1.1 以太网让连接更容易

以太网技术在生活中的应用随处可见，日常电脑上网，或者手机上网都与以太网密不可分。现在汽车中的5G车联网、V2X，以及后面汽车的智能化应用这些都跟以太网技术密不可分。

1.2 车载以太网最大优势：带宽高，成熟度高

车载以太网的普及主要依赖于以太网的两个优势：带宽高和成熟度比较高。车载以太网带宽目前有100M或者1000M，甚至随着技术的发展后面可以达到2.5G、5G、10G的带宽。目前工业以太网已经可以达到100G的带宽，从工业以太网应用到车载以太网应用主要解决汽车上EMC的问题，不需要做单独的验证或者技术难题攻关，相当于可以直接拿来应用，这对车载以太网的发展是非常有利的，所以说车载以太网的成熟度比较高，这也是车载以太网广泛应用的重要原因。

汽车技术的发展对以太网需求明显提高：

1）随着高算力，多功能，中央化智能ECU出现，刷写速率以及迭代速度要快；

2）高阶智能驾驶，针对时延以及带宽，提出了更高的要求；

3）新能源换电，针对换电站的WIFI需求，无线灵活化；

4）智能车联网，极致的座舱享受，消费&汽车一体化

降本增效，使用以太网AVB/TSN技术实现视频传输，节省LVDS专用线束成本。

1.3 常见以太网线束分类

一对双绞线

两对双绞线

OBD对外通信通常使用的是3、11、12、13 这四个引脚，外加一个引脚8做DOIP激活，在这里面，用于数据传输的是3、11、12、13，这四个引脚用了两对双绞线，这四根线跟外部网线中四根进行连接，从而实现跟诊断仪或PCG进行数据传输。

四对双绞线（线序分T568A和T568B）

上图是常见的网线，网线的采用四对双绞线，一般一百兆网络的话会用到里面1，2, 3,6四根。OBD口的四个引脚要跟网线里某四根线进行一一匹配才能进行车外通信。

以太网经典OSI七层模型以及对应的解释见上图，同时列出了TCP/IP五层模型进行对比，对比来看，OSI和TCP/IP本质描述的都是同一个东西，只不过OSI将TCP/IP最上方的应用层详细的分解成三层，做了详细的功能描述，这样方便加深理解。但是在实际学习和实施中，更多的是按照TCP/IP的五层模型进行。

OSI模型协议分布

以太网帧结构见上图，我们能够抓到的以太网报文帧从目标MAC地址开始到IP数据报，前面的前导码和帧开始符再被抓包前就已经被解析掉了，帧跟帧之间存在帧间距。

因此以太网帧由目标MAC地址、源MAC地址、帧类型以及IP数据报构成，其中IP数据报有一个规定的长度，从46字节到1500个字节，因此以太网存在最大帧和最小帧：

1）以太网最大帧：

6+6+2+1500+4=1518字节

2）以太网最小帧

6+6+2+46+4=64字节

1）子网掩码作用：就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分

2）例如192.168.1.1/24或者192.168.1.1，255.255.255.0，则主机数2^8-2=254

以太网路由示例：

以PC访问百度（www.baidu.com）为例，对于PC来说，它压根不知道也关心www.baidu.com

是在北京还是深圳，它只需要根据它的缺省网关去做路由，知道把IP往哪里送即可，就好比我们寄快递到北京，快递员从这个片区收件后，他不需要知道去具体北京的路线，

他只需要把物件送到下一个汇聚点就可以，就像接力一样。这就是以太网通信的概念，因此，在进行以太网通信设计时，需要考虑把信息发送给谁。

电脑获取网卡IP信息

2.4 以太网DOIP协议

上图为抓取的一个DOIP报文，这里注意一下，图中的帧不包括前导码、帧起始符、CRC校检部分，这些已经被剥离掉，特别是CRC校验，如果这个帧能被抓取到，那么意味着CRC校验一定是通过的。

图中整个DOIP报文一共有69个字节，分别是：

14字节数据标层，包含6个字节的源MAC，6个字节的目的MAC，2个字节的帧类型，
然后是IPV4，一般缺省是20字节，在某些情况下会额外有一些option字段，这样可能就不止20字节，这种情况用的比较少，可以仅做了解，

再往下是TCP，同样缺省是20字节，在极少数的情况下会额外有一些option字节

DOIP协议有8个字节的header，注意一下header中不包含逻辑地址。

以上就是DOIP协议的帧结构

2.5 以太网SOMEIP协议

SOMEIP协议帧结构见上图，SOMEIP就是我们常说的SOA用的协议一种。SOMEIP帧结构跟DOIP帧结构类似，前面的部分基本差不多，SOMEIP报文头部有16个字节，包含Service ID，Method ID，长度等。不同的SOMEIP一个请求或者消息，它的payload需要不同的解析，因为不同OEM的payload定义是不一样的，可能需要额外做一些插件进行解析。

DOIP协议数据格式

诊断仪通过DOIP跟网关进行通信，从内部网关到内部，包含了四种情况：

1）CAN ECU：诊断仪与网关建立DOIP链接，通过网关协议转换进行ECU诊断；

2）智能ECU：诊断仪与网关建立DOIP链接，通过网关协议砖混进行ECU诊断；

3）智能ECU：网关代理：诊断仪与网关建立DOIP链接，网关与智能ECU建立1）DOIP链接，进行ECU诊断；

4）智能ECU：网关穿透：诊断仪与智能ECU建立DOIP链接，进行ECU诊断。

DOIP应用过程示例

DOIP应用过程示例

镜像是指将指定源的保温复制一份到目的端口。指定源被称为镜像源，目的端口被称为观察端口，复制的报文被称为镜像报文。镜像可以在不影响设备对原始报文正常处理的情况下，将期复制一份，并通过观察端口发送给监控设备，从而判断网络中运行的业务是否正常。

镜像端口：原始报文经过的端口

观察端口：连接监控设备的端口，车上一般指OBD口

原理：PC可以通过OBD接入，通过诊断指令打开能使端口镜像功能抓取ECU1→ECU2的通信报文，进行分析和解决问题。