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如何自定义一个通信协议
2018 年 01 月 21 日 14:07:27dfsae阅读数:6838
版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。
https://blog.csdn.net/DFSAE/article/details/78965235
借鉴简单的 OSI 和 TCP/IP 通信模型来讨论如何自定义一个适应自己的通信协
议
前言
经典的
OSI
七层模型
o 1TCPIP
模型解析
11
整体介绍
22
数据链路层
23
网络层
24
传输层
25
应用层
不同类型的通信方式的总结
o 1
从上述模型协议中获得的经验
o 2
几种的情况的通信协议
21
简单的数据传输功能
22
借助了硬件模块协议栈的通信
23
直接使用
socket
通信
o 3
其他补充
31
参考协议
32
透明传输
33
程序处理
34
协议的内容
单片机对通信的常见处理方式
1.前言
在物联网的通信中,很多地方需要自定义协议。但考虑到平时工作中接触到的
自定义协议,都或多或少存在一些问题和缺陷。所以想借鉴之前看过的书上的
知识以及一些国际标准的协议,来简单谈谈如何设计一个自定义通信协议,并
且通信方都遵守这个协议,并如何谈谈根据自己的需求对协议进行简化。
除此之外,考虑到后面可能不太会接触这一块,所以可能是一次集中性的大清
理,后面可能会整理一下底层(单片机)上一般如何处理数据接受发送的问题,
大概会以 lwip 为例。
收集的资料会有些不全,如果有什么比较特别的协议可以在评论指出。下面也
是按我自己对这个协议理解的角度来讲。为了节省篇幅着重点,中间会省去一
些基本的概念。
这里会省去一些通信的基本概念,着重分析协议,分析每层的目的和协议组成,
不分析原理。
这里补充一点,也是突然上次有人和我说我才想起来,除了我们用相互规定的
数据流来表示内容外,还有一种协议的表示方法:可以用字符串解析,这种可
以参考 HTTP 没什么太多需要解释的。只不过字符串的内容和方式通信方自定
义。不过个人认为这种方式对嵌入式来说没太多必要,太浪费有限的带宽,同
时解析速度也很慢。不过就算是 HTTP 的下面层也是 TCP,IP 数据链路之类
的,依然是要通过数据流的层次上进行包装,只是对应用层的解析上比较直观
罢了。
2.经典的 OSI 七层模型
这里首先以经典的 OSI 七层模型介绍整个通信从物理层到应用层的的层次分层。
分层有助于分离出不同层的处理任务和职责,不同层之间通过接口由下一层向
上一层提供服务。此外,分层设计的也会过分的模块化,使处理变得繁重。
下面是模型的图示:
(盗了一张图,各层次的简单功能都写在旁边了。附上出处地址:http://
blog.sina.com.cn/s/blog_4770ef020101i1wd.html)
这个模型分的很细,中间增加了很多保证速度,数据可靠性,安全等的机制。
在我们应用的时候,根据需求不同,有着不同的侧重点。有的时候需要的只是
一些简单的数据传输功能,有的时候我们借助了硬件模块(模块自身已经实现
了协议),或者需要实现协议栈,每种还需要根据结合情况,制定的协议有所
不同。
从很多通信模型中都不难看出,其实基本都逃不出这个模型,他们很多都是根
据自己的需要在模型的基础上做些删减和简化。
2.1.TCP/IP 模型解析
2.1.1.整体介绍
TCP/IP 是将 OSI 模型进行部分的简化,将 7 层模型压缩为 4 层模型。不过两者
的侧重点不太一样。OSI 是列出了通信的基本协议,以及具体如何分层,划分
职责。TCP/IP 则侧重具体协议的实现。
对应分层如下图所示。图片出处:http://www.lxway.com/
925941824.htm。
TCP/IP 协议整体的感觉大概就是下面这个样子。每一层会在数据的前面加一个
首部,中间包含了那一层对应的控制信息。(这里补充一下:数据可以用包,
帧,数据包,段,消息来描述。)
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