ethernet
以太网和因特网的区别？
以太网（Ethernet）和因特网（Internet）是网络领域中常见的术语，它们代表了不同的概念和技术。
1. 以太网（Ethernet）：以太网是一种局域网（LAN）技术，用于在局域网内部传输数据。
它是一种使用电缆连接计算机和其他设备的通信技术，采用的是共享媒体访问控制（CSMA/CD）协议来处理多台设备之间的冲突。
以太网常用于家庭、办公室和数据中心等小范围的局域网环境，提供高速的数据传输能力。
2. 因特网（Internet）：因特网是全球范围内的计算机网络互联网。
它是由许多不同的网络通过路由器互相连接而成，形成了一个巨大的网络空间，提供了各种通信和信息服务。
因特网基于TCP/IP协议，支持全球范围内的数据传输和通信，提供了许多互联网服务，如电子邮件、网页浏览、文件传输等。
总结起来，以太网是一种局域网技术，用于小范围的数据传输，而因特网是全球范围内的互联网，提供了全球范围内的通信和信息服务。
以太网是因特网的基础技术之一，因特网则是连接全球的网络基础设施。
Ethernet-基础知识
Ethernet基础知识之一一、网卡、MAC控制器和MAC地址提到MAC不得不涉及网卡的工作原理，网卡工作在OSI参考模型的数据链路层和网络层。
这里又出现了一个概念“OSI参考模型”，在这个模型中定义了网络通讯是分层的，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。
以太网数据链路层其实包含MAC（介质访问控制）子层和LLC （逻辑链路控制）子层。
物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。
数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。
以太网卡中数据链路层的芯片一般简称之为MAC控制器，物理层的芯片简称之为PHY。
许多网卡的芯片把MAC和PHY的功能做到了一颗芯片中，比如Intel 82559网卡的和3COM3C905网卡。
但是MAC和PHY的机制还是单独存在的，只是外观的表现形式是一颗单芯片。
当然也有很多网卡的MAC和PHY是分开做的，比如D-LINK的DFE-530TX等。
通常提到的MAC指狭义的MAC地址，其实在网卡中，一块以太网卡MAC芯片的作用不但要实现MAC 子层和LLC子层的功能，还要提供符合规范的PCI界面以实现和主机的数据交换。
以太网MAC芯片的一端接计算机PCI总线，另外一端就接到PHY芯片上。
MAC从PCI总线收到IP数据包（或者其他网络层协议的数据包）后，将之拆分并重新打包成最大1518Byte，最小64Byte的帧。
这个帧里面包括了目标MAC地址、自己的源MAC地址和数据包里面的协议类型（比如IP数据包的类型用80表示）。
最后还有一个DWORD(4Byte)的CRC码。
网卡上有一颗EEPROM芯片，通常是一颗93C46。
里面记录了网卡芯片的供应商ID、子系统供应商ID、网卡的MAC地址、网卡的一些配置，如SMI总线上PHY的地址，BOOTROM的容量，是否启用BOOTROM引导系统等东西。
EtherNetIP通信协议应用实例
EtherNetIP通信协议应用实例在工业自动化领域，EtherNet/IP通信协议作为一种常用的工业以太网协议，被广泛应用于设备间的数据通信和控制。
本文将介绍EtherNet/IP通信协议的应用实例，展示其在工业环境中的具体应用场景和优势。
一、概述在工业控制系统中，设备之间的通信是至关重要的。
传统的通信方式往往存在诸如速度慢、可靠性低等问题，而EtherNet/IP协议作为一种基于以太网的通信协议，具有高速、实时性强、可靠性高等优点，因而被广泛应用于工业自动化领域。
二、应用实例1. 工业机器人控制在现代工厂中，工业机器人被广泛应用于生产线的自动化操作。
通过EtherNet/IP通信协议，工业机器人可以与其他设备进行实时的数据交换和控制指令传输。
例如，生产线上的传感器可以实时采集产品的数据，通过EtherNet/IP协议传输给控制器，控制器再下发指令给机器人，实现对生产过程的精准控制和调节。
2. 智能制造系统在智能制造系统中，各个生产设备需要实现信息的共享和协同工作，以实现生产过程的智能化和高效化。
