CobraNet数据帧结构解析

CobraNet数据包“封装”在MAC中。在以太网创建之初就规定了每个帧的最大长度为1518字节和最小长度64个字节，所以任何有效的MAC帧的长度必须在这个范围内。图5-4是MAC帧结构。

图5-4 MAC帧结构

接下来就该传送MAC帧所要发往的目的地址和发送方的源地址各6字节的信息了。由于MAC地址在网络中是全球唯一的，这就意味着全世界的所有网卡都不能有相同的MAC地址编号。国际上负责分配MAC地址编号的组织IEEE给每位申请者分配一个称为“机构唯一标志符”（OUI）的三字节地址前缀。

CobraNet版权公司PeakAudio的“机构唯一标志符”（OUI）的三字节地址前缀是X’00-60-2B（注：X’表示后面的数字是十六进制）。而后面的3个字节的地址则由获得OUI的公司自行分配。所以我们所看到的所有具有CobraNet接口的设备，它的MAC地址前三位一定是X’00-60-2B。

例如，Intel公司的OUI是X’00-90-27，而我们关心MAC帧的第三部分是以太网的协议问题，称为以太网类型（EtherType）协议，2个字节的以太网类型包含了以太网类型的全部信息。也就是当一个网卡按照MAC地址接收到了一系列以太网帧以后，由于CobraNet的EtherType为X’88-19，而因特网（Internet）的EtherType是X’08-01。所以就可以通过MAC报头的内容判断出这个数据包应该交给哪个处理模块进行处理。例如当网卡发现以太网类型是X’88-19时，这个数据包不会再向高层传送而直接被送到了CobraNet的同步解码器（我们称为CobraNet Core）进行处理。如果是X’08-00，则网卡将这个数据包交给上层（网络层）按IP数据报进行处理。

在每个MAC帧的最后还有4个字节的帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS），负责检查整个MAC帧的数据的准确性。这个检查是非常必要的，对于整个数据帧，1bit的错误信息就有99.9%的概率被检测出来。而对于这些错误，更高级的协议（如TCP）甚至可以要求源服务器重发这个帧。当然这种重发，对于像CobraNet这样同步传输的MAC帧来说是没有意义的。这样数据层就完成了一个完整MAC帧的传输工作，准备接收下一个帧。图5-5是一个完整的MAC帧。

在CobraNet Core同步解码器中，CobraNet数据包中还包含下列三种类型的信息协议：Beat数据包协议、预约数据包协议和音频数据包协议。

图5-5 一个完整的MAC帧

1.Beat数据包

CobraNet为实现音频信号能实时传送和获得高质量的音频信号，引入同步通信概念，实施优先级管理。全部CobraNet设备必须按优先顺序等级在网络中排队发送。用一个称为Conductor的装置发送网络传输信息，它在CobraNet网络中充当系统的“总指挥”或“总裁判”，在网络中建立起一个“同步节奏”，当计算机的发送请求得到批准后，便可开始向目的地址发送同步数据。这个目的地址可以是单播，也可以是组播（多播或全部广播），区分的依据是Bundle的号码。

系统中所有的CobraNet设备都有一个事先固定好的Conductor优先级参数，连接到大系统上后，它们都会自动向网络中的其他CobraNet设备通报各自的优先级参数，各设备在经过比较之后，优先级最高的一台设备就自动成为Conductor“总指挥”了。

Beat数据包是网络中发送网络传输信息的唯一Conductor数据包，大约100个字节，每秒钟发送750次，总共占用约1Mbit/s的带宽。目的是在整个网络中建立起一个同步时钟，保证CobraNet传输系统中各设备都能在同一个“步调”上传送，不会发生数据碰撞。图5-6是Beat数据包结构。

图5-6 Beat数据包结构(https://www.xing528.com)

2.预约数据包

预约数据包的作用是每个CobraNet设备（发送和接收）都需定期（1次/秒）向Conductor发出预约传送（或接收）请求，并等待批准；另一个作用是向网络公布自己的CobraNet优先级和IP地址。

3.音频数据包

CobraNet传送的音频数据是不经压缩的PCM数据信号，因此音质极好。一个音频数据包包括约1280个字节的数据，每个Bundle包含8个PCM音频数据通道。一个Bundle在48kHz、20bit取样率下，大约要9Mbit/s带宽。图5-7是音频数据包结构。

图5-7 音频数据包结构

综上所述，一个完整的CobraNet MAC帧应包含：

（1）以太网报头（目的地01-60-2b-ff-ff-01，网络传输协议8819，即X’88-19）。

（2）三个CobraNet报头：Beat报头、预约数据包头和音频数据包头。

（3）三个数据包的传输协议。

（4）8个PCM音频数据包。

（5）循环冗余检验码（Cyclic Redundancy Code，CRC）。

CobraNet协议一个独到的优势在于协议本身并不限制输入/输出信号的类型，比如说，你可以用模拟线路电平向CobraNet网络输入一个信号，然后再从连在网络上的另一件CobraNet设备中以数字方式将该信号取出。这一优点使CobraNet网络用于旧场馆的改造，将模拟数字设备的无缝连接变得非常容易。

CobraNet协议同样支持各种控制信号的传输，比如常见的RS-232、RS-422和RS-485信号。这使得不同制造商所采用的不同控制协议可以同时在网络上传输，彼此互不干扰。在以太网带宽中除了传输音频信号，余下的带宽都可以用来传输控制信号。