基于FPGA的以太网接口设计+文献综述(3)
基于广播的以太网中，所有工作站都能收到发送到网上的信息帧。每个工作站都要确认该信息帧是不是发送给自己的，一旦确认是，就将该信息帧发送到高一层的协议层。
采用CSMA/CD传输介质访问的以太网中，每个CSMA/CDLAN工作站在任何时刻都可以访问网络。发送数据前，工作站要侦听网络是否堵塞，只有检测到网络空闲时，工作站才能发送数据。
基于竞争的以太网中，只要网络空闲，任何工作站均可发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时，就发生冲突。这时，两个传送操作都遭到破坏，工作站必须在一定时间后重发，重发由延时算法决定。
以太网具有的一般特征如下:
l)共享媒体:所有网络设备依次使用同一通信媒体;
2)广播域:传输帧被发送到所有节点，但只有寻址到的节点才一会接收到帧;
3)CSMA/CD:以太网中利用载波侦听多路访问/冲突检测方法(Carriersense MultipleAeeess/CollisionDeteetion)防止多个节点同时发送。
MAC地址:媒体访问控制层的所有Ethemct网络接口卡(NIC)都采用48位网络地址，这种地址全球唯一。
以太网是一种基于带冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)的局域网(LAN)，介质访问控制(MAC)子层负责执行CSMA/CD协议。以太网所有节点共享同一个介质，局域网没有中心控制设备，节点之间相互协作保证网络操作有序。以太网MAC在发送前须通过载波侦听确认载波是否空闲，只有当一个节点发送数据时载波才会存在。PHY(物理层)检测到载波之后向MAC发送载波指示，载波指示表示介质正被使用，侦听节点应推迟当前发送。MAC在最后一个发送帧发送之后要等待一段很短的时间后才能开始发送，这段时间叫作帧间隔(IPG)，是传送96比特的时间。第一帧发送完后，局域网所有节点都必须等待一个IPG时间之后才能发送。网络上所有节点都必须遵守这个规则，即使某个节点要发送多个帧，且是网络上唯一要发送帧的节点，也必须保证每个发送帧间的时间间隔至少为一个IPG。这就是以太网介质访问规则的CSMA部分。
发送数据过程中，工作站边发送边检测总线，看是否发生冲突。若无冲突则继续发送，直到发送完该数据;若发生冲突，则停止发送，之后要发送32比特的JAM信号，这样网络所有站点都知道发生了冲突。然后，等待一个随机时间，在总线空闲时重新发送该数据，这就是以太网介质访问规则的CD部分。
2.2 部分网络协议介绍
由于本次设计只需要完成UDP/IP通信，同时一个典型的数据包一般包括以太网MAC头+网络层IP数据头+传输层UDP头+需要传输的数据，因此只需要实现部分协议（IP、ARP和UDP协议）即可完成通信。下面将对需要实现的各个协议作概要介绍。
2.2.1 UDP协议概述
用户数据报协议（UDP）是国际标准化组织（ISO）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。 UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。 UDP协议适用端口分辨运行在同一台设备上的多个应用程序。
由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用 UDP 的“端口号”完成的。例如，如果一个工作站希望在工作站128.1.123.1 上使用域名服务系统，它就会给数据包一个目的地址 128.1.123.1 ，并在 UDP 头插入目标端口号 53 。源端口号标识了请求域名服务的本地机的应用程序，同时需要将所有由目的站生成的响应包都指定到源主机的这个端口上。UDP端口的详细介绍可以参照相关文章。