【车载以太网】【架构】以太网的分层架构

年关已近，想必很多小伙伴都在忙着做各种总结，今天小编也想借此机会给大家简单总结一下汽车以太网相关的那些组织。

话说2013年，采用博通BroadR-Reach技术的宝马X5量产，标志着汽车以太网技术的正式应用。紧接着，各种行业组织和国际标准组织也积极参与到汽车以太网技术的标准化工作，推动了汽车以太网技术的发展。下面，小编将为大家介绍一些对汽车以太网有重要意义的标准组织，并简要地概括这些组织负责了汽车以太网哪些相关标准的制定。

OPEN Alliance

OPEN Alliance(One-Pair EtherNet，OPEN联盟)于2011年由NXP、博通和宝马携手创建，目前已超340位成员。OPEN Alliance是一个非盈利性开放行业联盟，主要由知名汽车主机厂和相关技术供应商组成，目标是将基于以太网的通信广泛应用于汽车网络。OPEN Alliance成立了14个技术委员会(Technical Committees)，分别致力于制定和统一IEEE 100BASE-T1、1000BASE-T1 及1000BASE-RH等通信方式的物理层、协议一致性和互操作性等规范；同时，通过制定线束、交换机、ECU和其他功能需求及测试规范，帮助Tier1和汽车制造商完善汽车以太网生态系统，如TC8委员会制定的ECU级别物理层、数据链路层、TCP/IP协议层、SOME/IP测试规范，TC2制定的汽车线束和接插件的测试规范。

2 IEEE

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)致力于电气、电子、计算机工程与科学有关领域的开发和研究。成立于1980年的IEEE 802.3工作组主要负责定义以太网物理层和数据链路层的介质访问控制(MAC)部分。随着汽车以太网技术的发展，汽车行业已经成为IEEE 802.3的一个新的应用领域，并成立了多个与汽车以太网相关的任务组，负责汽车以太网物理层相关技术的标准化工作。此外，IEEE(802.1工作组)还制定了发展迅速的AVB/TSN技术规范，用于实现数据高可靠、低延迟及同步传输。一些汽车以太网相关的IEEE任务组和主要工作领域如下：

3 AVnu Alliance

AVnu Alliance成立于2009年，它的使命是推动AVB/TSN相关标准的应用，创建一个开放、安全、低延迟和高度可靠的网络生态系统。AVnu专注于A/V、工业、消费电子和汽车行业，为了保证AVB/TSN互操作性，AVnu联盟专门为相关领域创建了符合市场要求的合规性和互操作性(C&I)测试集。由此可见，IEEE和AVnu的区别很明显：IEEE负责制定AVB/TSN标准，AVnu负责制定系列测试标准来解决AVB/TSN技术在某个领域的应用。如AVnu联盟制定的gPTP、FQTSS和AVTP的测试规范，可以快速提高AVB技术在汽车网络上的落地应用。

4 IETF

IETF(The Internet Engineering Task Force，国际互联网工程任务组)是负责互联网相关技术规范研发和制定的主要组织，大家所熟知的互联网最基本的TCP/IP协议簇，就是由IETF制定的。TCP/IP协议簇由数十个不同协议组成，各协议都有对应的RFC标准文档，如RFC791文档不仅定义了IPv4协议，还包括大家耳熟能详的ARP、ICMP、UDP、DHCP、HTTP、RTP协议等。虽然不是专为汽车以太网制定，但是汽车以太网的正常运转离不开TCP/IP协议。通常，汽车以太网不需要对TCP/IP协议簇进行修改，仅需要做适应性的配置和应用。

5 AUTOSAR

AUTOSAR(AUTomotive Open System Architecture，汽车开放系统架构)联盟致力于为汽车工业制定标准化的软件架构，通过使用统一的软硬件接口实现不同开发商软件模块的兼容性。Classic AUTOSAR从4.0版本开始支持以太网通信，主要包括Ethernet驱动、Ethernet接口、TCP/IP、Socket Adaptor、DoIP、UDPNM、SOME/IP等软件模块。AUTOSAR的以太网相关文档详细定义了以太网通信软件模块的需求、函数接口、配置参数等内容。(注意：这些内容相应的协议本身，还是由IEEE、IETF等标准组织定义。)此外，AUTOSAR还规定了TCP、UDP和IPv4这三个通信协议的测试规范，用于对符合AUTOSAR标准的协议栈进行测试。

AUTOSAR中涉及的Ethernet协议栈架构图(本图片来自AUTOSAR规范)

6 ISO

大名鼎鼎的ISO(International Organization for Standardization，国际标准化组织)在车载网络领域非常重要，其制定了众多汽车相关的标准化协议，如ISO11898(CAN)、ISO14229(UDS)等。由ISO提出的OSI模型对通信网络进行了分层，并描述了各层功能及分层之间的交互。汽车以太网的描述同样基于OSI模型分层架构。汽车以太网相关ISO标准主要有ISO13400(DoIP)、ISO17215(VCIC)。此外，ISO在2016年启动了ISO 21111“道路车辆-车内以太网” 项目，用于开展包括所有速率和介质的汽车以太网相关研究。

7 CAICV

除了上述国际标准组织，中国智能网联汽车产业联盟(CAICV)也成立了新型车载高速网络工作组(NIVN)，用于促进国内新型车载高速网络的生态系统建设，并建立测试验证体系。

OK，行文至此，开始敲黑板总结了~~

汽车以太网是一个广泛的概念，它涵盖了OSI模型的各个层级，整合了众多行业组织和国际标准组织的相关协议。我们可以大致理解为：国际标准组织，如IEEE、ISO和IETF，负责制定协议标准；行业标准组织，如OPEN Alliance、AVnu和AUTOSAR，负责车载协议的应用、实现及测试规范制定。

汽车以太网的通信协议和测试相关的标准及组织，总结如下图所示：(这个很重要哦！大家需留意橘色标识的组织名称，这些就是每个协议所对应的组织。)

汽车以太网通信协议相关标准及组织

汽车以太网通信协议测试相关标准及组织

最后，必须补充一个重要的知识点：虽然有众多的组织制定了如此多的协议标准和测试标准可供参考，但是，每个整车厂仍然需要结合自身整车网络的实际环境和实际应用场景，对这些协议标准的落地进行更为细致的约束。整车厂需要开发一套适用于自己企业的汽车以太网设计规范，并制定对应的测试规范。基于此套规范，可将不同供应商提供的以太网节点顺利地集成起来。

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