Qual a diferença entre comunicação Ethernet e Serial?

11

Todos os movimentos do mouse, conexões USB e outros periféricos de PC, como impressoras etc., são chamados de comunicação serial. Um bit por vez.

Por enquanto, tudo bem. Mas quando se trata de protocolo TCP, Ethernet e Internet, não é mais chamado de comunicação serial. Mas isso também é um pouco por segundo.

Por que? Qual é a principal diferença? Eu não conseguia entender por que não é comunicação serial.

user16307
fonte
4
Primeiro: as impressoras por um período muito longo usaram a comunicação paralela. Em seguida, você pode fornecer uma fonte alegando que a Internet não é serial? O próprio TCP parece serial para mim. Um pacote é transmitido ao mesmo tempo e o fato de você poder transmitir vários pacotes consecutivos não o torna mais paralelo. A Ethernet moderna é na verdade paralela. Você tem 4 pares trançados em um cabo e cada par envia um bit de cada vez; portanto, em uma Ethernet moderna, você está enviando 4 bits simultaneamente.
AndrejaKo
se for serial, por que usamos a placa Ethernet? e em segundo lugar por que não está sob comunicação serial nos livros?
User16307
Bem, é um pouco difícil para mim responder a esse comentário.
AndrejaKo
11
Em um nível, temos tipos gerais de portas, como portas seriais e portas paralelas. Em outro nível, temos a implementação real de portas como RS-232, RS-485 ou USB para portas seriais e IEEE 1284 ou, por exemplo, ATA para portas paralelas.
AndrejaKo
11
Cada tipo de porta individual tem suas especificidades. O RS-232 é mais ou menos fácil de implementar, mas é lento e tem curto alcance. A Ethernet, por outro lado, é muito complexa e geralmente é vista como parte de uma pilha de rede maior, possui maior alcance e é muito mais rápida.
AndrejaKo

Respostas:

15

Pelo menos três razões, provavelmente:

  1. Na época em que as portas RS-232 eram comuns, ele era de longe o meio mais comum de comunicação bit a time, tanto que o termo "porta serial" se tornou sinônimo de "porta RS-232"; o uso do termo "serial" em conexão com qualquer outra coisa acrescentaria confusão. Observe que o USB evita essa confusão principalmente porque raramente é chamado de "Universal Serial Bus", portanto a existência da palavra "serial" em seu nome longo não é um problema.
  2. Em quase todos os casos, as portas RS-232, seus equivalentes no nível lógico transmitem bytes individuais à medida que são recebidos do software e bytes de entrada individuais disponíveis ao software à medida que são recebidos. Por outro lado, a maioria dos dispositivos Ethernet espera até que o software forneça um pacote inteiro (entre 64 e 1536 bytes) antes de começar a transmissão, e espera até receber e validar um pacote inteiro antes de disponibilizá-lo para o software. Embora bits e bytes possam ser enviados serialmente, o software não sabe nem se importa. Ele apenas sabe que, pouco tempo depois que um controlador recebe um pacote e recebe ordens para enviá-lo, outro controlador informa que um pacote está disponível e permite que o software o leia.
  3. É garantido que uma "porta serial" transmite bytes de dados na sequência cronológica que o software os fornece e os disponibilize ao software na sequência cronológica em que são recebidos; seria bastante inútil se não o fizesse. Todos os sistemas Ethernet e Internet garantem que, quando um pacote é enviado de um nó para outro, o arranjoO número de bytes disponibilizados ao destinatário corresponderá à disposição dos bytes fornecidos pelo remetente, mas não existe uma especificação comum que exija que a ordem cronológica na qual os dados são transmitidos tenha qualquer relação com a sua disposição dentro de um pacote. Além disso, existem apenas garantias que podem ser feitas com relação ao seqüenciamento cronológico de pacotes um em relação ao outro são altamente vagas. Se o pacote X for entregue domingo às 11h47 e o pacote Y for entregue no dia seguinte às 15h28, pode-se assumir com segurança que Y foi enviado após X. Por outro lado, se X for entregue às 1:47:12 e Y é entregue às 1:47:15, é perfeitamente possível que Y tenha sido enviado primeiro, mas X demorou mais para chegar.

