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榮耀標識物聯網數據接入篇-TCP/IP模型（1）
本文介紹了OSI七層模型的概念和說明，采用 TCP/IP 的四層模型來講。理解 TCP/IP 四層框架是學習物聯網相關協議的基礎。
TCP/IP模型
OSI 七層模型是一個理論參考模型，將網絡通信劃分為七個層次，每一層都有特定的功能。分為：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。
TCP/IP 協議模型，將網絡通信劃分為四個層次，每一層都有特定的功能。分為：網絡接口層、網絡層、傳輸層、應用層。
OSI 模型每一層的作用：
第 7 層：應用層
為應用程序提供服務并規定應用程序中通信相關的細節。包括文件傳輸、電子郵件、遠程登錄（虛擬終端）等協議。
比喻
想打電話還是想發郵件，還是想傳遞東西。每個任務都要用到不同工具
作用域
針對特定應用的協議。
傳輸信息
數據：應用程序數據
功能描述
電子郵件–電子郵件協議
遠程登錄–遠程登錄協議
文件傳輸–文件傳輸協議
主要協議
HTTP、FTP、SMTP、DNS、MudBus、OPC、CoAP、
第 6 層：表示層
將應用處理的信息轉換為適合網絡傳輸的格式，或將來自下一層的數據轉換為上層能夠處理的格式。因此它主要負責數據格式的轉換。
具體來說，就是將設備固有的數據格式轉換為網絡標準傳輸格式。不同設備對同一比特流解釋的結果可能會不同。因此，使它們保持一致是這一層的主要作用。
比喻
通訊的雙方說什么語言，說中文還是英文呀。
作用域
設備固有數據格式和網絡標準數據格式的轉換
傳輸信息
數據：數據表示形式
功能描述
接收不同表現形式的信息，如文字流、圖像、聲音等。
A 語言–標準語言（網絡標準格式）–B 語言
主要協議
表示層雖然沒有像傳輸層或網絡層那樣廣為人知的專門協議，但它支持的功能和服務是通過各種標準和協議實現的。例如，文本和圖像文件的編碼標準(ASCI、Unicode、JPEG、GIF等)，以及數據壓縮和加密協議(如TLS/SSL的加密功能)都是表示層處理的范疇。
第 5 層：會話層
負責建立和斷開通信連接（數據流動的邏輯通路)，以及數據的分割等數據傳輸相關的管理。
比喻
郵件已經寫好了，什么時候發送，什么時候接收。
作用域
通信管理。負責建立和斷開通信連接(數據流動的邏輯通路)管理傳輸層以下的分層。
傳輸信息
數據：會話信息
作用描述
應用和應用之間建立會話。何時建立連接，何時斷開連接以及保持多久的連接?
主要協議
在 OS1模型Q中，會話層并沒有像傳輸層和網絡層那樣有明確定義的協議，而是依賴于各種應用程序特定的協議和標準來實現其功能。
第 4 層：傳輸層
起著可靠傳輸的作用。只在通信雙方節點上進行處理，而無需在路由器上處理。
比喻
交警，保護數據的傳輸。接線員，讓雙方能夠接上頭。
作用域
管理兩個節點”之間的數據傳輸。負責可靠傳輸(確保數據被可靠地傳送到目標地址)。
傳輸信息
段（Segments，TCP）/數據報（Datagrams，UDP）
作用描述
建立連接、傳送數據、斷開連接的過程管理。
主要協議
TCP、UDP。
第 3 層： 網絡層
將數據傳輸到目標地址。目標地址可以是多個網絡通過路由器連接而成的某個地址。因此這一層主要負責尋址和路由選擇。
比喻
寄件人找到收件人所在的小區。
作用域
地址管理與路由選擇。
傳輸信息
數據包，包分組。
作用描述
數據經過哪個路由傳遞到目標地址。
主要協議
IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP。
第 2 層：數據鏈路層
負責物理層面上互連的、節點之間的通信傳輸。例如與1個以太網相連的2個節點之間的通信。
將0、1序列劃分為具有意義的數據幀傳送給對端（數據幀的生成與接收）。
比喻
寄件人找到收件人唯一的收件地址。
作用域
互連設備之間傳送和識別數據幀。
傳輸信息
數據幀，經過封裝的比特流
作用描述
數據幀與比特流之間的轉換
主要協議
NFC、藍牙、RFID、2G、3G、4G、5G、NB-IoT、zigbee、Wi-Fi、Z-wave、LoRa、USB、RS232、RS485、以太網
第 1 層： 物理層
比特流與電子信號之間的切換。
比喻
發電磁波，0、1 編碼。
作用域
以“0”“1”代表電壓的高低、燈光的閃滅。界定連接器和網線的規格。
傳輸信息
比特流，0 和 1。
作用描述
負責0、1比特流（0、1序列） 與電壓的高低、光的閃滅之間的互換。
主要設備
調制解調器、無線電、光纖。這里就不是協議了。在 TCP/IP 七層模型，這一層與數據鏈路層合并了。
OSI 七層協議表格
后記
這是開篇，寫介紹 OSI 七層模型。之后幾篇會講每一層模型對應的主流協議，會采用 TCP/IP 的四層模型來講。大家也看出來了，上三層的協議可以歸位一大類，分小類不好分，下二層也是這樣。
理解 TCP/IP 四層框架是學習物聯網相關協議的基礎。學習協議是做好物聯網設備數據接入、監控、報警、下控、運維、數據分析、智控的基礎。
接下來幾篇會寫：物聯網數據接入篇-網絡接口層的協議（2）、物聯網數據接入篇- 網絡層和數據傳輸層協議（3）、物聯網數據接入篇- 應用層協議（4）、物聯網數據接入篇- 物聯網硬件（5）……
我閱讀了大量的書籍和文章，匯總出了 TCP/IP 四層框架的主要協議、物聯網設備的主要協議。工作量之大，超出預期。我看了 B 站《希賽關于軟考網絡工程師的全套視頻教程》，看了《圖解 TCP/IP》，看了大量的文章和視頻。又結合之前的物聯網行業的從業經驗，整理出來這篇文章。
期望大家的鼓勵與支持，歡迎大家交流。
本文由 @躍曰 原創發布于人人都是產品經理。未經作者許可，禁止轉載。
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