EtherNet/IP通信协议可以实现不同厂商、不同类型设备之间的无缝连接和数据交换，从而实现智能制造系统中的信息集成和资源共享。
例如，生产线上的PLC、人机界面、传感器等设备可以通过EtherNet/IP协议实现数据的实时传输和共享，提高生产效率和品质。
3. 远程监控与维护在工业自动化系统中，远程监控与维护是非常重要的功能。
通过EtherNet/IP通信协议，工程师可以远程监控设备的运行状态、实时获取数据，并进行远程诊断和维护。
这极大地提高了设备的可用性和维护效率，降低了维护成本和停机时间。
4. 数据采集与分析随着工业互联网的发展，数据采集与分析在工业自动化中的作用日益凸显。
EtherNet/IP通信协议可以实现工业设备的数据采集和实时传输，为工厂提供大量的实时数据。
结合先进的数据分析技术，可以实现对生产过程的实时监控和预测分析，提高生产效率和产品质量。
以太网的名词解释
以太网的名词解释在当今的数字时代，以太网是我们日常生活中不可或缺的一部分。
它被广泛应用于家庭、企业和全球网络中。
然而，对于以太网这一术语的含义与其背后的技术我们可能并没有深入了解。
本文旨在通过定义和解释以太网的相关术语来揭示以太网的工作原理和应用。
以太网是一种用于计算机局域网（LAN）的标准通信协议。
它建立了一种连续的传输媒介，使得许多计算机和设备能够共享信息和资源。
在以太网中，每个设备通过一种称为“MAC地址”的唯一标识符进行身份识别。
MAC地址是一个由六组十六进制数表示的物理地址，类似于每个人拥有的独特身份证号码。
局域网适配器（LAN Adapter）是一种用于将计算机连接到以太网的硬件设备。
通常，它嵌入在计算机的主板上，负责接收和发送数据包。
此外，还有一种称为“网卡”的可插入设备可以用于将计算机连接到以太网。
以太帧（Ethernet Frame）是在以太网中传输的数据单位。
它由多个字段组成，包括目的地MAC地址和源MAC地址，用于在网络中正确地路由和传递数据。
以太帧的长度通常在64到1518字节之间，这允许在网络中传输不同大小的数据。
以太网交换机（Ethernet Switch）是一种用于连接多个设备的网络设备。
它根据MAC地址的目的地和源地址，将数据包传输到正确的设备。
与传统的以太网集线器不同，交换机可以提供更高的数据传输速率和更大的网络容量。
网络套接字（sockets）是以太网通信的一种接口。
它允许应用程序通过网络相互传输数据。
当网络套接字建立连接时，就会使用IP地址和端口号来唯一标识每个设备。
虚拟局域网（VLAN）是一种将网络分割成多个逻辑上独立的子网络的技术。
VLAN允许不同的用户和设备连接到同一个网络，同时保持彼此独立。
通过在交换机上配置VLAN，管理员可以实现网络流量的隔离和安全性的提高。
无线局域网（WLAN）是一种无线以太网技术，通过无线访问点（Access Point）将无线设备连接到局域网。
ethernet的拓扑结构
ethernet的拓扑结构
以太网的拓扑结构是指网络中设备之间物理连接的布局方式。
常见的以太网拓扑结构包括总线型、星型、环型和树型四种。
首先是总线型拓扑结构，它是最早的以太网拓扑结构之一。
在
总线型拓扑结构中，所有设备都连接到同一条主干电缆上。
设备通
过特定的协议来竞争总线上的访问权。
总线型拓扑结构简单、成本低，但是一旦主干电缆出现故障，整个网络将会受到影响。
其次是星型拓扑结构，这是目前应用最为广泛的以太网拓扑结构。
在星型拓扑结构中，所有设备都连接到一个集线器或交换机上。
这种拓扑结构易于安装和维护，同时也减少了单点故障对整个网络
的影响。
然而，星型拓扑结构的缺点是集线器或交换机成为了单点
故障的可能性。
第三种是环型拓扑结构，设备通过一条环形的电缆连接在一起。
在环型拓扑结构中，数据以一个固定的方向在环上传输，因此具有
较高的稳定性。
然而，一旦环中的某个设备出现故障，整个网络将
会受到影响。
最后是树型拓扑结构，它是星型和总线型拓扑结构的结合。
树型拓扑结构通过集线器或交换机将多个星型拓扑结构连接在一起，形成一个树状结构。
这种拓扑结构可以灵活地扩展，并且具有较好的容错性。
综上所述，以太网的拓扑结构有总线型、星型、环型和树型四种，每种拓扑结构都有其特点和适用场景，选择合适的拓扑结构取决于具体的网络需求和条件。
1以太网介绍及工作原理
