Was ist der Unterschied zwischen Ethernet und serieller Kommunikation?

Alle Mausbewegungen, USB-Verbindungen und andere PC-Peripheriegeräte wie Drucker usw. werden als serielle Kommunikation bezeichnet. Ein Bit pro Mal.

So weit, ist es gut. Wenn es jedoch um TCP-Protokoll, Ethernet und Internet geht, wird es nicht mehr als serielle Kommunikation bezeichnet. Aber das ist auch etwas pro Sekunde.

Warum ist das so? Was ist der Hauptunterschied? Ich konnte nicht verstehen, warum es keine serielle Kommunikation ist.

Mindestens drei Gründe wahrscheinlich:

1. In der Zeit, als RS-232-Ports üblich waren, war es bei weitem das häufigste Mittel zur Bit-zu-Zeit-Kommunikation, so dass der Begriff "serielle Schnittstelle" zum Synonym für "RS-232-Port" wurde. Die Verwendung des Begriffs "seriell" in Verbindung mit irgendetwas anderem würde Verwirrung stiften. Beachten Sie, dass USB solche Verwirrungen hauptsächlich deshalb vermeidet, weil es selten als "Universal Serial Bus" bezeichnet wird. Daher ist das Vorhandensein des Wortes "serial" in seinem Langformnamen kein Problem.
2. In fast allen Fällen senden RS-232-Ports, deren Äquivalente auf Logikebene, einzelne Bytes senden, wenn sie von der Software empfangen werden, und einzelne eingehende Bytes, die der Software beim Empfang zur Verfügung stehen. Im Gegensatz dazu warten die meisten Ethernet-Geräte, bis die Software ein gesamtes Paket (zwischen 64 und 1536 Byte) bereitgestellt hat, bevor sie mit der Übertragung beginnen, und warten, bis sie ein gesamtes Paket empfangen und validiert haben, bevor sie eines davon für die Software verfügbar machen. Obwohl Bits und Bytes möglicherweise seriell über das Kabel gesendet werden, weiß die Software nichts und kümmert sich auch nicht darum. Es ist nur bekannt, dass einige Zeit, nachdem einem Controller ein Paket zugeführt und zum Senden aufgefordert wurde, ein anderer Controller meldet, dass ein Paket verfügbar ist, und der Software das Lesen ermöglicht.
3. A „serial port“ ist garantiert zu übertragen Bytes von Daten in der chronologischen Reihenfolge , dass Software liefert sie und sie zu Software in der zeitlichen Reihenfolge zur Verfügung stellen sie empfangen werden; es wäre ziemlich nutzlos, wenn es nicht wäre. Alle Ethernet- und Internet-Systeme garantieren, dass beim Senden eines Pakets von einem Knoten zu einem anderen die AnordnungDie Anzahl der dem Empfänger zur Verfügung gestellten Bytes entspricht der Anordnung der vom Absender bereitgestellten Bytes. Es gibt jedoch keine gemeinsame Spezifikation, die vorschreibt, dass die chronologische Reihenfolge, in der Daten übertragen werden, in irgendeiner Beziehung zu ihrer Anordnung innerhalb eines Pakets steht. Darüber hinaus gibt es nur sehr vage Garantien, die hinsichtlich der chronologischen Reihenfolge von Paketen relativ zueinander gegeben werden können. Wenn Paket X am Sonntag um 11:47 Uhr und Paket Y am nächsten Tag um 15:28 Uhr zugestellt wird, kann man davon ausgehen, dass Y nach X gesendet wurde. Wenn X dagegen um 1:47:12 Uhr und zugestellt wird Y wird um 1:47:15 Uhr geliefert. Es ist durchaus möglich, dass Y zuerst gesendet wurde, aber X hat länger gebraucht, um anzukommen.

Übrigens sendet eine 10-Basis-T-Ethernet-Verbindung einzelne Bits nacheinander, bei der Verkabelung mit höherer Geschwindigkeit werden jedoch häufig verschiedene Signalisierungsmethoden verwendet, um mehrere Bits gleichzeitig zu senden.

Ethernet kann seriell übertragen werden und war in der Regel bis zu den Tagen von 1000BASE-T.

Aber es ist paketiert, Sie können buchstäblich kein einziges gültiges Byte senden, da es einen Stapel von Adressierung, CRC usw. Overhead gibt. Ethernet gewährleistet auch nicht die Reihenfolge zwischen Paketen, sodass Sie möglicherweise die Pakete AB und C senden, der Empfänger sie jedoch in der Reihenfolge CA B erhalten kann. Außerdem sind Kollisionserkennung und Neuübertragung integriert.

Insgesamt ist es viel komplizierter als eine serielle Verbindung.

Die Antwort lautet: der ISO- OSI- Stack.

OSI steht für Open Systems Interconnection (ISO ist die International Standardization Organization) und ist ein Modell, das die Struktur definiert, die zum Übertragen von Daten zwischen allen Arten von Geräten verwendet wird. Jede Ebene ist eine andere Abstraktionsschicht und fügt Regeln oder Details hinzu, die das Kommunikationsprotokoll definieren.

Während das Internet (mit Ausnahme von Dingen, die üblicherweise damit verbunden sind, wie z. B. HTTP) zu den oberen Schichten (der Netzwerkschicht) gehört, ist die serielle Kommunikation nur eine Möglichkeit, die physische Schicht zu definieren.

