谁都能看懂的网络模型知识

Posted 2021-04-07 嵌入式Linux

１.

网络是我们做嵌入式 避无可避的知识点，但是网络的层次很多，很多时候我们根本理解不了其中的层次和作用，今天跟我们公司的 X 总聊到这个，给我普及了一些知识，我觉得非常有用，分享给大家。

最近事情比较忙，更新文章速度没那么快，大家有问题还是到知识星球里面去找我，不是微信不对接，是消息太多，自己的事情也多，忙不过来，望见谅，觉得文章不错的，帮忙推荐下，转发下，感谢。

2.

网络模型经典图片

好了，针对上面的模型，我们来举个例子说明一下

下面这个图片

两台 pc 通过交换机连上一个云服务器，我们假设都是通过网线来连接的。

1、物理层

物理层可以理解为硬件层，这个层的东西就是一个硬件的网口，phy 就是这个东西，这里的网络 pc 和交换机通过 phy连接，交换机也是通过 phy 和云连接。网络数据也是通过 phy 发送出去的。

我们所说的物理就是比较硬的东西，硬的东西那肯定是实际的硬件东西了，那物理层肯定就是硬件的鬼东西了。

2、数据链路层

物理层完成了数据的传输，还需要对0和1的定义进行规定（类似低电平为0，高电平为1），同时在传输0，1之后还需要对01进行分组如8bit为一个字节多少字节为一个包之类。这就是链接层的功能。

Ethenet 和 Wifi 基本就是属于这个层次。所以 wifi 协议其实就是解决的一个链路和物理层的问题，在更往上的网络层和传输层一般就是 TCP/IP 协议。

3、网络层

链路层说明把路打通了，可以在上面开车了，那不能随便开车啊，开车没有交通规则那就是要命的，所以就出现了网络层，出现了一些规范性的东西来规范在这条路上的车神们。

3.1 IP协议

目前广泛采用的是IPv4协议，这个协议规定，网址由32个bit组成

这就要用到另一个参数"子网掩码"(subnet mask)

4、传输层

我们用网络的东西 ，都会记得有一个 socket ，这个层次就完成了，socket 的东西。到这个层次，就可以通过 socket 来发送数据了。还包装了一些简单的协议，比如 TCP,UDP。

socket 就相当于发动机，有了发动机，就可以创造出不同的车子，汽车，卡车，电动车，当然还会有玛莎拉蒂和布拉迪威龙。

传输层的作用就是建立一条规范，使得两台设备上多个任务之间的相互通信能够正常进行，而不需要区分数据到底是来自于哪个程序而能直接接收。这个实现方式就是，我们添加了一个参数，这个参数被称为“端口”(port)。每个任务拥有自己 port，只接受对应 port 的数据，以此来区分数据。

4.1 UDP协议

包含端口号最简单的实现就是UDP协议，他的格式几乎就只是在数据前加上发送端口和接收端口而已。

4.2 TCP协议

UDP协议的优点是比较简单，容易实现，但是缺点是可靠性较差，一旦数据包发出，无法知道对方是否收到。

为了解决这个问题，提高网络可靠性，TCP协议就诞生了。这个协议非常复杂，但可以近似认为，它就是有确认机制的UDP协议，每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失，就收不到确认，发出方就知道有必要重发这个数据包了。

因此，TCP协议能够确保数据不会遗失。它的缺点是过程复杂、实现困难、消耗较多的资源。

TCP数据包和UDP数据包一样，都是内嵌在IP数据包的"数据"部分。TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

5、应用层

有了汽车，就出现了各种运输公司，什么中通，顺丰就应运而生了。所以这就是应用层了。

应用层的东西就是根据之前的层次来封装一些场景应用，比如我们正常的网址，就是 http协议。

其他还有 ftp 等等之类的，具体还是看上面那个图，看起来还是非常不错的。

3.

经过上面的层次封装之后，如果我们要发送数据就变成了这样。

然后接收端和发送端的对应解析大概是这样的，发送的时候每一层就封装上自己的东西，接收的时候，每一层就剥离掉其他层次，拿到自己那一层的数据。

AP ：类似 wifi 也就是无线接入点，是一个无线网络的创建者，是网络的中心节点。一般家庭或办公室使用的无线路由器就是一个 AP。

STA：类似手机  每一个连接到无线网络中的终端（如笔记本电脑、PDA及其它可以联网的用户设备）都可称为一个站点。

完，各位共勉~