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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-08-10

以太網(wǎng)的工作原理

以太網(wǎng)采用帶檢測(cè)的載波幀聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA/CD)機(jī)制。以太網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)都可以看到在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息,因此,我們說(shuō)以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。

以太網(wǎng)的工作過(guò)程如下:

當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí),它將按如下步驟進(jìn)行:

1、信道上是否有信號(hào)在傳輸。如果有的話,表明信道處于忙狀態(tài),就繼續(xù),直到信道空閑為止。

2、若沒(méi)有到任何信號(hào),就傳輸數(shù)據(jù)

3、傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù),如發(fā)現(xiàn)則執(zhí)行退避算法,隨機(jī)等待一段時(shí)間后,重新執(zhí)行步驟1(當(dāng)發(fā)生時(shí),涉及的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送會(huì)返回到信道狀態(tài)。注意:每臺(tái)計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包,一個(gè)擁塞序列,以警告所有的節(jié)點(diǎn))

4、若未發(fā)現(xiàn)則發(fā)送成功,所有計(jì)算機(jī)在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前,必須在近一次發(fā)送后等待9.6微秒(以10Mbps運(yùn)行)。 何不使用以太網(wǎng)電纜同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和供電?多端口矩陣測(cè)試以太網(wǎng)測(cè)試維修電話

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從EtherNet/IP®到EtherCAT®的以太網(wǎng)解決方案以其獨(dú)特的方式克服了這些缺點(diǎn)。盡管工業(yè)以太網(wǎng)相較于別的替代技術(shù)還有一些其它優(yōu)勢(shì),然而它在運(yùn)動(dòng)控制中還遠(yuǎn)沒(méi)有占到主導(dǎo)地位。我們來(lái)看看它能夠并且將會(huì)在未來(lái)幾年的競(jìng)爭(zhēng)中越來(lái)越被接受的三個(gè)原因。

融合而不是增加復(fù)雜性

隨著時(shí)間的推移,企業(yè)IT與工廠之間的互聯(lián)不斷增加,導(dǎo)致了系統(tǒng)更復(fù)雜,往往將標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線混合使用。例如,機(jī)器可能會(huì)利用:

適用于與伺服器進(jìn)行通信的SERCOS1

適用于聯(lián)網(wǎng)變頻驅(qū)動(dòng)器的PROFIBUS®

適用于故障安全現(xiàn)場(chǎng)總線通信的SafetyBUSp

適用于連接至傳感器的DeviceNet

適用于向終用戶發(fā)送數(shù)據(jù)、通過(guò)網(wǎng)關(guān)訪問(wèn)的以太網(wǎng) 山西以太網(wǎng)測(cè)試聯(lián)系方式車載以太網(wǎng)簡(jiǎn)介及物理層測(cè)試;

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千兆以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是同舊系統(tǒng)的兼容性好,價(jià)格相對(duì)便宜。在這也是千兆以太網(wǎng)在同ATM的競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的主要原因。當(dāng)今居于主導(dǎo)地位的局域網(wǎng)技術(shù)-以太網(wǎng)。以太網(wǎng)是建立在以太網(wǎng)CSMA/CD機(jī)制上的廣播型網(wǎng)絡(luò)。的產(chǎn)生是限制以太網(wǎng)性能的重要因素,早期的以太網(wǎng)設(shè)備如集線器是物理層設(shè)備。不能隔絕擴(kuò)散,限制了網(wǎng)絡(luò)性能的提高。而交換機(jī)(網(wǎng)橋)做為一種能隔絕的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,極大的提高了以太網(wǎng)的性能。正逐漸替代集線器成為主流的以太網(wǎng)設(shè)備,然而交換機(jī)(網(wǎng)橋)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的廣播數(shù)據(jù)流量則不做任何限制,這也影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。通過(guò)在交換機(jī)上劃分VLAN和采用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-路由器解決了這一問(wèn)題。以太網(wǎng)做為一種原理簡(jiǎn)單,便于實(shí)現(xiàn)同時(shí)又價(jià)格低廉的局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界的主流。而更高性能的快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)更使其成為有前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型拓?fù)?,但目前的快速以太網(wǎng)(100BASE-T、1000BASE-T標(biāo)準(zhǔn))為了減少,將能提高的網(wǎng)絡(luò)速度和使用效率比較大化,使用交換機(jī)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和組織。如此一來(lái),以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就成了星型;但在邏輯上,以太網(wǎng)仍然使用總線型拓?fù)浜虲SMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection,即載波多重訪問(wèn)/碰撞偵測(cè))的總線技術(shù)。