以太网的解释以太网(EtherNet)以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，在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IEEE802.3IEEE 802.3标准它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。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC 的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐，成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比以太网优越。
受到此结论的影响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置，这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。
Ethernet的介绍及其IP核简介
Ethernet的介绍及其IP核简介1.1 Ethernet的介绍以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用中最通用的通信协议标准。
以太网络采用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并且可以以10M/S 的速率运行在多种类型的电缆上。
以太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。
它们都符合IEEE802.3的相关协议要求。
以太网通信通常采用双绞线或者光纤作为传输介质。
光纤因为其抗干扰性好，主要用于主干网络的远距离传输。
而双绞线则主要用于短距离的布线，或者用来组建内部局域网。
1.1.1 IEEE802.3系列标准IEEE802.3标准描述的是在多种媒体上从1MB/S-10MB/S的局域网解决方案。
IEEE802.3 标准描述了物理层（PHY层）和数据链路层的MAC子层的实现方法，以及在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD的方式访问的方法。
当然，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。
IEEE802.3标准的帧结构如下图1.1所示。
它的每一帧包含有8个域：前导码（preamble）包含7个字节（octet），每一帧以一7个字节的前导字段开头；帧起始定界符（SFD）包含1个字节，表示帧本身的开始；目的地址（DA）包含6个字节；源地址（SA）包含6个字节；类型域包含2个字节；数据域和填充段共包含46-1500字节；帧校验序列（FCS）包含4个字节；扩展段包含在帧校验序列部分之中。
1.1.2 CSMA/CD访问方式CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）即带冲突检测的载波监听多路访问技术。
在传统的共享以太网中，所有的节点共享传输介质。
如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务而避免因发生冲突导致介质传输效率降低，就成了以太网的介质访问控制协议所要解决的问题。
以太网概述
以太网概述关键词：以太网很多人将局域网（Local Area Network，LAN）和以太网（Ethernet）混为一谈，这个误解大概是因为和其他局域网技术比较起来，以太网技术使用得是如此普遍、发展得是如此地迅速，以至于人们将"以太网"当作了"局域网"的代名词。
本节将讨论"局域网"和"以太网"二者之间的关系以及相关的一些基础知识。
1以太网概述1973年，施乐公司（Xerox）开发出了一个设备互连技术并将这项技术命名为"以太网（Ethern et）"。
Ethernet采用了总线竞争式的介质访问方法（起源于夏威夷大学在60年代研制的ALOHA网络），它的问世是局城网发展史上的一个重要里程碑。
1979年，Xerox与DEC、Intel共同起草了一份10 Mbps以太网物理层和数据链路层的规范，称为DIX（Digital、Intel、Xerox）规范-DIX 1.0。
