嵌入式Linux应用开发教程第七章 嵌入式Linux网络编程新.ppt

嵌入式应用程序设计第七章 嵌入式Linux网络编程 7.1 TCP/IP概述 7.2 网络编程基础知识 7.3 网络高级编程 7.4 Web服务器 7.5 实验内容 7.6 小结 7.7 思考与练习 7.1 TCP/IP概述 7.1.1 TCP/IP的分层模型 7.1.2 TCP/IP的分层模型特点 7.1.3 TCP/IP核心协议 7.1.1 TCP/IP的分层模型 OSI协议参考模型，它是基于国际标准化组织（ISO）的建议发展起来的，它分为7个层次：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层及物理层。这个7层的协议模型虽然规定得非常细致和完善，但在实际中却得不到广泛的应用，其重要的原因之一就在于它过于复杂。但它仍是此后很多协议模型的基础。与此相区别的TCP/IP协议模型将OSI的7层协议模型简化为4层，从而更有利于实现和使用。 7.1.1 TCP/IP的分层模型 TCP/IP的协议参考模型和OSI协议参考模型的对应关系如下图 ： 7.1.1 TCP/IP的分层模型 网络接口层（Network Interface Layer） 网络接口层是TCP/IP协议软件的最底层，负责将二进制流转换为数据帧，并进行数据帧的发送和接收。数据帧是网络传输的基本单元。 网络层（Internet Layer） 网络层负责在主机之间的通信中选择数据报的传输路径，即路由。当网络层接收到传输层的请求后，传输某个具有目的地址信息的分组。该层把分组封装在IP数据报中，填入数据报的首部，使用路由算法来确定是直接交付数据报，还是把它传递给路由器，然后把数据报交给适当的网络接口进行传输。 网络层还要负责处理传入的数据报，检验其有效性，使用路由算法来决定应该对数据报进行本地处理还是应该转发。 如果数据报的目的机处于本机所在的网络，该层软件就会除去数据报的首部，再选择适当的运输层协议来处理这个分组。最后，网络层还要根据需要发出和接收ICMP（Internet控制报文协议）差错和控制报文。 7.1.1 TCP/IP的分层模型 传输层（Transport Layer） 传输层负责提供应用程序之间的通信服务。这种通信又称为端到端通信。传输层要系统地管理信息的流动，还要提供可靠的传输服务，以确保数据到达无差错、无乱序。为了达到这个目的，传输层协议软件要进行协商，让接收方回送确认信息及让发送方重发丢失的分组。传输层协议软件把要传输的数据流划分为分组，把每个分组连同目的地址交给网络层去发送。 应用层（Application Layer） 应用层是分层模型的最高层，在这个最高层中，用户调用应用程序通过TCP/IP互联网来访问可行的服务。与各个传输层协议交互的应用程序负责接收和发送数据。每个应用程序选择适当的传输服务类型，把数据按照传输层的格式要求封装好向下层传输。 7.1.2 TCP/IP的分层模型特点 TCP/IP模型边界特性 TCP/IP分层模型中有两大边界特性：一个是地址边界特性，它将IP逻辑地址与底层网络的硬件地址分开；一个是操作系统边界特性，它将网络应用与协议软件分开 。 7.1.2 TCP/IP的分层模型特点 IP层特性 IP层作为通信子网的最高层，提供无连接的数据报传输机制，但IP协议并不能保证IP报文传递的可靠性，IP的机制是点到点的。用IP进行通信的主机或路由器位于同一物理网络，对等机器之间拥有直接的物理连接。 TCP/IP设计原则之一是为包容各种物理网络技术，包容性主要体现在IP层中。各种物理网络技术在帧或报文格式、地址格式等方面差别很大，TCP/IP的重要思想之一就是通过IP将各种底层网络技术统一起来，达到屏蔽底层细节，提供统一虚拟网的目的。 IP向上层提供统一的IP报文，使得各种网络帧或报文格式的差异性对高层协议不复存在。IP层是TCP/IP实现异构网互联最关键的一层。 7.1.2 TCP/IP的分层模型特点 TCP/IP的可靠性特性 在TCP/IP网络中，IP采用无连接的数据报机制，对数据进行“尽力而为”的传递机制，即只管将报文尽力传送到目的主机，无论传输正确与否，不做验证，不发确认，也不保证报文的顺序。TCP/IP的可靠性体现在传输层协议之一的TCP协议。TCP协议提供面向连接的服务，因为传输层是端到端的，所以TCP/IP的可靠性被称为端到端可靠性。 TCP/IP的特点就是将不同的底层物理网络、拓扑结构隐藏起来，向用户和应用程序提供通用、统一的网络服务。这样，从用户的角度看，整个TCP/IP互联网就是一个统一的整体，它独立于具体的各种物理网络技术，能够向用户提供一个通用的网络服务。 TCP/IP网络完全撇开了底层物理网络的特性，是一个高度抽象的概念，正是由于这个原因，其为TCP/IP