网卡驱动tips

1.MAC即Media Access Control,即媒体访问控制子层协议.该协议位于OSI七层协议中数据链路层的下半部分,主要负责控制与连接物理层的物理介质.在发送数据的时候,MAC协议可以事先判断是否可以发送数据,如果可以发送将给数据加上一些控制信息,最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层;在接收数据的时候,MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误,如果没有错误,则去掉控制信息发送至LLC层.


2.PHY是物理接口收发器。


3.以太网采用的CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)的控制技术。他主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。数据链路层和物理层各自实现自己的功 能,相互之间不关心对方如何操作。二者之间有标准的接口(例如MII,GMII等)来传递数据和控制。


4.一块以太网网卡包括OSI(开方系统互联)模型的两个层:物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等,并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。以太网卡中数据链路层的芯片一般简称之为MAC控制器,物理层的芯片我们简称之为PHY。


5. MAC从PCI总线收到IP数据包(或者其他网络层协议的数据包)后,将之拆分并重新打包成最大1518Byte,最小64Byte的帧。这个帧里面包括 了目标MAC地址、自己的源MAC地址和数据包里面的协议类型(比如IP数据包的类型用80表示)。最后还有一个DWORD(4Byte)的CRC码。


6.IP地址和MAC地址之间的关联关系保存在主机系统里面,叫做ARP表,由驱动程序和操作系统完成。


7.MAC对PHY的工作状态的确定和对PHY的控制则是使用SMI(Serial Management Interface)界面通过读写PHY的寄存器来完成的。PHY里面的部分寄存器也是IEEE定义的,这样PHY把自己的目前的状态反映到寄存器里 面,MAC通过SMI总线不断的读取PHY的状态寄存器以得知目前PHY的状态,例如连接速度,双工的能力等。当然也可以通过SMI设置PHY的寄存器达 到控制的目的,例如流控的打开关闭,自协商模式还是强制模式等。


8.目前驱动程序设计只关注网卡本身,即数据包的收发,而不考虑协议,即不关心包的内容。协议是由内核维护的。(这一点很重要,不需要关注网络协议栈,只关心包的内容和收发)

 

9.answers

问:如何实现单片以太网微控制器?

 

答:诀窍是将微控制器、以太网媒体接入控制器(MAC)和物理接口收发器(PHY)整合进同一芯片,这样能去掉许多外接元器件。这种方案可使MAC 和PHY实现很好的匹配,同时还可减小引脚数、缩小芯片面积。单片以太网微控制器还降低了功耗,特别是在采用掉电模式的情况下。

 

问:以太网MAC是什么?

 

答:MAC就是媒体接入控制器。以太网MAC由IEEE-802.3以太网标准定义。它实现了一个数据链路层。最新的MAC同时支持10Mbps和100Mbps两种速率。通常情况下,它实现MII接口。

 

问:什么是MII?

 

答:MII即媒体独立接口,它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口,以及一个MAC和PHY之间的管理接口(图1)。 数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要16个信号。管理接口是个双信号接 口:一个是时钟信号,另一个是数据信号。通过管理接口,上层能监视和控制PHY。

 

问:以太网PHY是什么?

 

答:PHY是物理接口收发器,它实现物理层。IEEE-802.3标准定义了以太网PHY。它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的规范。

 

问:造成以太网MAC和PHY单片整合难度高的原因是什么?

 

答:PHY整合了大量模拟硬件,而MAC是典型的全数字器件。芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。

 

问: 除RJ-45接口外,还需要其它元件吗?

 

答:需要其它元件。虽然PHY提供绝大多数模拟支持,但在一个典型实现中,仍需外接6、7只分立元件及一个局域网绝缘模块。绝缘模块一般采用一个1:1的变压器。这些部件的主要功能是为了保护PHY免遭由于电气失误而引起的损坏。

 

问:10BaseT和100BaseTX PHY实现方式不同的原因何在?

 

答:两种实现的分组描述本质上是一样的,但两者的信令机制完全不同。其目的是阻止一种硬件实现容易地处理两种速度。10BaseT采用曼彻斯特编码,100BaseTX采用4B/5B编码。

 

问:什么是曼彻斯特编码?

 

答:曼彻斯特编码又称曼彻斯特相位编码,它通过相位变化来实现每个位(图2)。通常,用一个时钟周期中部的上升沿表示“1”,下降沿表示“0”。周期末端的相位变化可忽略不计,但有时又可能需要将这种相位变化计算在内,这取决于前一位的值。

 

问:什么是4B/5B编码?