Dies ist der OSI-Modellstapel im Vergleich zum für das Internet verwendeten TCP / IP-Modell: Sie können sehen, dass das Internet auf Netzwerkebene definiert ist, während das serielle Protokoll (im engeren Sinne nicht die Implementierung) von der physischen Schicht definiert wird. an der Basis des Stapels.

Aus dem Wiki über die Internet Protocol Suite :

Die Internetprotokollsuite ist ein Satz von Kommunikationsprotokollen, die für das Internet und ähnliche Netzwerke verwendet werden, und im Allgemeinen der beliebteste Protokollstapel für Weitverkehrsnetzwerke. Es ist allgemein bekannt als TCP / IP wegen seiner wichtigsten Protokolle: Transmission Control Protocol (TCP) und Internet Protocol (IP)

Es verfügt über vier Abstraktionsschichten mit jeweils eigenen Protokollen. Vom niedrigsten zum höchsten sind die Schichten:

• Die Verbindungsschicht (üblicherweise Ethernet) enthält Kommunikationstechnologien für ein lokales Netzwerk.

• Die Internetschicht (IP) verbindet lokale Netzwerke und stellt so das Internetworking her.

• Die Transportschicht (TCP) übernimmt die Host-zu-Host-Kommunikation.

• Die Anwendungsschicht (z. B. HTTP) enthält alle Protokolle für bestimmte Datenkommunikationsdienste auf Prozess-zu-Prozess-Ebene (z. B. wie ein Webbrowser mit einem Webserver kommuniziert).

Ethernet und WiFi sind Beispiele für Protokolle, die als Netzwerkzugriffsschicht fungieren können und das physische Medium und die grundlegenden Übertragungsregeln (wie die Codierung von Symbolen) für die Internetverbindung bereitstellen.

Andere Protokolle, die auf verschiedenen Ebenen des Stapels verwendet werden, sind, wie erwähnt, TCP, UDP, HTTP und viele andere.

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Aber es gibt noch eine andere Unterscheidung, die noch niemand erwähnt hat.

Wenn wir über serielle und parallele Peripheriegeräte für einen PC sprechen, haben wir historisch gesehen über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung gesprochen. Ein Computer kommuniziert mit einem Drucker oder einem Modem (pro Kabel). Im Allgemeinen gibt es ein Master- Gerät, das die gesamte Kommunikation über diese Verbindungen steuert, und Slave- Geräte, die genau das tun, was ihnen gesagt wurde.

Wenn wir über Ethernet sprechen, sprechen wir über Netzwerke . Mehrere Computer sind mit einem Netzwerk verbunden, und keiner von ihnen ist notwendigerweise Master oder Slave. In den frühen Ethernet-Protokollen wurden tatsächlich mehrere Computer an dasselbe Koaxialkabel angeschlossen. Heutzutage bedeutet Ethernet im Allgemeinen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, aber Ethernet enthält Protokolle, die die Kommunikation mit mehreren anderen Geräten in einem Peer-to-Peer-Netzwerk ermöglichen.

Natürlich verändert USB das Bild für PC-Peripheriegeräte etwas, da es sich um ein Mehrpunktnetzwerk handelt, aber es ist immer noch eine periphere Verbindung mit definierten Mastern und Slaves und kein Peer-to-Peer-Netzwerk.

Ich würde also sagen, dass in Diskussionen über serielle und parallele Schnittstellen weder das Netzwerk noch TCP oder Ethernet erwähnt werden, da diese Dinge in einer völlig anderen Welt leben als periphere Verbindungen. Wenn Sie über alle Arten von Äpfeln sprechen (Red Delicious, Braeburn usw.), erwähnen Sie niemals Gros Michel und Cavendish.

In meiner Arbeit als Steuerungssystemingenieur für die Kraftwerksplanung haben wir fest verdrahtete E / A-Punktlisten (Eingabe / Ausgabe) und eine separate "serielle" Punkteliste erstellt. Ich bevorzuge es, diese "weichen" Punktlisten stattdessen als "kommunizierte Punktliste" zu bezeichnen, da sie normalerweise auf Ethernet basieren (Modbus TCP, DNP3, Profinet usw.). Viele Kollegen bestehen immer noch darauf, den historischen Titel "Serielle Punktliste" zu verwenden. Ich bin daran interessiert, von anderen über die richtige Nomenklatur für solche Listen zu hören.

Ein Byte zu einem Zeitpunkt wird auch als serielle Kommunikation bezeichnet, außer von Hardware-Mitarbeitern. Es interessiert niemanden, wie die Signalisierung erfolgt. Denken Sie an ein Modem. Obwohl die von einem UART-Chip angesteuerte RS-323-Schnittstelle die Bits einzeln herausschlagen kann, kann die vom Modem tatsächlich durchgeführte Codierung parallele Codierungen verwenden, wobei mehrere Bits gleichzeitig übertragen werden.

Ethernet war früher auch rein seriell (Basisbandimpulse mit einer Rate von 10 MHz). Moderne Ethernet-Protokolle sind nicht seriell.

Das Wort "serialisieren" wird häufig verwendet, um "einige Daten im Speicher in ein Byte-für-Byte-Format zu packen" (wobei Probleme der Bitreihenfolge und dergleichen in einigen Datenverbindungs- und physischen Kommunikationsebenen weit unten behoben werden).