以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)上無(wú)線電系統(tǒng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的想法,每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須獲取電纜或者信道的才能傳送信息,有時(shí)也叫作以太(Ether)。(這個(gè)名字來(lái)源于19世紀(jì)的物理學(xué)家假設(shè)的電磁輻射媒體-光以太。后來(lái)的研究證明光以太不存在。)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有全球的48位地址也就是制造商分配給網(wǎng)卡的MAC地址,以保證以太網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)能互相鑒別。由于以太網(wǎng)十分普遍,許多制造商把以太網(wǎng)卡直接集成進(jìn)計(jì)算機(jī)主板。 以太網(wǎng)交換機(jī)有哪些應(yīng)用;

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以太網(wǎng)幀的概述:

以太網(wǎng)的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的封裝,網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包被加上幀頭和幀尾成為可以被數(shù)據(jù)鏈路層識(shí)別的數(shù)據(jù)幀(成幀)。雖然幀頭和幀尾所用的字節(jié)數(shù)是固定不變的,但依被封裝的數(shù)據(jù)包大小的不同,以太網(wǎng)的長(zhǎng)度也在變化,其范圍是64~1518字節(jié)(不算8字節(jié)的前導(dǎo)字)。

/域

(Collision):在以太網(wǎng)中,當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)到物理傳輸介質(zhì)上,并完全或部分重疊時(shí),就發(fā)生了數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生時(shí),物理網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)都不再有效。

域:在同一個(gè)域中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能收到所有被發(fā)送的幀。

影響產(chǎn)生的因素:是影響以太網(wǎng)性能的重要因素,由于的存在使得傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在負(fù)載超過(guò)40%時(shí),效率將明顯下降。產(chǎn)生的原因有很多,如同一域中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量越多,產(chǎn)生的可能性就越大。此外,諸如數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度(以太網(wǎng)的比較大幀長(zhǎng)度為1518字節(jié))、網(wǎng)絡(luò)的直徑等因素也會(huì)影響的產(chǎn)生。因此,當(dāng)以太網(wǎng)的規(guī)模增大時(shí),就必須采取措施來(lái)控制的擴(kuò)散。通常的辦法是使用網(wǎng)橋和交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分段,將一個(gè)大的域劃分為若干小域。


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以太網(wǎng)交換機(jī)工作原理;多端口矩陣測(cè)試以太網(wǎng)測(cè)試維修電話

以太網(wǎng)用于運(yùn)動(dòng)控制的三個(gè)原因

以太網(wǎng)正成為工業(yè)應(yīng)用中日益重要的網(wǎng)絡(luò)。就運(yùn)動(dòng)控制而言,以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線以及其他技術(shù)(如組件互連)歷來(lái)都是相互競(jìng)爭(zhēng)的,用以在工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)中獲得對(duì)一些苛刻要求的工作負(fù)載的處理權(quán)限。運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用要求確定性(保證網(wǎng)絡(luò)能夠及時(shí)將工作負(fù)載傳送至預(yù)定的節(jié)點(diǎn)),這是確保位置保持所必需的,這進(jìn)而又將確保驅(qū)動(dòng)器的精確停止、適當(dāng)?shù)募铀?減速以及其他任務(wù)。

標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.3以太網(wǎng)從未達(dá)到這方面的要求。即使全雙工交換和隔離域淘汰了過(guò)時(shí)的CSMA/CD數(shù)據(jù)鏈路層,但它還是缺乏可預(yù)測(cè)性。此外,典型堆棧中的TCP/IP的高度復(fù)雜性并未針對(duì)實(shí)時(shí)流量的可靠傳送進(jìn)行優(yōu)化。因此,現(xiàn)場(chǎng)總線以及帶有基于ASIC的PCI卡的PC控制架構(gòu)一直是常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
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