标签: tcp/ip协议

在地球上，人类是很渺小的个体，分布在全世界的各个角落。随着科技的发展，人们现在可以非常容易的同远在千里之外的亲人、朋友进行实时联络，获得和分享世界另一端正在发生的事情，这是多么令人难以置信的事情，但是互联网改变了这一切，让这些不可思议的想法成为现实，使得地球变成了一个小村庄，而TCP/IP便是实现互联网通信的纽带。 在世界上各地，各种各样的电脑运行着各自不同的操作系统为大家服务，这些电脑在表达同一种信息的时候所使用的方法是千差万别。计算机使用者意识到，计算机只是单兵作战并不会发挥太大的作用。只有把它们联合起来，电脑才会发挥出它最大的潜力。于是人们就想方设法的用电线把电脑连接到了一起。但是简单的连到一起是远远不够的，就好像语言不同的两个人互相见了面，完全不能交流信息。因而他们需要定义一些共通的东西来进行交流，TCP/IP 就是为此而生。TCP/IP不是一个单一协议，而是一个协议族的统称。里面包括了IP协议，IMCP协议，TCP协议，以及我们更加熟悉的HTTP、FHP协议等等。电脑有了这些，就好像学会了外语一样，就可以和其他的计算机终端做自由的交流了。简单地说，PC就实现了网络互联。 那先学习下TCP/IP协议的结构，它是如何分层的呢？如图1所示：   图1  TCP/IP层次结构图   TCP（Transmission Control Protocol）是传输控制协议的简称，它是网络中各层协议的综合，反映了一个网络中文件传输的过程，由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。如图1所示，TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层封装，属于核心组件不能卸载或删除，但可以重置。最上面的就是应用层Application，这里面有http、smtp、telnet、TFTP、DNS、E-mail、ftp等我们熟悉的协议。第二层是传输层Transport，TCP和UDP协议就在这个层次。传输层仅用于彼此通信，可以提供流量控制，可检测数据段，及对数据段排序，不对字节流作解释。第三层是网络层，IP协议就在这里，它负责对数据加上IP地址和其他的数据以确定传输的目标。第四层是叫数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC编码，为最后的数据传输做准备。最后是硬件物理层，负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等。发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议 从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。这种结构非常有栈的味道，所以也把TCP/IP协议族称为TCP/IP协议栈。 一、应用层 应用层直接和应用程序接口并提供常见的网络应用服务。应用层是开放系统的最高层,是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务。应用层使用最为广泛，需要的协议标准也是最多的。在应用层可以实现运输、访问和管理，收发电子邮件以及虚拟终端目录服务远程作业录入信息通信等等。例如DNS、HTTP、FTP等协议都是应用在这一层。 二、传输层 传输层是最关键的一层,也是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层。传输层提供端到端的交换数据的机制。传输层对应用层提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息。TCP是最常用的的传输层协议，它的主要功能是：对一个进行的对话或连接提供可靠的传输服务，在通向网络的单一物理连接上实现该连接的复用，在单一连接上提供端到端的序号与流量控制、差错控制及恢复等服务。   1、TCP连接建立 （a）连接建立                         （b）连接终止 图2 TCP协议的建立与终止过程   TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。如图2（a）所示，TCP三次握手的过程如下： 客户端发送SYN（SEQ=x）报文给服务器端，进入SYN_SEND状态。 服务器端收到SYN报文，回应一个SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）报文，进入 SYN_RECV状态。 客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK(ACK=y+1）报文，进入 Established状态。 三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，可以开始传输数据了。   2、TCP连接终止 建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。具体过程如图2（b）所示。 (1) 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。 (2) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。 (3) 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。 (4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。 三、网络层 TCP/IP协议体系中的网络层功能由IP协议规定和实现，故又称IP层。网络层介于运输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。 网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。IP定义了在TCP/IP互联网上数据传送的基本单元和数据格式，完成路由选择功能，选择数据传送的路径并且包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发生以及分组的规则。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。 四、数据链层 数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。 五、物理层 物理层（Physical Layer）是TCP/IP协议栈中最低的一层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体（即通信通道），物理层的传输单位为比特（bit），即一个二进制位（“0”或“1”）。实际的比特传输必须依赖于传输设备和物理媒体，但是，物理层不是指具体的物理设备，也不是指信号传输的物理媒体，而是指在物理媒体之上为上一层（数据链路层）提供一个传输原始比特流的物理连接。物理层规定：为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。包括网线的制式，网卡的定义等，这一层无协议的编写。 By David  

