以太网及TCPIP通俗理解

1、1以太网EtherNet：工禅站J2ff.2Jfl.O-3-MWjjn.j.1：参考图解以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、Intel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。IEEE802.3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

2、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）UIP协议：uIP由瑞典计算机科学学院（网络嵌入式系统小组）的AdamDunkels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，

3、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

4、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。TCP/IP协议：TCP/IP是（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）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

5、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（OpenSystemInterconnect）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oOSI的

6、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。4ENC28J60-以太网控制器：ENC28J60是带有行业标准串行外设接口（SerialPeripheralInterface，SPI）的独立以太

7、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10Mb/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10BASE-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10Mbps8K数据接收

8、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：7RJ45接口（以太网卡接口）：TX4（数鹏绘送i晞）TX-（数摞发记负制）肿（数岫划如脇1:二:，划I；JGRX-（数舉挟忸负鼎）、心尿用、f4ifflRX+（奴脳播收1E端】RX-数1K搔收员端）TX+数则朋送正端本用逬阪帥I.2$IX-（数册发送负帘）V-7歳用、&耒用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

9、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（IEEE802.3）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