使用MSO/DPO4000B 系列泰克示波器调试TCP/IPv4 和10BASE-T/100BASE-TX 以太网

思维翱翔

使用MSO/DPO4000B 系列泰克示波器调试TCP/IPv4 和10BASE-T/100BASE-TX 以太网
（借此技术方案，东方集成携手泰克给各位工程师献上新年的礼物，希望对各位有所帮助。）

引言

通过提供即时信息及在全球范围内获得产品和服务，互联网改变了我们工作和生活的方式。互联网是由大量的计算机组成的全球网络，这些计算机使用互联网协议套件标准互相通信。由于互联网的流行及其简便易用特点，从摄像机到各种仪器，正有越来越多的产品连接到互联网上。如果没有适当的检验和调试工具，那么设计这些嵌入式产品不仅极具挑战性，而且耗时会非常长。混合信号示波器(MSO)是拥有模拟和数字混合信号的嵌入式系统调试使用的首选工具。为迅速检验和调试系统，配有DPO4ENET 串行应用模块的MSO4000B 系列示波
器可以捕获和解码10BASE-T/100BASE-TX 局域网(LAN)上的TCP/IPv4/ 以太网协议和数据。MSO4000B系列示波器可以在嵌入式系统上观察时间相关的模拟信号、数字信号、并行总线、串行总线以及与互联网相连的局域网接口。本应用指南中所提到的配有D P O 4 E N E T 的M S O /DPO4000B均指配有DPO4ENET串行应用模块的MSO/DPO4000B 系列示波器。本应用指南中使用的互联网实例是一台运行Microsoft Internet Explorer (IE)的笔记本电脑，使用互联网控制仪器，本例中的仪器是作为嵌入式网络服务器运行的第二台MSO4104B。本应用指南首先概括介绍了作为互联网实现基础的互联网协议套件的工作原理，然后讨论了每个互联网协议层的运行。在整个应用指南中，我们都使用配有DPO4ENET 的MSO/DPO4000B，说明协议实例及其数据。本应用指南最后部分使用配有DPO4ENET 的MSO/DPO4000B 测量10BASE-T 和100BASE-TX 以太网信号。


互联网各个层协议

应用层超文本传送协议(HTTP)

传送层传输控制协议(TCP)

网际层网际协议第四版(IPv4)

链路层10BASE-T & 100BASE-TX 以太网

表1. 互联网协议套件的各个层。

互联网协议套件

互联网的运行基础是互联网协议套件。协议是指定义了信息格式、信息传送过程和信息接收过程的规则和规程。互联网协议套件分成四个协议层：应用层、传送层、网际层和链路层1 (参见表1)。这些层采用各种协议标准。本应用指南使用的标准有：应用层采用超文本传送协议

(HTTP)，传送层采用传输控制协议(TCP)，网际层采用网际协议第四版( I P v 4 ) ，链路层采用1 0 B A S E - T 和100BASETX以太网。这些协议标准在网上不同设备之间

提供了网络互操作能力。图1 是应用层的Microsoft Internet Explorer (IE)请求网

络设备(示波器)传送网页。请求从笔记本电脑应用层的IE 超文本传送协议2 (HTTP)客户端发出。每个协议层使用协议封装上一层的信息。因此，在网页请求信息经过笔记本电脑上的互联网协议的各个层时，会在请求中增加TCP、IPv4 和10BASE-T 以太网协议信息。在图1 底部，10BASE-T 以太网双绞线在笔记本电脑和示波器之间传送电信号。配有D P O 4 E N E T 的M S O /DPO4000B 捕获电信号，解码底下三个协议层，如图1底部压缩的总线波形所示。

使用MSO/DPO4000B 系列示波器调试TCP/IPv4 和10BASE-T/100BASE-TX 以太网


在示波器中，当网页请求沿着各个互联网协议层向上传送到应用层的HTTP 服务器时，将解码和处理每条协议
层消息信息。当收到网页请求时，示波器HTTP 服务器会应答，向笔记本电脑发送一个超文本标记语言(HTTP)
文件。这个HTTL文件沿着示波器各个互联网协议层向下传送，透过双绞线，沿着笔记本电脑各个互联网协议层
向上传送到IT 应用。IE 在收到时显示示波器HTML 文件(参见图2)。TCP 可以同时处理许多应用。图3 显示了TCP 有两个端口处理两种不同的应用类型。在本例中，端口80 用于HTTP，端口20 用于文件传送协议(FTP)。
在图3中，底下三个层使用称为包的格式化信息单位。以太网标准使用的单位是帧，而不是包。某些包由一个包
头字段和一个数据字段构成。通常情况下，较低级的协议包在数据字段中封装较高级的包。例如，带有HTTP应
用消息的TCP 包位于IPv4 数据字段中。IPv4 包位于10BASE-T 或100BASE-TX 以太网帧数据字段中(参见图3)。

为迅速识别不同的包字段，配有DPO4ENET 的MSO/DPO4000B 使用下面的颜色代码，参见图4。
1、以太网帧头采用绿色竖线
2、以太网前置码(PRE)和帧分隔符开头(SFD)采用紫色
3、以太网包头为黄色
4、IPv4 包头为褐色
5、数据为青色
6、以太网帧校验序列(FCS)为紫色
7、以太网帧尾采用红色竖线

关于此技术运用的详细文章请查看
附件中的文件！

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