为了给大家营造更好的学习环境，WIZnet特此举办第一期培训活动，由WIZnet一线工程师为你分享最最前沿和实用的网络技术知识，帮你解答开发过程中的疑问，欢迎前来交流！名额有限（20名满），抓紧报名吧！     面向对象：一线攻城狮，在校学生，创客等，需具备单片机编程能力… 本期内容：TCP/IP网络协议及其实现方法 准备物品：笔记本电脑 + W5500开发板(暂时借用也可) 培训地点：北京市朝阳区霄云路38号现代汽车大厦22层i108室（地铁十号线亮马桥B口出500M） 培训时间：2014年10月25日（周六）下午13：30 ~ 16：00 培训费用：免费 (暂定) * 报名参加者有机会获取小礼品一份！   报名方式：微博 @WIZnet 私信我们姓名及邮箱地址。 欢迎关注 @WIZnet ，了解更多活动动态。   人数达到8人即正常启动培训！欢迎大家踊跃参与！！！

WIZ550S2E 是一个网关模块，提供RS-232转TCP/IP协议功能。并可基于TCP/IP及以太网实现网络设备管理、远程测量，只需用RS-232串口连接当前设备。换句话说，WIZ550S2E是一个协议转换器，可将数据以TCP/IP数据格式通过串口发送，反之亦然。   特点 即插即用串口转以太网模块 * 简单快速增加网络功能 * 提供固件订制 单串口转以太网 * 支持RS-232接口的主板 * 支持RS-422/485接口的主板 支持TCPUDP通讯 支持DHCP，DNS 简易配置 * 配置工具串口命令 10/100 以太网，串口速度高达230,400bps 硬件配置 MCU  LPC11E36FHN33 TCP/IP 控制器W5500 RJ45（集成变压器） 2.54mm 单排针座*2   浏览WIZ550S2E数据手册 更多信息咨询，请邮件：wiznetbj@wiznet.co.kr

  物联网面对的首要问题仍是适用化。很多低成本，但功能近似的解决方案大大压制了物联网的优胜性。但在真实的糊口中，物联网的光线却往往绽放在一些让人漫不经心的地方。  浙大CCNT 尝试室饮水机 就是一个如许的例子。这个微博由主动法式治理，可以或许在饮水机缺水和水烧开的时辰主动发微博，口吻模拟人类女性，十分惟妙惟肖。济南做网站微博开设第二天，就被人挖掘 出来，并被多家媒体报道，粉丝暴涨，实在火了一把。今朝这台饮水机的粉丝已经达到 4 万 5 千余人。位于浙大 CCNT 尝试室的封台饮水机发微博的道理很是简单，部件只包含了一台 Windows 电脑，一颗廉价的网络摄像头和饮水机自己。经由过程摄像头监测饮水机上的状况指示灯，运行在 Windows 上的法式可以或许解读饮水机状况并主动发送微博。据悉，发现人初志简直仅仅是为了确认水烧开了没有，但却获得了意想不到的公家关注。  说到近似的例子，物联网的鼻祖也和这台会发微博的饮水机有着异曲同工之妙，他就是卡内基梅隆大学的互联网可乐贩售机， 这是今朝可以或许追溯到的最早的物联网例子。济南做网站这台可乐贩售机固然并不会发微博，可是它却早在 1985 年 5 月就已经联网了，用户可以经由过程发送邮件来获取他的状况（也可以用酷酷的号令行指令“ coke ”！究竟是 1985 年嘛！）。它的功能也十分壮大：不仅可以或许告诉你机械里有没有可乐，还可以或许阐发出可乐机 6 排贮藏架上的可乐哪一排最冰，使得法式作者可以或许买到最风凉的可口可乐。它的工作道理就是经由过程监测每排贮藏架上的“已空”指示灯来确承认乐被从头装填的时 间，从头装填的时候距此刻越久的可乐天然冻得更凉。不外很是遗憾的是因为零售公司决议停用这台可乐贩售机，是以它已经下线。  这个项目中，有联网记实的贩售机是 22 台，全数都是法式员们的业余作品。济南做网站英国的大本钟生怕是地球上最大的联网物体了，它在推特上有一个名为 big_ben_clock 的匪户，拥有 11 万粉丝。不外它的适用性较着不如可乐贩售机和饮水机高，因为它只会说一个字“ BONG ”，并且大都怀下，因为网络的时延，它的跟随者看到的报时并不是准点的。  还有一个有趣的物联网应用名叫“起床高文战” 。正确来说，它是一款软件，但它却反映了闹钟联网之后可能呈现的样子。这款软件可以运行在 iOS 或者 Android 系统上，可以或许像其他闹钟一样在预先设定的时候响起。不外这款闹钟的怪异之处在于闹钟没有在响起之后的一段时候内被实时解除的话，它就会最先用新浪微博赤诚 你，向你的所有跟随者公布你没能成功起床。不知道如斯的压力之下，用户是否可以或许乖乖起床。    源地址： http://www.jinanee.com/article.asp?id=862     WIZnet官方网站： http://www.iwiznet.cn/ 来电：86-10-84539974（转166） QQ: 2377211388 邮箱：wiznetbj@wiznettechnology.com  联系人：Jerry                    