1980年2月（美国）电气电子工程师学会（IEEE）成立了专门负责制定局域网络标准的IEEE 802委员会。
该委员会开始研究一系列局域网（LAN）和城域网（MAN）标准，这些标准统称为IEE E 802标准。
其中，IEEE 802.3对于基于总线型的局域网进行了规定（实际上IEEE 802.3标准的制定过程中参考、借鉴了很多已经实现的以太网技术）。
1982年，DIX修改并发布了自己的以太网新标准：DIX 2.0。
1983年，Novell根据初步形成的IEEE 802.3规范发布了Novell专用的以太网帧格式，常被称为802.3 原始帧格式（802.3 raw）。
1984-1985年，IEEE 802委员会公布了五项标准IEEE 802.1～IEEE 802.5。
其中，公布了两种802.3帧格式，即802.3 SAP和802.3 SNAP。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ethernet/IP读书报告
1、Ethernet/IP的起源
1998年开始，CI的一个特别兴趣小组（Special Interest Group-SIG）开始尝试将Device Net和Control Net所使用的CIP移植到以太网上。
2000年ODV A,CI 和EIA三个国际组织联合推出了Ethernet/IP。
2、Ethernet/IP的网络模型
如图2-1所示，Ethernet/IP是以太网、TCP/IP以及CIP的集成，其中应用层使用CIP是Ethernet/IP和其他工业以太网的主要区别所在。
图2-1 Ethernet/IP模型和ISO/OSI模型对比
由于在应用层使用了CIP，Ethernet/IP也具备CIP网络的一些特点，包括：可以传输多种不同类型的数据，包括I/O数据，配置和故障诊断，程序上下载等。
面向连接，通信之间必须建立连接。
用不同的方式传输不同类型的报文。
基于生产者/消费者模型，提供对多播通信的支持（Ethernet/IP多播功能的实现需要用到IP多播技术）。
支持多种通信模式：主从、多主、对等或者三者任意的组合。
支持多种I/O数据的触发方式:轮询、选通、周期或状态改变。
用对象模型描述应用层协议，方便开发者编程实现。
为各种类型的Ethernet/IP设备提供设备描述，以保证操作性和互换性。
2.1 IEEE802.3规范
IEEE802.3标准定义了近20种以太网。
分类的主要依据是传输介质和通信波特率的不同。
以太网类型名称分为三段：名字最前面是数字，表示的是通信波特率。
名字中间的是BASE或BROAD，表示网络是基带还是宽带。
所谓宽带指的是在一条线上有多个信道（即信号频率），不同的数据可以通过使用不同信道在同一物理介质上传输；所谓基带是指一条线上只有一个信道，所有的数据传输只能使用这个信道。
2.2 以太网的数据链路层
和IEEE802标准所规定的其他各种局域网一样，以太网的数据链路层也分为媒体访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层。
MAC子层的主要任务是解决网络上所有的节点共享一个信道所带来的信道争用问题。
LLC子层的任务把要传输的数据组帧，并且解决差错控制和流量控制的问题，从而在不可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。
LLC子层为网络层的数据传输提供三种服务：不可靠的数据报服务、确认的数据报服务、可靠的面向连接服务。
MAC子层采用CSMA/CD协议。
网络上的节点在发送数据前，需要监听网络是否空闲。
如果网络空闲，则发送；如果网络忙，则继续监听。
如果有两个节点要同时发送数据，则发生冲突。
如果发生冲突，则节点发出阻塞信号，所有的节点停止发送，等待一个随机的时间片后在尝试发送。
确定随机时间片的长度所需要的随机数用二进制指数补偿算法（Binary Exponential Back-off Algorithm)产生。
2.3 TCP/IP网络层
网络层所要实现的功能是把数据包由源节点送到目的节点。
要实现这一功能，网络层需要解决报文格式定义，路由选择，阻塞控制，网际互联等一系列问题。
TCP/IP模型中的网络层是基于数据报的无连接型的。
