1、在线教务辅导网： http:/ 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网第 4章 嵌入式 Linux网络编程 第 4章 嵌入式 Linux网络编程 本章将介绍嵌入式 Linux网络编程的基础知识。由于网络在嵌入式应用系统中的应用非常广泛，基本上常见的应用都会与网络有关，因此，掌握这一部分的内容是非常重要的。经过本章的学习，读者将会掌握 TCP/IP协议的基础知识、嵌入式 Linux网络编程方法、能够独立编写客户端、服务器端的通信程序。4.1 TCP/IP协议概述 一个完整的网络需要一系列网络协议构成一套完整的网络协议集，大多数网络在设计时，是将网络划分为若干个相互联系而又各自独立的层次，然后针
2、对每个层次及每个层次间的关系制定相应的协议。这样可以减少协议设计的复杂性。像这样的计算机网络层次结构模型及各层协议的集合称为计算机网络体系结构。网络技术在发展过程中曾出现过多种网络体系结构，没有统一的网络体系结构标准，不能适应信息社会日益发展的需要。若要实现更大范围的信息交换与共享，把不同体系结构的计算机网络互联起来将十分困难。因而计算机网络的发展在客观上提出了网络体系结构标准化的需求。在此背景下，国际标准化组织 ISO（ International Standards Organization）在1979年正式颁布了一个称为开放系统互联基本参考模型 OSI/RM（ Open Systems
3、Interconnection/ Reference Module）的国际网络体系结构标准，这是一个定义连接异构计算机的标准体系结构。4.1.1 OSI参考模型与 TCP/IP参考模型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，从上到下共分为 7层：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，这种分层架构的思想在很多领域都得到了广泛的应用。与此相区别的 TCP/IP协议模型从一开始就遵循简单明确的设计思路，它
4、将 TCP/IP的 7层协议模型简化为 4层，从而更有利于实现和使用。 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 4.1所示。 4.1.1 OSI参考模型与 TCP/IP参考模型图 4.1 OSI模型和 TCP/IP参考模型对应关系 4.1.2 TCP/IP协议族图 4.2 TCP/IP协议族 4.1.2 TCP/IP协议族ARP：用于获得同一物理网络中的硬件主机地址。MPLS：多协议标签协议，是很有发展前景的下一代网络协议。IP：负责在主机和网络之间寻址和路由数据包。ICMP：用于发送报告有关数据包的传送错误的协议。IGMP：被 IP主机用来向本地多路广播路由器报告主
5、机组成员的协议。TCP：为应用程序提供可靠的通信连接。适合于一次传输大批数据的情况。并适用于要求得到响应的应用程序。UDP：提供了无连接通信，且不对传送包进行可靠的保证。适合于一次传输少量数据，可靠性则由应用层来负责。 4.1.3 TCP和 UDPTCP同其他任何协议栈一样， TCP向相邻的高层提供服务。因为 TCP的上一层就是应用层，因此， TCP数据传输实现了从一个应用程序到另一个应用程序的数据传递。应用程序通过编程调用 TCP并使用 TCP服务，提供需要准备发送的数据，用来区分接收数据应用的目的地址和端口号。通常应用程序通过打开一个 socket来使用 TCP服务， TCP管理到其他socket的数据传递。可以说，通过 IP的源 /目的可以惟一地区分网络中两个设备的关联，通过 socket的源 /目的可以惟一地区分网络中两个应用程序的关联。 4.1.3 TCP和 UDP下面描述了这三次握手的简单过程。初始化主机通过一个同步标志置位的数据段发出会话请求。接收主机通过发回具有以下项目的数据段表示回复：同步标志置位、即将发送的数据段的起始字节的顺序号、应答并带有将收到的下一个数据段的字节顺序号。请求主机再回送一个数据段，并带有确认顺序号和确认号。图 4.3 TCP三次握手协议