Aliás, uma conexão Ethernet 10-base-T envia bits individuais em sequência, mas o cabeamento de alta velocidade geralmente usa vários métodos de sinalização para enviar vários bits ao mesmo tempo.

supercat
fonte
então a internet é um tipo de comunicação serial com atraso. podemos dizer que é uma comunicação serial não em tempo real, pois primeiro os dados seriais são armazenados antes do uso.
User16307
@ cmd1024 Bem, o problema é que a Internet é extremamente complexa. De fato, ele pode funcionar como um meio de comunicação paralelo, mas estaríamos entrando nas águas turvas do roteamento da Internet aqui. Não é tão incomum que um pacote siga um caminho e outro siga outro caminho em alguma parte do trânsito entre dois computadores na Internet; portanto, pode ser paralelo a uma parte do caminho. Existem até maneiras de acessar a Internet que permitem o uso de várias interfaces de rede e que permitem uma comunicação totalmente paralela.
AndrejaKo
então a internet não é serial, é misturada? todos nós concordamos?
User16307
2
@ cmd1024 Acho que seria melhor esperar que o clabacchio terminasse de escrever sua resposta. A pergunta que você fez é muito complicada, pois, por um lado, a Internet opera em um nível completamente diferente da porta RS-232 simples.
AndrejaKo
11
Internet! = Ethernet. Eu falo com algumas caixas usando Ethernet bruta, sem ip ou tcp / udp. Até o 802.3 é baseado em um phy que é apenas uma linha serial diferencial.
7

A Ethernet pode ser transmitida em série e geralmente era até os dias de 1000BASE-T.

Mas está empacotado, você literalmente não pode enviar um único byte válido, pois há uma pilha de endereçamento, CRC, etc. A Ethernet também não garante o pedido entre pacotes; portanto, você pode enviar os pacotes AB e C, mas o receptor pode obtê-los na ordem CA B. Também há detecção e retransmissão de colisão.

No geral, é muito mais complicado que uma conexão serial.

Silas Moeckel
fonte
Excelente ponto sobre seqüenciamento de pacotes.
Supercat
Ordenação se os pacotes são manipulados por camadas mais altas na pilha OSI do que na camada Ethernet phy. Você certamente pode enviar um byte em uma linha Ethernet. É tão sem sentido quanto um único byte em uma linha rs232. Ambos precisam de um protocolo de camada superior para entender o byte.
4

A resposta é: a pilha ISO- OSI .

OSI significa Open Systems Interconnection (ISO é a Organização Internacional de Normalização), e é um modelo que define a estrutura usada para transmitir dados entre todos os tipos de dispositivos. Cada nível é uma camada de abstração diferente e adiciona regras ou detalhes que definem o protocolo de comunicação.

Enquanto a Internet (excluindo coisas que normalmente são associadas a ela, como HTTP) pertence às camadas superiores (a camada Rede), a comunicação serial é apenas uma maneira de definir a camada Física.

insira a descrição da imagem aqui

Esta é a pilha de modelos OSI, comparada com o modelo TCP / IP usado para a Internet: você pode ver que a Internet é definida no nível da rede, enquanto o protocolo serial (no sentido estrito, não a implementação) é definido pela camada física, na base da pilha.

Do Wiki sobre o conjunto de protocolos da Internet :

O conjunto de protocolos da Internet é o conjunto de protocolos de comunicação usados ​​para a Internet e redes similares e, geralmente, a pilha de protocolos mais popular para redes de área ampla. É conhecido como TCP / IP, devido a seus protocolos mais importantes: TCP (Transmission Control Protocol) e Internet Protocol (IP)

Possui quatro camadas de abstração, cada uma com seus próprios protocolos. Do menor para o maior, as camadas são:

  • A camada de link (geralmente Ethernet) contém tecnologias de comunicação para uma rede local.

  • A camada da Internet (IP) conecta redes locais, estabelecendo assim redes internas.

  • A camada de transporte (TCP) lida com a comunicação host a host.

  • A camada de aplicativo (por exemplo, HTTP) contém todos os protocolos para serviços de comunicação de dados específicos em um nível de processo para processo (por exemplo, como um navegador da Web se comunica com um servidor da Web).

