原创以太网---1

 2013-9-23 20:57  1801 10 10 分类: 通信

以太网传输介质：

计算机局域网中的双绞线可以分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类。STP外面有一层金属材料包裹，以减少辐射，具有较高的数据传输速率，但价格较高，安装也比较复杂。UTP无金属屏蔽材料，只有一层绝缘胶皮包裹。

除特殊场合（受电磁辐射严重等）在布线中使用STP外，一般情况下我们都采用UTP，现在使用的UTP可以分为三类，四类，五类和超五类还有六类五种。三类UTP适应于（10M）对于传输介质的要求。四类与三类类似，用的很少。五类UTP成为快速以太网（100M）的首选介质。超五类UTP适应于千兆以太网（1000M）。五类与三类的主要区别是大大增加了每单位长度的绞合次数，减少每100m的衰减，串扰。

光纤：按工作层次/速率来分，可以分为10M，100M的光纤收发器，10/100M的自适应的光纤收发器，1000M的光纤收发器

数据链路层：

数据链路层（Data Link Layer）是OSI参考模型的第二层，位于实体层与网络层之间，它还可细分为介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层。

LLC（logic link control）——IEEE 802.2中定义了逻辑链路控制协议，用户的数据链路服务通过LLC子层为网络层提供统一的接口，在LLC子层下面是MAC子层。LLC提供了两种无连接和一种面向连接的三种连接方式：方式一：无回复的非连接导向方式，它允许给单一的目的地址（点到点协议或单点传输）给相同网络中的多个目的地址（多点传输）给网络中的所有地址（广播地址）。方式二：面向连接的操作方式，给每个帧进行标号，接收端能保证他们按发送的次序接收，并且没有帧丢失。方式三：有回复的无连接方式，仅限于点到点通信。

介质访问控制（media access control）MAC子层，是局域网中逻辑链路层的下层部分，提供寻址或媒体存取的控制方式。MAC子层作为逻辑链路控制子层及物理层之间沟通过的媒介，提供了一种寻址的方法，称为实体地址或者MAC地址，因此可以在没有路由器的实体网络中传送封包到特定的目的设备。

载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collison Dection）CSMA/CD，该协议要求设备在发送帧的同时要对信道进行侦听，以确定是否有冲突。

介质无关接口（Media Independent Interface）MII，它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准，它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口。数据接口共14个引脚，主要和PCS层相连。管理接口共2个引脚，主要功能是设置和读取物理层PHY，对寄存器进行配置设定或者从中读取数据。MII引脚分为4类：发送数据，网络状态信号，接受数据，设备管理，数据通过MII的速率是每个时钟周期传送一个半字节的数组。

MII：

MII发送接口信号：发送时钟（Tx_clk）同步驱动TXD，TXEN，TXERR信号来发送数据和控制状态。Tx_clk工作于2.5MHz或25MHz（对于10Mb/s，100Mb/s）。

发送数据（TXD[3:0]），四个数据信号组成一个数据组。TXEN无效时，给出的数据组被忽略。发送使能信号（TXEN）。发送错误信号（TXERR）

MII接收接口信号：接收信号（RXCLK）同步驱动RXD，RXDV，RXERR等信号。2.5MHz对应10Mb/s和25Mb/s对应于100Mb/s。

接收数据（RXD[3:0]），用于传送PHY从介质上译码得到的数据组。RXDV无效时，数据组被忽略。接收数据有效（RXDV），接收错误（RXERR）。

MII网络信号：载波侦听（CRS），CRS由PHY给出，用于表明发送或接收介质处于活动状态。在发送和接收介质都空闲时撤销CRS，要求在整个冲突期间，和TXCLK和RXCLK没有同步关系同步。

冲突（COL），COL由PHY给出，用于表明在介质上检测到了冲突状态，在冲突情况持续时保持不变。TXCLK 和RXCLK没有同步关系。

MII管理接口信号：MDC，管理时钟，由MAC提供的一个时钟源，是MDIO上传数据的参考时钟。MDIO，管理数据的输入输出，是MAC与PHY之间的一个双向接口。MDIO是一个可以向PHY设备输入和输出串行数据的双向信号。管理实体给出的控制，配置数据与MDC同步发送到PHY。PHY给出状态信息，作为管理实体读取管理寄存器请求的响应，与MDC同步的在MDIO线上给出。介质无关管理协议：MII管理接口通过写物理层芯片的寄存器来配置物理层，管理数据以一定的帧格式进行读写。

在其他速率下与MII等效的接口有：AUI（10M以太网），GMII（Gigabit以太网）和XAUI（10-Gigabit以太网）

以太网的其他接口有：RMII，SMII，GMII。这些接口都是从MII而来，MII是指不用考虑媒体是铜轴，光纤，电缆等，因为这些媒体处理的相关工作都有PHY或者叫做MAC的芯片来完成。

MII支持10M或者100M的操作，一个接口由14根线组成。它的缺点是因为它一个端口用的信号线太多了，如果是一个8端口的交换机要用到112根线。

RMII是简化的MII接口，在数据的收发上它比MII接口少了一倍的信号线，所以它一般要求是50M的总线时钟。RMII一般用于多端口的交换机，它不是每个端口都有两个收，发接口，而是所有的数据端口公用一个时钟用于所有端口的收发。RMII的一个端口要求7个数据线，同时支持10M或者100M的总线速度。

SMII是由思科提供的一种媒体接口，他有比RMII更少的信号线数目，S表示串行的意思，它只用一根信号线来传送发送数据，一根信号线传输接收数据，时钟为了满足100M的速度，达到了125M。SMII一个端口只用4根信号线完成100M信号的传输，所有端口的数据收发公用一个外部的125M的时钟。

GMII是千兆网的MII接口，这个也有相应的RGMII接口，表示简化了的GMII接口。GMII采用8位接口数据，工作时钟125M，因此传输速率可达1000M同时兼容MII所规定的的10/100M的工作方式。信号与MII类似：GTXCLK，TXCLK，TXD，TXEN，TXER，RXCLK，RXD，RXDV，RXER，COL，MDC，MDIO。

RMII是用两根线来传输数据的。MII是用4根线来传输数据的。GMII是用8根线来传送数据的。

MII/RMII用于传送以太网帧，在MII/RMII接口是4/2bit的，在以太网的PHY里需要做串并转换，编解码等才能在双绞线和光纤上进行传输。

物理层：

IEEE802.3标准把物理层从低到高分成如下子层：

MDI（Media Dependent Interface，媒体相关接口）：规范物理媒体信号和传输煤质与物理设备之间的机械和电气接口。

PMD（Physical medium Dependent，物理媒体相关）子层：位于MDI之上的PMD负责与传输媒体的接口。

PMA（Physical medium Attachment，物理媒体附加）子层：负责发送，接收，定时恢复和相位对准功能。

PCS（Physcal Coding Sublayer，物理编码子层）：负责把数据比特编成合适物理煤质传输的码组。

MII，GMII，RMII子层：定义MAC和PHY之间的接口部分。

RS（Reconciliation Sublayer，协调子层）：提供MII等接口信号到MAC层的映射。

快速以太网：

快速以太网的规范802.3u。快速以太网（Fast Ethernet，FE）包括：