STM32高级物联网通信之以太网通讯

目录

以太网通讯基础知识

什么是以太网

互联网和以太网的区别

1）概念与范围

（1）互联网

（2）以太网

2）技术特点

（1）互联网

（2）以太网

3）应用场景

（1）互联网

（2）以太网

以太网的层次

1）物理层

2）数据链路层

OSI 7层模型

TCPIP 4层模型

一些常见的网络协议

1）IP协议

2）TCP协议

3）UDP协议

4）HTTP和HTTPS协议

W5500芯片

W5500芯片介绍

W5500芯片特点

应用目标

接入框图

主控芯片与W5500交互

1）SPI连接

2）固定数据长度模式和可变数据长度模式

3）W5500的内部存储器

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以太网通讯基础知识

什么是以太网

以太网（Ethernet）是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问控制的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网标准如令牌环、FDDI(双令牌)和ARCNET（令牌总线）。

以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了减少冲突，将能提高的网络速度和使用效率最大化，使用交换机（Switch hub）来进行网络连接和组织。如此一来，以太网的拓扑结构就成了星型；但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即载波多重存取/碰撞侦测）的总线技术。（先监听，等空闲再说，边说变监听，如果产生冲突，立刻停止说。载波就是曼彻斯特编码）

互联网和以太网的区别

互联网和以太网有以下区别：

1）概念与范围

（1）互联网

互联网是全球范围内由众多计算机网络相互连接而成的庞大网络系统，它连接了世界各地的各种类型的网络和设备，包括企业网络、家庭网络、移动网络等。可以说互联网是一个高度复杂、覆盖全球的网络集合体，其规模巨大，涵盖了无数的网络节点和用户。

互联网的主要功能是实现全球范围内的信息交流、资源共享和通信服务，例如通过电子邮件、网页浏览、在线视频、社交媒体等各种应用，人们可以在不同的地理位置进行沟通、获取信息和开展业务。

（2）以太网

以太网是一种计算机局域网技术，主要用于在相对较小的地理范围内连接多台计算机和设备，如在一个办公室、一栋建筑物或一个校园内。以太网通常由以太网交换机、网络适配器（网卡）、网线等设备组成，通过特定的网络协议实现设备之间的数据传输。

以太网的主要特点是传输速度快、可靠性高、成本相对较低，并且易于安装和管理。它主要用于实现局部范围内的设备互联和资源共享，如文件共享、打印机共享、内部通信等。

2）技术特点

（1）互联网

技术架构复杂，涉及多种网络技术和协议，包括 TCP/IP 协议族、域名系统（DNS）、路由协议等。互联网的网络结构是分布式的，没有一个中央控制机构，各个网络通过路由器等设备相互连接，实现数据的传输和路由选择。

互联网的连接方式多样，可以通过有线连接（如光纤、电缆等）、无线连接（如 Wi-Fi、移动网络等）等多种方式接入。互联网的服务提供商众多，包括电信运营商、互联网服务提供商（ISP）等，用户可以根据自己的需求选择不同的接入方式和服务提供商。

（2）以太网

以太网采用总线型或星型拓扑结构，使用 CSMA/CD（载波监听多路访问 / 冲突检测）或 CSMA/CA（载波监听多路访问 / 冲突避免）等协议来控制网络中的数据传输，以避免数据冲突。以太网的传输介质主要有双绞线、光纤等，不同的传输介质支持不同的传输速度，如 10Mbps、100Mbps、1000Mbps 甚至更高。

以太网的设备连接相对简单，通常通过交换机或集线器将多台设备连接在一起。以太网的管理主要由网络管理员在局部范围内进行，包括网络配置、故障排除等。

3）应用场景

（1）互联网

应用范围广泛，涵盖了全球各个领域，包括商业、教育、科研、娱乐等。人们可以通过互联网进行远程办公、在线学习、电子商务、社交娱乐等各种活动。互联网还为企业提供了广阔的市场和业务拓展空间，通过互联网，企业可以开展全球范围内的业务，与客户、合作伙伴进行交流和合作。

互联网的服务和应用不断创新和发展，如云计算、大数据、人工智能等新兴技术都是基于互联网的发展而产生的。互联网已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。

（2）以太网

主要应用于企业内部网络、学校、医院、工厂等局部范围内的网络建设。在这些场景中，以太网可以满足内部设备之间的高速数据传输和资源共享需求。例如，企业可以通过以太网建立内部办公网络，实现文件共享、打印机共享、企业资源规划（ERP）系统的应用等。

以太网也可以作为接入互联网的一种方式，通过以太网连接到路由器或调制解调器，再接入互联网服务提供商的网络，从而实现与互联网的连接。

以太网的层次

以太网通常分为两个主要层次：物理层和数据链路层。

以太网采用无