Ethernet e WiFi são exemplos de protocolos que podem funcionar como Camada de Acesso à Rede, fornecendo o meio físico e as regras básicas de transmissão (como a codificação de símbolos) para a conexão à Internet.

Outros protocolos usados ​​em diferentes camadas da pilha são, como mencionado, TCP, UDP, HTTP e muitos outros.

clabacchio
fonte
7
+1 Resposta longa: o TCP está em uma camada superior à comunicação serial. Não importa para o TCP se o meio de comunicação subjacente é serial ou não.
Starblue
E há Ethernet via USB, como o RNDIS.
user3528438
3

Várias pessoas lhe deram boas respostas para sua pergunta.

Mas há outra distinção que ninguém mencionou ainda.

Quando falamos de periféricos seriais e paralelos para um PC, historicamente falamos de um link ponto a ponto. Um computador conversa com uma impressora ou um modem (por cabo). Em geral, existe um dispositivo mestre que controla todas as comunicações através desses links e dispositivos escravos que apenas fazem o que lhes é solicitado.

Quando falamos sobre Ethernet, estamos falando sobre redes . Vários computadores estão conectados a uma rede e nenhum deles é necessariamente mestre ou escravo. Nos primeiros protocolos Ethernet, vários computadores eram realmente conectados ao mesmo cabo coaxial. Atualmente, geralmente Ethernet significa links ponto a ponto, mas a Ethernet inclui protocolos que permitem a comunicação com vários outros dispositivos em uma rede ponto a ponto.

É claro que o USB muda um pouco a imagem dos periféricos de PC porque é uma rede multiponto, mas ainda é uma interconexão periférica com mestres e escravos definidos, em vez de uma rede ponto a ponto.

Então, eu diria que as discussões sobre interfaces seriais e paralelas não mencionam rede não mencionam TCP ou Ethernet porque essas coisas vivem em um mundo completamente diferente das interconexões periféricas. Como quando você fala sobre todos os tipos de maçãs (Red Delicious, Braeburn, etc.), você nunca menciona Gros Michel e Cavendish.

O fóton
fonte
Eu acho que você pode chegar a essa resposta com o modelo OSI: a rede é definida em um nível mais alto que o meio físico, então você primeiro faz a conexão (ponto a ponto) e depois define as regras para rotear as mensagens. uma malha maior.
clabacchio
@clabacchio, Sim, o OP perguntou sobre o TCP, que é um nível totalmente inadequado da pilha OSI para comparar com interfaces seriais / paralelas. Minha resposta é sobre Ethernet, que vai para a camada física. Minha resposta pode estar um pouco fora do tópico, mas deixarei em aberto caso alguém ache informativo.
The Photon
0

Em meu trabalho como engenheiro de sistemas de controle para o projeto de usinas de energia, temos listas de pontos de entrada / saída (IO) (entrada / saída) conectadas e uma lista de pontos "seriais" separados. Minha preferência é chamar essas listas de pontos "flexíveis" de "lista de pontos comunicados", pois normalmente são baseadas em Ethernet (Modbus TCP, DNP3, Profinet etc.). Muitos colegas ainda insistem em usar o título histórico de "lista de pontos seriais". Estou interessado em ouvir outras pessoas sobre a nomenclatura adequada para essas listas.

user160920
fonte
-1

Um byte de cada vez também é chamado de comunicação serial, exceto pelo pessoal do hardware. Ninguém se importa como a sinalização é feita. Pense em um modem. Embora a interface RS-323 acionada por um chip UART possa estar batendo os bits um por vez, a codificação real feita pelo modem pode usar codificações paralelas nas quais vários bits são transmitidos ao mesmo tempo.

A Ethernet também costumava ser estritamente serial (pulsos de banda base a uma taxa de 10 Mhz). Os protocolos Ethernet modernos não são seriais.

A palavra "serializar" é freqüentemente usada para significar "empacotar alguns dados na memória em um formato byte a byte" (onde problemas de ordem de bits e outros são resolvidos em algumas camadas de conexão de dados e de comunicação física).

Kaz
fonte