以太網(wǎng)如何實(shí)現(xiàn)通信?工業(yè)以太網(wǎng)、普通以太網(wǎng)有何區(qū)別?

以太網(wǎng)是重要的網(wǎng)絡(luò)之一，對(duì)于以太網(wǎng)，小編之前有過(guò)諸多介紹。為增進(jìn)大家對(duì)以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)和普通以太網(wǎng)的主要區(qū)別以及以太網(wǎng)的通信原理予以介紹。如果你對(duì)以太網(wǎng)的內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、工業(yè)以太網(wǎng)、普通以太網(wǎng)有何區(qū)別

首先，以太網(wǎng)一般會(huì)應(yīng)用在辦公環(huán)境，而非工業(yè)環(huán)境中很少見(jiàn)它的影子。工業(yè)以太網(wǎng)主要應(yīng)用在大型工業(yè)企業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)硬件的需求比較高，以太網(wǎng)主要出現(xiàn)在我們身邊解決信號(hào)的傳輸延遲功能。

工業(yè)以太網(wǎng)在技術(shù)上可與商業(yè)以太網(wǎng)兼容，在實(shí)時(shí)性、可靠性等方面的性能都大大超越了工業(yè)以太網(wǎng)，抗干擾性要求較高，以最大的靈活性和模塊性提高了專(zhuān)業(yè)的擴(kuò)展能力，滿(mǎn)足了網(wǎng)絡(luò)了用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用性等技術(shù)要求，在大眾企業(yè)比較受青睞。

工業(yè)以太網(wǎng)和普通以太網(wǎng)各有各的專(zhuān)業(yè)性能特點(diǎn)，他們都為企業(yè)信息管理系統(tǒng)提供了良好成熟的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，各種以太網(wǎng)解決方案及通信協(xié)議促進(jìn)了企業(yè)和社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展。

二、以太網(wǎng)通信原理

以太網(wǎng)中所有的站點(diǎn)共享一個(gè)通信信道，在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，站點(diǎn)將自己要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀在這個(gè)信道上進(jìn)行廣播，以太網(wǎng)上的所有其他站點(diǎn)都能夠接收到這個(gè)幀，他們通過(guò)比較自己的MAC地址和數(shù)據(jù)幀中包含的目的地MAC地址來(lái)判斷該幀是否是發(fā)往自己的，一旦確認(rèn)是發(fā)給自己的，則復(fù)制該幀做進(jìn)一步處理。

因?yàn)槎鄠€(gè)站點(diǎn)可以同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送數(shù)據(jù)，在以太網(wǎng)中使用了CSMA/CD協(xié)議來(lái)減少和避免沖突。需要發(fā)送數(shù)據(jù)的工作站要先偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)上是否有數(shù)據(jù)在發(fā)送，如果有的只有檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，工作站才能發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)工作站發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑而同時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)發(fā)生沖突。這時(shí)，兩個(gè)站點(diǎn)的傳送操作都遭到破壞，工作站進(jìn)行1-堅(jiān)持退避操作。退避時(shí)間的長(zhǎng)短遵照二進(jìn)制指數(shù)隨機(jī)時(shí)間退避算法來(lái)確定。

以太網(wǎng)中的幀格式定義了站點(diǎn)如何解釋從物理層傳來(lái)的二進(jìn)制串，即如何在收到的數(shù)據(jù)幀中分離出各個(gè)不同含義的字段。因?yàn)闅v史發(fā)展的原因，存在著多個(gè)以太網(wǎng)幀格式，包括了DIX(DEC，Intel，Xerox三家公司)和IEEE 802.3分別定義的不同的幾種幀格式，但是TCP/IP互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中廣泛使用的是DIX于1982年定義的Ethernet V2標(biāo)準(zhǔn)中所定義的幀格式，它是以太網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

Ethernet V2幀結(jié)構(gòu)包括6字節(jié)的源站MAC地址、6字節(jié)的目標(biāo)站點(diǎn)MAC地址、2字節(jié)的協(xié)議類(lèi)型字段、數(shù)據(jù)字段以及幀校驗(yàn)字段，MAC地址是一個(gè)六個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的二進(jìn)制序列，全球唯一的標(biāo)識(shí)了一個(gè)網(wǎng)卡。

以太網(wǎng)幀中各個(gè)字段含義如下：

(1)前同步信號(hào)字段。包括七個(gè)字節(jié)的同步符和一個(gè)的起始符。同步字符是由7個(gè)0和1交替的字節(jié)組成，而起始符是三對(duì)交替的0和1加上一對(duì)連續(xù)的l組成的一個(gè)字節(jié)。這個(gè)字段其實(shí)是物理層的內(nèi)容，其長(zhǎng)度并不計(jì)算在以太網(wǎng)長(zhǎng)度里面。前同步信號(hào)用于在網(wǎng)絡(luò)中通知其他站點(diǎn)的網(wǎng)卡建立位同步，同時(shí)告知網(wǎng)絡(luò)中將有一個(gè)數(shù)據(jù)幀要發(fā)送。

(2)目的站點(diǎn)地址。目的站點(diǎn)的MAC地址，用于通知網(wǎng)絡(luò)中的接收站點(diǎn)。目的占地MAC地址的左數(shù)第一位如果是0，表明目標(biāo)對(duì)象是一個(gè)單一的站點(diǎn)，如果是1表明接收對(duì)象是一組站點(diǎn)，左數(shù)第二位為0表示該MAC地址是由IEEE組織統(tǒng)一分配的，為1表明該地址是自行分配的。

(3)源站地址。幀中包含的發(fā)送幀的站點(diǎn)的MAC地址，這是一個(gè)6字節(jié)的全球唯一的二進(jìn)制序列，并且最左的一位永遠(yuǎn)是0。

(4)協(xié)議類(lèi)型字段。以太網(wǎng)幀中的16位的協(xié)議類(lèi)型的字段用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)字段中包含的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的類(lèi)型，如TCP、IP、ARP、IPX等。

(5)數(shù)據(jù)字段。數(shù)據(jù)字段包含了來(lái)自上層協(xié)議的數(shù)據(jù)，是以太幀的有效載荷部分。為了達(dá)到最小幀長(zhǎng)，數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度至少應(yīng)該為46字節(jié)，等于最小幀長(zhǎng)減去源地址和目的地址幀校驗(yàn)序列以及協(xié)議類(lèi)型字段等的長(zhǎng)度。同時(shí)以太網(wǎng)規(guī)定了數(shù)據(jù)字段的最大長(zhǎng)度為1500字節(jié)。

(6)幀校驗(yàn)字段。幀校驗(yàn)字段是一個(gè)32位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，校驗(yàn)的范圍不包括前同步字段。

以上便是此次小編帶來(lái)的“以太網(wǎng)”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)以太網(wǎng)通信原理具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!