摘要：W5100是WIZnet公司最新推出的固件网络芯片，它是在W3150A+的基础上，集成了以太网物理层RTL8201CP核，因此W5100集TCP/IP协议栈、以太网MAC和PHY为一体。W5100支持TCP，UDP，ICMP，IGMP，IPv4，ARP，PPPoE，Ethernet等网络协议；支持4个独立的Socket通信，内部16K字节的发送/接收缓冲区可快速进行数据交换，最大通信速率达到25Mbps；提供多种总线（两种并行总线和SPI总线）接口方式，可以很方便地与各种单片机连接。 关键词： W5100，TCP/IP 协议，以太网，单片机   引言 我们原来介绍过 W3150A 网络芯片，由于 W3150A 使用时还必需要在外面接一个以太网物理层接口器件(RTL8201CP)，增加了使用时的硬件难度，因此 Wiznet 公司最新推出了W5100，将 TCP/IP 协议栈、以太网的 MAC和 PHY 三种功能集为一体。W5100 不仅保留了原来与 MCU接口的并行总线接口，还增加了 SPI 串行总线接口。 W5100 器件的推出，大大简化了硬件电路设计，使单片机系统在没有操作系统的支持下，真正实现了单芯片接入 Internet 的理想。   芯片介绍 W5100有如下特性： 与MCU多种接口选择，直接总线接口、间接总线接口和SPI总线； 支持硬件TCP/IP协议：  TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet； 支持ADSL连接 (支持PPPOE协议，带PAP/CHAP验证)； 支持4个独立的端口（Sockets）连接； 内部16K字节存储器作TX/RX缓存； 内嵌10BaseT/100BaseTX以太网物理层，支持自动应答（全双工/半双工模式）； 支持自动极性变换（MDI/MDIX）； 多种指示灯输出（Tx，Rx，Full/Duplex，Collision，Link，Speed）； 0.18µm CMOS工艺； 3.3V工作电压，I/O口可承受5V电压； LQFP80无铅封装，符合环保要求。   W5100 的结构如图 1所示。 典型应用 1．网络考勤机/门禁系统 W5100 在网络考勤机/门禁系统中的应用如图 2所示， 使用 MCS-51单片机以直接总线方式与 W5100 接口，组成了一个具有网络功能的考勤机/门禁设备，这种考勤机/门禁系统广泛应用在公司写字楼、商场/超市、住宅小区等场所的管理。 考虑到考勤机/门禁系统的数据量不大，数据传输速率相对于其它实时系统来说不是很高，因此单片机可以采用 SPI 接口与 W5100 连接。而读卡器芯片 TRH031M 也可用使用PI 接口，因此它们可以共用总线，使硬件系统更加简单。   2．网络电力仪表 W5100 应用在电力仪表中， 可以及时采集电力系统数据， 实现在本地/远程的数据采集、 故障分析判断。网络仪表主要应用在发电厂、变电站、配电站、工厂电力系统等领域，也可 以用于居民电量管理。 用 W5100 实现网络电力仪表结构如图 3所示。   3．数字电视前端设备 数字电视前端设备种类很多，有诸如卫星接收机、数字编码器、数字复用器、数字加扰机及 QAM 调制器等等。 W5100 可以用在数字电视前端设备中，以建立起设备与控制台之间、设备与设备之间的网络通道。由于 W5100 内部具有 4个完全独立的端口，高速的数据处理能力和数据吞吐能力，不仅可以传输一般的控制信息，还可以传输音视频信号。   结束语 W5100“3 合 1”的功能可以满足各种单片机在没有操作系统的支持下接入 Internet 网络，简单、可靠，价格低廉，已广泛应用于各种安全监测、电力系统的测量监控、音视频传输、远程信息传输等领域。随着嵌入式系统网络化的广泛应用，相信 W5100 一定会被更多的工程师所喜欢。   文/ 成都加联科技有限公司  黎明