嵌入式Linux網路程式設計，網路基礎，OSI七層模型，TCP/IP四層模型，TCP/IP通訊模型、協議結構、封包與拆包，TCP/UDP協議特點及適用情況
阿新 • • 發佈：2018-12-14
文章目錄
1，TCP協議分成了兩個不同的協議----->TCP/IP協議誕生
- 用來檢測網路傳輸中差錯的傳輸控制協議TCP
- 專門負責對不同網路進行互聯的網際網路協議IP
2，網路的體系結構
- 網路採用分而治之的方法設計，將網路的功能劃分為不同的模組，以分層的形式有機組合在一起。
- 每層實現不同的功能，其內部實現方法對外部其他層次來說是透明的。每層向上層提供服務，同時使用下層提供的服務
- 網路體系結構即指網路的層次結構和每層所使用協議的集合
- 兩類非常重要的體系結構：OSI與TCP/IP
2.1，OSI開放系統互聯模型
| OSI模型相關的協議已經很少使用，但模型本身非常通用 |  |
| OSI模型是一個理想化的模型，尚未有完整的實現 | |
| OSI模型共有七層(右圖) | |
| 低層是Linux核心中的內容 高層是在應用空間 |
- 交換機：
·兩層交換機（偏硬體）—資料鏈路層
·三層交換機（偏軟體）—網路層 - 交換機屬於ＯＳＩ第二層即資料鏈路層裝置。它根據ＭＡＣ地址定址，通過站表選擇路由，站表的建立和維護由交換機自動進行。
- 路由器屬於ＯＳＩ第三層即網路層裝置，它根據ＩＰ地址進行定址，通過路由表路由協議產生。交換機最大的好處是快速，路由器最大的好處是控制能力強。
2.2，TCP/IP協議族的體系結構
| TCP/IP協議是Internet事實上的工業標準。 |  |
| 一共有四層 | |
| 下三層是Linux核心中的內容 應用層是在應用空間 |
- 網路介面和物理層：硬體驅動，遮蔽硬體差異，形成統一的介面（核心中的struct net_device）
- 網路層（IP層）：跨不同的作業系統和機器，實現端到端的傳輸資料
- 傳輸層：資料應該交給哪一個任務處理
- 應用層：各種應用層的協議
| 各層典型的協議 | ||
|---|---|---|
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應用層 | HTTP/HTTPS：網頁訪問協議 郵件傳送接收協議： POP3（收）/SMTP(發) 、IMAP（可接收郵件的一部分) FTP：檔案傳輸 Telnet/SSH: 遠端登入 嵌入式相關：NTP: 網路時鐘協議 嵌入式相關：SNMP: 簡單網路管理協議（實現對網路裝置集中式管理） 嵌入式相關：RTP/RTSP：傳輸音視訊的協議（安防監控） |
| 傳輸層 | TCP: (Transfer Control protocol，傳輸控制協議) 提供面向連線的，一對一的可靠資料傳輸的協議 即資料無誤、資料無丟失、資料無失序、資料無重複到達的通訊 UDP: (user Datagram Protocol， 使用者資料報協議)： 提供不可靠，無連線的盡力傳輸協議 是不可靠的無連線的協議。在資料傳送前，因為不需要進行連線，所以可以進行高效率的資料傳輸。 SCTP： 是可靠傳輸，是TCP的增強版，它能實現多主機、多鏈路的通訊 |
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| 網路層（IP層） | IP: Internet protocol(分為IPV4和IPV6) ICMP: Internet控制管理協議，ping命令屬於ICMP IGMP: Internet分組管理協議，廣播、組播 |
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| 網路介面和物理層 | MAC地址：48位的數，全球唯一，網路裝置的身份標識 ARP:通過IP地址找到（解析）MAC地址 RARP：通過MAC地址找到IP地址 PPP協議：撥號協議（電話線、3G、4G） |
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3，TCP/IP協議通訊模型
3.1，TCP/IP結構
3.2，TCP/IP協議通訊模型
- MTU（Max Transfer Unit）：最大傳輸單元，和網路型別有關
·乙太網：MTU=1500位元組 - mss（maximum segment size）:最大段大小，和網路型別、線路、系統特性等相關
3.3，資料的封裝與傳遞過程（封包和拆包）
4，TCP協議特點
- TCP（即傳輸控制協議）：是一種面向連線的傳輸層協議，它能提供高可靠性通訊(即資料無誤、資料無丟失、資料無失序、資料無重複到達的通訊)
- 適用情況：
·適合於對傳輸質量要求較高，以及傳輸大量資料的通訊。
·在需要可靠資料傳輸的場合，通常使用TCP協議
·MSN/QQ等即時通訊軟體的使用者登入賬戶管理相關的功能通常採用TCP協議
5，UDP協議特點
-
UDP（User Datagram Protocol）使用者資料報協議，是不可靠的無連線的協議。在資料傳送前，因為不需要進行連線，所以可以進行高效率的資料傳輸。
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適用情況：
·傳送小尺寸資料（如對DNS伺服器進行IP地址查詢時）
·在接收到資料，給出應答較困難的網路中使用UDP。（如：無線網路）
·適合於廣播/組播式通訊中。
·MSN/QQ/Skype等即時通訊軟體的點對點文字通訊以及音視訊通訊通常採用UDP協議
·流媒體、VOD、VoIP、IPTV等網路多媒體服務中通常採用UDP方式進行實時資料傳輸