随着汽车工业向智能化、网联化、电动化和共享化（“新四化”）加速演进，汽车网络技术作为连接车辆内部各系统、实现车与外界信息交互的“神经网络”，其发展与应用正成为行业变革的核心驱动力。从早期的简单控制器局域网，到如今支持高速数据传输、功能安全与信息安全的复杂异构网络，汽车网络技术的每一次跃升都深刻重塑着车辆的功能与体验。本报告将从发展历程、核心架构、关键技术应用及未来趋势四个方面，系统阐述汽车网络技术的发展全景。
一、 汽车网络技术的发展历程：从孤岛到融合
汽车网络技术的发展大致经历了三个阶段：
- 初级阶段（20世纪80-90年代）：以解决特定控制问题为导向，出现了如CAN（控制器局域网）、LIN（局部互联网络）等经典总线。它们成本低、可靠性高，主要用于车身控制、动力总成等对实时性要求高但数据量不大的领域，实现了从点对点线束到总线系统的跨越，但各网络间犹如“信息孤岛”。
- 集成与高速化阶段（21世纪初至今）：随着车载信息娱乐、高级驾驶辅助系统（ADAS）的兴起，对带宽的需求激增。FlexRay、MOST（面向媒体的系统传输）及高速CAN等应运而生，以满足特定领域的高性能需求。以太网技术凭借其高带宽、低成本及广泛生态的优势，开始进入汽车领域，主要用于诊断、网关和ADAS域的数据骨干网。
- 域集中与区域架构阶段（当前及未来）：为应对电子电气架构（EEA）从分布式向域集中式乃至车辆集中式（如“中央计算+区域控制”）的演进，网络技术正朝着服务化、软件定义的方向发展。以太网成为骨干网的绝对核心，TSN（时间敏感网络）技术为其注入确定性和实时性能力。传统的CAN、LIN等网络在区域控制器（Zonal ECU）附近继续发挥其成本与可靠性优势，形成异构融合、分层分域的新型网络体系。
二、 现代汽车网络的核心架构与协议栈
现代智能汽车的电子电气架构通常采用“域控制器+区域网关+高速骨干网”的混合架构，其网络技术栈呈现分层、异构的特点：
- 骨干/核心网络：主要由车载以太网（特别是支持TSN的以太网）承担，提供高达10Gbps甚至更高的带宽，负责连接中央计算单元、智驾域控制器、智能座舱域控制器等高性能计算单元，确保海量数据（如传感器数据、高清地图、OTA更新包）的低延迟、高可靠传输。
- 区域/子网络：在车辆物理区域（如左前、右前、后部）部署区域控制器（Zonal ECU），通过区域网关整合该区域内传统的CAN FD（灵活数据速率CAN）、LIN、甚至FlexRay等网络。这些网络负责连接执行器、传感器和简单的ECU，发挥其高实时性、高可靠性和低成本的优势。区域控制器作为“翻译官”和路由器，实现传统网络与以太网骨干之间的协议转换与数据路由。
- 无线网络：蜂窝网络（4G/5G C-V2X）、Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）等构成车与外界的连接通道，支持远程控制、OTA升级、V2X（车与万物互联）通信及数字钥匙等功能，是实现网联化的基础。
三、 关键网络技术开发与应用
- 车载以太网与TSN：这是当前网络技术开发的热点。TSN通过一系列IEEE标准（如时间同步802.1AS，流量调度802.1Qbv，帧抢占802.1Qbu等），为标准的以太网增添了确定性的低延迟和可靠性保障，使其能够承载ADAS、线控底盘等对安全至关重要的数据流。开发重点在于TSN交换机和端口的集成、网络配置与管理工具的成熟。
- 服务导向架构（SOA）与中间件：随着软件定义汽车（SDV）理念的深入，基于IP和以太网的SOA架构成为趋势。像SOME/IP、DDS等中间件协议被广泛应用，它们允许车辆功能以“服务”的形式被定义、发现和调用，实现了软硬件解耦，极大地提升了软件开发的灵活性和可扩展性。相关工具链和开发框架是开发重点。
- 网络安全与功能安全：网络的高度互联带来了新的安全挑战。开发必须遵循ISO/SAE 21434（道路车辆网络安全工程）和ISO 26262（道路车辆功能安全）标准。这包括在网络设计阶段就集成安全机制，如MACsec（媒体访问控制安全）用于以太网链路加密，车载防火墙、入侵检测与防御系统（IDS/IPS）的部署，以及确保安全关键信息传输的完整性。
- 网络管理与诊断：复杂的异构网络需要强大的网络管理（如AVB/TSN的集中网络控制器）和统一的诊断服务（基于UDS on IP或DoIP）。开发高效的网络配置、监控、故障诊断与OTA更新通道，是保障车辆全生命周期可靠运行的关键。
四、 未来趋势与挑战
汽车网络技术将呈现以下趋势：
- 走向中央计算：网络架构将进一步扁平化，以中央计算平台为核心，区域控制器为枢纽，以太网（尤其是TSN）将一网到底，逐步替代大部分传统总线。
- 无线化融合：5G-V2X、Wi-Fi 6/7等将与有线网络深度融合，支持更高级别的自动驾驶协同和沉浸式车载体验。
- AI赋能网络：利用人工智能进行网络流量预测、异常检测、资源动态调度和网络安全防护，实现网络的自主优化与自愈。
- 标准化与开源：AUTOSAR Adaptive平台、COVESA等组织推动着软件与接口的标准化，开源软件（如ROS 2、Eclipse iceoryx）在汽车领域的应用也将加速网络相关软件的开发效率。
面临的挑战同样显著：异构网络集成与验证的复杂性剧增；网络安全威胁持续演进；高带宽、低延迟与成本控制之间的平衡；以及跨行业人才的需求。
汽车网络技术的发展已从幕后走向台前，成为定义下一代智能汽车竞争力的战略高地。其开发不再仅仅是通信协议的堆叠，而是需要深度融合硬件、软件、安全与系统工程的整体解决方案。只有构建起高效、可靠、安全且开放的车辆“神经网络”，才能真正释放智能出行的无限潜能，驶向更加安全、便捷和个性化的未来交通新时代。
