Embed Ether

Thiết bị ngoại vi Giao tiếp Ethernet Người thực hiện: Bùi Thế Hưng Email : [email protected]

Giao tiếp Ethernet Chuẩn giao tiếp : IEEE 802.3 Tốc độ truyền nhận : 10Mbps-10Gbps Giao thức truyền nhận : TCP/IP

Ethernet là chuẩn giao thức xuất hiện trong mọi hệ thống thông tin hiện đại trải rộng từ những hệ thống mạng LAN dùng cho cá nhân, gia đình cho tới những hệ thống mạng lớn nhất như Internet

Mô hình cơ bản của một mạng Ethernet 802.3

Mô hình tổng quát hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet

Hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet Ưu điểm: 







Hệ thống nhúng có kích thước nhỏ gọn, giá thành thấp Hệ thống nhúng có thể hoạt động với mức tiêu thụ điện năng cực thấp khi so sánh với PC, dễ dàng hoạt động với pin dự trữ Vận hành, điều khiển, bảo trì đơn giản và tin cậy hơn nhiều so với việc sử dụng PC. Hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet cho phép thiết bị có thể được điều khiển từ xa

Hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet Nhược điểm: 



Thiết bị được thiết kế cho các công việc cụ thể vì vậy nó cũng làm giảm khả năng linh hoạt trong việc chuyển đổi nhiệm vụ thực hiện hoặc cài đặt nâng cấp tính năng mới. Độ lớn của phần mềm và năng lực xử lý của hệ thống nhúng khá giới hạn và là nhược điểm chính khi so sánh với khả năng làm việc của PC

Mô hình hệ thống giám sát Camera IP

Xây dựng hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet

Xây dựng hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet

Sơ đồ khối xử lý trung tâm

Khối trung tâm EtherRTU2007

Mô hình hoạt động của thiết bị

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Giao thức TCP/IP là họ giao thức tương đương với mô hình OSI, và là giao thức chuẩn cho hầu hết hệ thống mạng ngày nay, từ mạng cục bộ LAN cho tới mạng diện rộng WAN và cũng là xương sống cho mạng Internet.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet

Các giao thức thông dụng trong họ giao thức TCP/IP

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Chuẩn Ethernet chủ yếu là các quy định và giao thức chuẩn hóa trên 2 tầng thấp nhất trong mô hình 7 tầng OSI : tầng liên kết dữ liệu (datalink) và tầng vật lý (physical).

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng vật lý (Physical Layer) Chuẩn Ethernet 10Base-T 802.3i được IEEE xây dựng năm 1990 với các đặc điểm vật lý sau đây : Tốc độ 10Mbps Truyền trên băng tần gốc (Baseband ) Sử dụng cáp xoắn đôi trần UTP Thông dụng nhất hiện nay là chuẩn cáp gầy CAT-5. Trong đó 2 dây số 1-2 là cặp dây vi sai dùng để truyền và cặp 3-6 là cặp nhận.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet

Đầu Jack RJ45(8P8C) và cách xác định các cặp dây

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Đa số mạng 10Base-T được lập cấu hình theo dạng hình sao, tuy nhiên bên trong vẫn là cấu trúc dạng bus như các cấu hình Ethernet khác Việc sử dụng cấu trúc mạng hình sao, mang đến những ưu điểm về khả năng thiết lập mạng đơn giản, khả năng thay đổi cấu hình của mạng dễ dàng và không làm ảnh hưởng đến các thành phần khác của mạng. Chiều dài tối đa của một phân đoạn 10Base-T là 100m, có thể dùng hub/switch/router để nối thêm chiều dài này. Về lý thuyết một mạng cục bộ 10Base-T có thể phục vụ 1024 máy tính.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng liên kết dữ liệu (Link Layer) Tầng này có chức năng đáp ứng các yêu cầu phục vụ của tầng mạng và phát sinh các yêu cầu phục vụ gửi tới tầng vật lý, nó cung cấp các phương tiện để phát hiện và có thể sửa lỗi nảy sinh ở tầng vật lý.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng liên kết dữ liệu Bao gồm 2 tầng con : LLC : Tầng điều khiển logic liên kết (Logical Link Control ) Có nhiệm vụ liên kết các giao thức hoạt động phía trên tầng liên kết dữ liệu và theo tùy chọn sẽ cung cấp chức năng điều khiển lưu lượng, acknowledgment và khôi phục lỗi. MAC: Tầng điều khiển truy cập môi trường (Media Access Control ) Có nhiệm vụ chống xung đột, cụ thể nó quyết định tại mỗi thời điểm ai được phép truy cập môi trường truyền dẫn. Ngoài ra nó đóng vai xác định một frame bắt đầu và kết thúc ở đâu.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng con MAC 7 Preamble

1 SFD

6 Destination Address

6 Source Address

2 Length

… LLC data

Khuôn dạng của IEEE 802.3 frame

… PAD

4 FCS

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng mạng IP Giao thức liên mạng IP có nhiệm vụ cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP tương tự vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI Sử dụng một địa chỉ liên mạng gọi là địa chỉ IP để định danh các trạm (host) trong mạng.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng mạng IP (Internet Layer) Địa chỉ IP được sử dụng nhằm mục đích thay thể cho địa chỉ MAC khi một mạng cục bộ LAN kết nối ra mạng diện rộng WAN Việc sử dụng địa chỉ IP sẽ giúp cho các host khác nhau trên mạng có thể truyền dữ liệu cho nhau mà không cần phải biết địa chỉ vật lý của nhau. Địa chỉ IP cũng giúp cho việc phân tách một mạng chung thành các mạng nhỏ hơn dễ dàng bằng việc phân định trong dải địa chỉ IP các mạng khác nhau, nhờ đó tăng khả năng phân tách và quản lý các mạng này.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng mạng IP

Khuôn dạng một IP Packet

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Giao thức điều khiển truyền TCP (Transport Layer) Giao thức điều khiển truyền TCP tương ứng với tầng 4 của mô hình 7 tầng OSI , nó đảm nhiệm vai trò phục vụ tầng ứng dụng, soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu và xác nhận truyền (transmission verification). + TCP cung cấp khả năng kiểm tra lỗi và kiểm soát luồng để đảm bảo dữ liệu được truyền và nhận chính xác. Điều này làm giảm tốc độ truyền nhưng giúp cho giao thức TCP trở nên đáng tin cậy.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Giao thức điều khiển truyền TCP (Transport Layer) TCP cho phép nhiều ứng dụng đồng thời truy cập mạng bằng cách sử dụng các cổng để truyền đa công. Đây là lý do người dùng có thể sử dụng email, truy cập web, ftp trong cùng một thời điểm. Một cổng kết hợp với một địa chỉ IP sẽ tạo thành một socket duy nhất trong mạng. Dịch vụ TCP được xây dựng nhờ một liên kết logic giữa một cặp socket này. Một socket có thể tham gia nhiều liên kết với các socket ở xa khác nhau.

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng ứng dụng (Application Layer) Vấn đề cần quan tâm ở tầng Application đối với một hệ thống nhúng giao tiếp Ethernet đó là xây dựng một phần mềm tầng ứng dụng cho phép người dùng trao đổi dữ liệu từ desktop tới hệ nhúng và ngược lại. Cụ thể mô hình tầng ứng dụng thường được xây dựng sẽ dựa trên kiến trúc Client/Server, từ đó xây dựng các ứng dụng cụ thể như : HTTP Client/Server, Socket Client/Server v.v

Sâu hơn về giao tiếp Ethernet Tầng ứng dụng (Application Layer)

Kiến trúc Client/Server