不同链路层的帧格式不同，交换机要将进来的数据包拆掉链路层首部重新封装之后再转发。
路由器是工作在第三层的网络设备，同时兼有交换机的功能，可以在不同的链路层接口之间转发数据包，因此路由器需要将进来的数据包拆掉网络层和链路层两层首部并重新封装。
4、网络层的IP 协议是构成Internet 的基础。
IP 协议不保证传输的可靠性，数据包在传输过程中可能丢失，可靠性可以在上层协议或应用程序中提供支持。
传输层可选择TCP 或UDP 协议。
TCP 是一种面向连接的、可靠的协议，有点像打电话，双方拿起电话互通身份之后就建立了连接，然后说话就行了，这边说的话那边保证听得到，并且是按说话的顺序听到的，说完话挂机断开连接。
也就是说TCP 传输的双方需要首先建立连接，之后由TCP 协议保证数据收发的可靠性，丢失的数据包自动重发，上层应用程序收到的总是可靠的数据流，通讯之后关闭连接。
UDP 协议不面向连接，也不保证可靠性，有点像寄信，写好信放到邮筒里，既不能保证信件在邮递过程中不会丢失，也不能保证信件是按顺序寄到目的地的。
使用UDP 协议的应用程序需要自己完成丢包重发、消息排序等工作。
5、数据传输经过的各层协议过程如下以太网驱动程序首先根据以太网首部中的“上层协议”字段确定该数据帧的有效载荷（payload，指除去协议首部之外实际传输的数据）是IP、ARP 还是RARP 协议的数据报，然后交给相应的协议处理。
假如是IP 数据报，IP 协议再根据IP 首部中的“上层协议”字段确定该数据报的有效载荷是TCP、UDP、ICMP 还是IGMP，然后交给相应的协议处理。
假如是TCP 段或UDP段，TCP 或UDP 协议再根据TCP 首部或UDP 首部的“端口号”字段确定应该将应用层数据交给哪个用户进程。
IP 地址是标识网络中不同主机的地址，而端口号就是同一台主机上标识不同进程的地址，IP 地址和端口号合起来标识网络中唯一的进程。
虽然IP、ARP 和RARP 数据报都需要以太网驱动程序来封装成帧，但是从功能上划分，ARP 和RARP 属于链路层，IP 属于网络层。
虽然ICMP、IGMP、TCP、UDP 的数据都需要IP 协议来封装成数据报，但是从功能上划分，ICMP、IGMP 与IP 同属于网络层，TCP 和UDP 属于传输层。
6、以太网帧格式（1）其中的源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（也叫MAC 地址），长度是48 位，是在网卡出厂时固化的。
（2）注意网卡芯片（例如DM9000A）收到的数据就是如上所示的一长串数据；其中包括以太网帧头、IP报报头、传输层协议段头、应用层所需数据。
（3）以太网帧中的数据长度规定最小46 字节，最大1500 字节，ARP 和RARP 数据包的长度不够46 字节，要在后面补填充位。
最大值1500 称为以太网的最大传输单元（MTU），不同的网络类型有不同的MTU，如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上，数据包度大于拨号链路的MTU了，则需要对数据包进行分片fragmentation）。
ifconfig 命令的输出中也有“MTU:1500”。
注意，MTU 个概念指数据帧中有效载荷的最大长度，不包括帧首部的长度。
7、IP数据报格式IPv4：IP 数据报的首部长度和数据长度都是可变长的，但总是4 字节的整数倍。
对于IPv4，4 位版本字段是4。
4 位首部长度的数值是以4 字节为单位的，最小值为5，也就是说首部长度最小是4x5=20 字节，也就是不带任何选项的IP 首部，4 位能表示的最大值是15，也就是说首部长度最大是60 字节。
8 位TOS 字段有3 个位用来指定IP 数据报的优先级（目前已经废弃不用），还有4 个位表示可选的服务类型（最小延迟、最大呑吐量、最大可靠性、最小成本），还有一个位总是0。
总长度是整个数据报（包括IP 首部和IP 层payload）的字节数。
每传一个IP 数据报，16 位的标识加1，可用于分片和重新组装数据报。
3 位标志和13 位片偏移用于分片。
TTL（Time to live)是这样用的：源主机为数据包设定一个生存时间，比如64，每过一个路由器就把该值减1，如果减到0 就表示路由已经太长了仍然找不到目的主机的网络，就丢弃该包，因此这个生存时间的单位不是秒，而是跳（hop）。
协议字段指示上层协议是TCP、UDP、ICMP 还是IGMP。
然后是校验和，只校验IP 首部，数据的校验由更高层协议负责。
IPv4的IP 地址长度为32 位。
8、UDP段格式UDP 协议不面向连接，也不保证传输的可靠性。
9、TCP段格式（1）序号：指出段中的数据部分在发送方数据流中的位置。
确认号：指出接收方希望收到对方下次发送的数据的第一个字节的序号。
TCP段首部的定长部分为20个字节，即5个单位的长度。
