1。2 以太网的简介

目前，人类社会正在迅速发展，信息产业的发展也在跟随其脚步快速的发展着，而计算机网络技术就是目前全球信息产业发展的基石。高度发达的计算机互联网技术不仅为人类社会的信息交流和资源共享提供了良好的环境，同时也对人类生活方式和社会生产力产生了巨大的影响。其中，在计算机网络的发展历程中，以太网已经成为众多网络技术中最具影响力的一种，也是当今社会主流的局域网（LAN）技术。

1。2。1以太网的基本原理

以太网为了解决多个计算机对信道征用的问题，采用了共享信道的方式，也就是多个计算机在同一个信道进行数据传输。目前，以太网通信常用的物理介质是双绞线和光纤，采用的是IEEE 802。3标准规定的CSMA/CD (Carrier sense multiple Access collision Detection，带有检测冲突的载波侦听多路存取协议) 协议。

以太网中没有采用对信道进行集中管理的措施，因此以太网中可能出现多个计算机同时检测到网络中空闲，就向网络中发送信息。简单来说，以太网就是一种充满竞争，鼓励竞争的网络环境。当上述情况发生时，几个计算机终端同时向网络中传输数据，可能出现各个计算机终端发出的信息发生碰撞，从而导致发出的数据损坏，影响整个以太网的顺利传输[3]。其他的计算机终端必须等到以太网中信道传输正常，才能继续发送数据[4]。计算机终端何时再次发送数据，是由补偿算法决定的。

在现今生活中，以太网是TCP/IP协议使用最为普遍的物理网络，而以太网则是用户接入因特网最为常见的方式，TCP/IP协议正是因特网使用的协议。以太网也是一种局域网络，所以局域网侧重于网络层次中的低层（一般是指数据链路层和物理层），以太网也就是主要针对于数据链路层的定义。相对而言的TCP/IP协议则是主要偏重于中间层（包括网络层和传输层）。所以数据链路层接收到来自网络层的数据、信息的处理就是本论文的研究内容。论文网

1。2。2 以太网协议参考模型

本文探讨的以太网协议遵循的逻辑关系是OSI的参考模型，也就是我们所说的开放式系统互联参考模型（Open System Interconnect Reference Model）。

物理层就是指连接各个网络通信之间的物理媒介，它的功能就在于携带以太网信号，该信号是存在于网络中的各个计算机终端。当今社会的数据传输速率主要有以下四种，而常用的物理媒介就是双绞线、光纤和无线。

10Mbit/s：10Base—T以太网。

100Mbit/s：快速以太网。

1000Mbit/s：千兆位以太网802。3z。

10千兆位以太网：IEEE 802。3ae。

用户在进行实际的以太网通信中，OSI参考模型中的每一层都有各自的协议，而且每一种协议都是运行于该层次下面层次的协议的基础上的，每个数据从上层到下层都是一个复杂的过程。例如，两个计算机终端使用最常见的数据或者文件传输时，采用的就是FTP协议进行传输，在用户看来简单的数据或者文件传输在整个过程中按照协议层的顺序经过了文件上数据的层层打包和相对应的解包的过程，用户才能在接收端接收到文件。

图1-1所示的参考模型中，各个协议栈分别要对进入该层次的数据进行打包、解包、校验的过程，然后再加上对下一层协议的调用，最后才能将处理好的数据发送出去。例如，IP协议栈接收到一个来自上层以太网驱动器的一个数据包之后，必须要按顺序对其进行解包、校验，从而确认该数据包是否为有效的IP包，如果是无效的数据包就将其丢弃，如果是有效的数据包，就进行进一步的处理，从而调用IP协议栈中的各个协议处理数据包（例如TCP协议、UDP协议、ICMP协议等）。而本次设计的以太网控制器就是完成TCP/IP协议簇中数据链路层的相关功能。