其工作原理是：源节点的传输层把要传输的数据流分为一个个的数据报（Datagram），交给网络层；网络层根据一定的算法，为每个数据报单独选择路由；数据报在网络中传输的过程中可能会进一步分成多个数据报；每个数据报根据所选定的路由到达目的节点后，由目的节点的网络层拼装成原始的数据报，然后上交目的节点的传输层。
网络层最重要的协议是网际协议IP（Internet Protocol）。
IP是一个不可靠，但是会尽力传送的协议。
IP的不可靠体现在它不提供任何核查或追踪功能，因此可能会发生数据报丢失或者出错。
IP的尽力传送体现在它不轻易放弃任何一个数据报，只有在资源耗尽或者网络出现故障的情况下才会放弃。
2.4 TCP/IP传输层
传输层协议要实现的是为两个应用进程提供可靠并且合算的数据传输。
要完成这一项任务，传输层协议要具备寻址、建立连接、释放连接、流控制和缓存、多路复用、崩溃恢复等一系列的功能。
传输层协议是端口对端口的。
所谓的端口（Port）是某个应用进程用来存储数据的部件（通常是一个缓冲区），它是应用进程访问传输服务的入口点。
应用进程和与之对应的端口之间的接口是由节点上的操作系统提供的。
应用进程获取一个端口号之后，可以用通常的读写语句来访问它。
每一个端口都有唯一的端口号，可以用来寻址。
传输层协议有两种：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
TCP 是一种面向连接的协议，它为应用进程提供了完备的服务；UDP则是一种无连接的协议。
比较而言，TCP的速度慢，效率低，但可靠性和安全性高；而UDP 不可靠，但效率高。
2.5 CIP协议
ODV A（Open Device Net Vendor Association）和CI（Control Net International）两大工业网络组织汇聚了全球范围内众多的、领先的工业自动化公司。
ODV A和CI已经正式签署协议，共同推动基于CIP™（通用工业协议）的工业网络，包括：Ethernet/IP、Control Net 、Device Net。
CIP网络具有如下特点：
(1)报文。
CIP根据所传输的数据对传输服务质量要求的不同，把报文分成了两种：显式报文和隐式报文。
显式报文：用于传输对时间没有苛求的数据，这种报文包含解读该报文所需要的信息。
例如程序的上载下载、系统维护、故障诊断、设备配置等。
隐式报文：用于传输对时间有苛求的数据，这种报文不包含解读该报文所需要的信息，其含义是在网络配置时就确定好了的。
例如I/O报文、实时互锁报文等。
(2)面向连接。
CIP是一个面向连接的协议，也就是在通信开始之前必须建立起连接，获取唯一的标识符CID。
建立连接时需要用到未连接报文管理器（UCMM）。
根据报文的种类不同，连接也分为显式连接和隐式连接。
显式连接：若节点A将与B建立显示连接，则它先以广播的方式发送一个显式连接的为连接报文，网络上所有的节点都接受到该请求，并判断是否是发给自己的，当B 检测到是发给自己的后，其UCMM就会以广播的方式发送一个包含CID的未连接报文，A收到后得到CID，显式连接就建立了。
隐式报文：它是在网络配置时建立的，建立过程较复杂，其中需要用到多种显式报文传输服务。
(3)生产者/消费者模型。
根据所基于的模型不同，工业网络可以分为两类:基于源/目的地模型的网络。
在基于源/目的地模型的网络中，每个报文都要指明源和目的地，如下图示。
发送节点把报文发送到网络中，接收节点根据网络上报文的目的地址段是否与自己的地址相同来判断是否是发给自己的。
该模型的网络只支持点对点通信。
源地址目的地址数据校验和
图2.2基于源/目的地模型的网络报文格式
基于生产者/消费者模型的网络。
在基于生产者/消费者模型的网络中，每个
报文都有唯一的报文标识符（MID），格式如下图所示。
在发送报文之前，要在发送节点和接收节点之间建立连接，这样接收节点就知道应该接收的报文的MID 是哪样的？然后发送节点把报文发送到网络上，接收节点根据报文的MID来判断是否是发给自己的。
该模型的网络既支持点对点通信，也支持多播通信。
MID数据校验和
图3-41基于生产者/消费者模型的网络报文格式
(4)通信模式和I/O数据触发。
CIP支持多种通信模式：包括主从、多主、对等、或者这三种的任意组合。
CIP支持多种I/O数据触发方式：包括位选通、轮询、状态改变和循环。
通过合理的I/O数据触发方式可以提高网络的利用率。