URG位：紧急标志，和紧急指针配合使用，当其为1时表示，此报文要尽快传送。
ACK位：确认标志，和确认号字段配合使用，当ACK位置1时，确认号字段有效。
PSH位：为推送标志，置1时，发送方将立即发送缓冲区中的数据。
RST位：复位标志，置1时，表明有严重差错，必须释放连接。
SYN位：同步标志，置1时，表示请求建立连接。
FIN位：终止标志，置1时，表明数据已经发送完，请求释放连接。
窗口大小：32bit，用于向对方通告当前本机的接受缓冲区的大小。
校验和字段长度：16bit，校验范围包括段首部、数据以及伪首部。
（2）TCP数据传输过程（3）TCP连接的建立建立连接的过程：【1】. 客户端发出段1，SYN 位表示连接请求。
序号是1000，这个序号在网络通讯中用作临时的地址，每发一个数据字节，这个序号要加1，这样在接收端可以根据序号排出数据包的正确顺序，也可以发现丢包的情况，另外，规定SYN 位和FIN 位也要占一个序号，这次虽然没发数据，但是由于发了SYN 位，因此下次再发送应该用序号1001。
mss表示最大段尺寸，如果一个段太大，封装成帧后超过了链路层的最大帧长度，就必须在IP 层分片，为了避免这种情况，客户端声明自己的最大段尺寸，建议服务器端发来的段不要超过这个长度。
【2】服务器发出段2，也带有SYN 位，同时置ACK 位表示确认，确认序号是1001，表示“我接收到序号1000 及其以前所有的段，请你下次发送序号为1001 的段”，也就是应答了客户端的连接请求，同时也给客户端发出一个连接请求，同时声明最大尺寸为1024。
【3】客户端发出段3，对服务器的连接请求进行应答，确认序号是8001。
在这个过程中，客户端和服务器分别给对方发了连接请求，也应答了对方的连接请求，其中服务器的请求和应答在一个段中发出，因此一共有三个段用于建立连接，称为'''三方握手（three-way-handshake）'''。
在建立连接的同时，双方协商了一些信息，例如双方发送序号的初始值、最大段尺寸等。
（4）TCP数据传输过程【1】客户端发出段4，包含从序号1001 开始的20 个字节数据。
【2】服务器发出段5，确认序号为1021，对序号为1001-1020 的数据表示确认收到，同时请求发送序号1021 开始的数据，服务器在应答的同时也向客户端发送从序号8001 开始的10 个字节数据，这称为piggyback。
【3】客户端发出段6，对服务器发来的序号为8001-8010 的数据表示确认收到，请求发送序号8011 开始的数据。
在数据传输过程中，ACK 和确认序号是非常重要的，应用程序交给TCP 协议发送的数据会暂存在TCP 层的发送缓冲区中，发出数据包给对方之后，只有收到对方应答的ACK 段才知道该数据包确实发到了对方，可以从发送缓冲区中释放掉了，如果因为网络故障丢失了数据包或者丢失了对方发回的ACK 段，经过等待超时后TCP 协议自动将发送缓冲区中的数据包重发。
（5）TCP连接的关闭【1】客户端发出段7，FIN 位表示关闭连接的请求。
【2】服务器发出段8，应答客户端的关闭连接请求。
【3】服务器发出段9，其中也包含FIN 位，向客户端发送关闭连接请求。
【4】客户端发出段10，应答服务器的关闭连接请求。
建立连接的过程是三方握手，而关闭连接通常需要4 个段（四次握手），服务器的应答和关闭连接请求通常不合并在一个段中，因为有连接半关闭的情况，这种情况下客户端关闭连接之后就不能再发送数据给服务器了，但是服务器还可以发送数据给客户端，直到服务器也关闭连接为止，稍后会看到这样的例子。
10、DM9000A实验数据总结DM9000A收到上位机TCP的数据包packet[ ]如下(0x01,0x60,0x6E,0x11,0x02,0x0F,0xE0,0x05,0xC5,0xF3,0x29,0x00,0x08,0x00,0x45,0x00,0x00,0x40,0x28,0x03,0x40,0x00,0x40,0x06,0x91,0x5D,0xC0,0xA8,0x00,0x04,0xC0,0xA8,0x00,0x03,0x0C,0x72,0x04,0x00,0xA8,0x85,0x77,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0xB0,0x02,0xFF,0xFF,0x84,0x51,0x00,0x00,0x02,0x04,0x05,0xB4,0x01,0x03,0x03,0x00,0x01,0x01,0x08,0x0A,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x04,0x02,0xD8,0x9C,0x05,0xA6,)具体分析如下：这个包结构为：以太网帧头+ IP数据报+ TCP/UDP数据包；0x01,0x60,0x6E,0x11,0x02,0x0F, 为目的物理地址；packet[0] ~ packet[5]。