 

答:4B/5B编码是一种块编码方式。它将一个4位的块编码成一个5位的块。这就使5位块内永远至少包含2个“1”转换,所以在一个5位块内总能进行时钟同步。该方法需要25%的额外开销。 

 

10.mac地址的格式为6个字节的二进制代码(以6组16进制数表示),格式为XX-XX-XX-XX-XX-XX

 

11.phy对网络的link状态进行判断,进行自动协商,当然mac可以对phy的寄存器进行控制,以设置其协商方式,完成mii数据和串行数据之间的转化。MDIO位mac和phy之间的管理接口。

 

12.读取phy的寄存器,可以获取端口的连接状态,自动协商是否完成,PHY选择的工作模式以及其他状态。写PHY的状态,可以强制端口的工作模式,指导完成自动协商,修改端口灯的显示模式。上电的时候,MAC可以修改PHY的寄存器,控制端口包括双工,速度,流控灯。

 

13.PHY通过发送FLP来决定工作模式,整个报文按照16ms剪个重复,直到自动协商完成,一个时钟一个数据,一共16位,以下为自动协商的基本页信息:

    当只有一方为自协商的时候,没有的一方就发送NLP或者Idle symbols,有自动协商能力的PHY会探测线路上的速度信息来进行配置。

14.现在的网卡厂商,已经在数据链路层就只集成一个MAC子层,而不再去包含LLC子层了,因为只需要关注MAC和PHY就行。

<think>好的,我现在需要帮助用户解决ROS中roscore无法连接到自身服务器的问题,特别是网络配置方面。首先,用户提到了报错信息,显示roscore无法连接到本地的11311端口,这通常与ROS的网络配置有关。我需要回忆一下常见的解决方法,并确保步骤清晰正确。 首先,我应该考虑基本的网络连通性检查。用户提到ping localhost,这没问题的话说明本地回环接口是工作的,但可能ROS的环境变量设置有问题。比如ROS_MASTER_URI和ROS_HOSTNAME是否正确设置为localhost或者127.0.0.1。这时候需要指导用户检查这些变量,可能需要在.bashrc中设置。 接下来,用户可能需要检查端口占用情况。可能有其他程序占用了11311端口,导致roscore无法启动。使用netstat或者lsof命令来查看端口是否被占用,如果是的话,需要终止占用端口的进程。 然后,防火墙的问题也需要考虑。虽然localhost的通信通常不受防火墙限制,但某些系统配置可能会阻止,所以建议用户暂时关闭防火墙测试,或者添加规则允许11311端口的通信。 另外,ROS的版本兼容性也可能导致问题,用户是否安装了正确版本的ROS,并且环境变量配置正确?特别是当用户有多个ROS版本时,需要确认source的设置是否正确。 还有,用户可能没有正确启动roscore,或者有其他节点在干扰。可能需要彻底终止所有ROS相关进程,再重新启动roscore。可以使用killall -9 roscore rosmaster来确保所有进程关闭。 最后,如果所有步骤都无效,可能需要重新安装ROS的核心包,或者检查系统日志(如/var/log/syslog)来查找更详细的错误信息。 现在,我需要将这些步骤有条理地整理出来,确保用户能够逐步排查问题。同时,生成的相关问题要涵盖常见的可能情况,帮助用户进一步理解其他可能的故障点。</think>### ROS roscore 网络配置问题解决方案 #### 1. 检查基础网络连通性 - **验证本地回环接口**: 终端输入 `ping localhost`,若返回 `127.0.0.1` 的响应时间,则本地回环接口正常。若失败,需检查系统网络配置或重装网络驱动[^1]。 - **确认ROS环境变量**: 在终端输入: ```bash echo $ROS_MASTER_URI # 应为 http://localhost:11311 echo $ROS_HOSTNAME # 应为 localhost 或 127.0.0.1 ``` 若未设置,在 `~/.bashrc` 中添加: ```bash export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311 export ROS_HOSTNAME=localhost ``` #### 2. 排查端口占用 - **检查11311端口占用**: 使用命令 `netstat -tuln | grep 11311` 或 `lsof -i :11311`。若端口被占用,终止相关进程: ```bash sudo kill -9 $(lsof -t -i:11311) ``` #### 3. 防火墙与权限配置 - **临时关闭防火墙测试**: Ubuntu系统使用: ```bash sudo ufw disable # 测试后需重新启用 ``` - **添加ROS端口例外**(长期方案): ```bash sudo ufw allow 11311/tcp ``` #### 4. 清理ROS缓存进程 - **强制终止残留进程**: ```bash killall -9 roscore rosmaster rosout ``` - **删除临时节点注册信息**: ```bash rm -rf ~/.ros/log # 清除日志和注册缓存 ``` #### 5. 深度系统级检查 - **验证ROS安装完整性**: 重新安装核心包: ```bash sudo apt install --reinstall ros-<distro>-ros-comm ``` - **检查系统日志**: 查看实时日志: ```bash tail -f /var/log/syslog | grep -i ros ``` #### 6. 特殊场景处理 - **多网卡环境**: 若设备有多个IP(如以太网+WiFi),显式指定: ```bash export ROS_IP=127.0.0.1 ``` - **Docker/VirtualBox冲突**: 虚拟网络接口可能干扰ROS通信,尝试: ```bash sudo ifconfig docker0 down # 临时禁用docker网桥 ```
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