TCP/IP协议族介绍及应用|汽车单片机与车载总线技术

TCP／IP 协议族是因特网和类似于因特网的计算机网络中使用的概念模型和通信协议集，其基础协议是TCP 协议和IP 协议。 这种网络的发展是由美国国防部通过DARPA 项目资助的。

TCP／IP 提供端到端数据通信， 指定如何对数据进行打包、寻址、传输、路由和接收。根据所涉及的网络范围对所有相关协议进行分类， 该协议功能被划分为5 个抽象分层， 由低到高包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层， 其中针对本书中的以太网物理层技术已在上一小节介绍， 在此不再赘述。

链路层定义了本地网络连接范围内主机间的网络通信方法， 用于在同一链路上的两个不同主机的网络接口之间传输数据包。 在某一给定链路上收发数据分组的过程， 可以由网卡的驱动程序、固件或专用芯片组来控制， 它们执行给数据包添加帧头的数据链接功能， 然后通过物理媒介传输帧。 TCP／IP 中包括了将IP 协议中使用的网络地址转换为链路层MAC 地址的标准规范。

网络层负责将数据包从源网络路由至目标网络。 网络层的主要协议是IP 协议， 其主要功能是： 主机寻址与识别； 数据包路由。 它通过将传输层数据报转发到适当的下一跳路由器以进一步中继到其目的地， 为主机之间提供不可靠的数据报传输服务。 另外， IP 协议定义了两种寻址方式来识别位于IP 网络内的主机系统， 分别是IPv4 和IPv6， 两者最大的不同是IPv4 使用32 比特的IP 地址， IPv6 使用128 比特的IP 地址。(https://www.daowen.com)

传输层建立了主机到主机的连接， 也就是说它提供了端到端的数据传输服务。 该层的协议可以提供差错纠正、数据分段、流量控制和拥塞控制等服务。 该层的协议主要是TCP 和UDP。 TCP 是提供一种可靠、面向连接、字节流、传输层的服务， 这些服务通过许多技术构建， 诸如流量控制、拥塞控制、超时与重传。 UDP 是基本的传输层协议， 与IP 协议一样，提供尽力而为的不可靠的无连接数据流服务， 通过使用校验和算法的错误检测来解决数据传输的可靠性。 UDP 通常用于流媒体（音频、视频等） 之类的应用， 因为这类应用中按时到达比可靠性更重要。

应用层实现了应用程序或进程创建用户数据， 并将此数据传递给另一个或同一主机上的其他应用程序的功能。 传输层提供了稳定的网络连接， 应用层通常知道传输层连接的关键参数， 例如端设备IP 地址和端口数字， 但应用层协议仍通常将传输层（和更低） 协议视为黑盒。 除此之外， 应用层协议通常与特定的客户端－服务器应用相关联。 值得注意的是， 车载领域应用较多的应用层协议主要包括故障诊断UDS 协议、测量标定XCP 协议等。

在此我们只是对TCP／IP 协议栈做大概介绍， 读者如果想进一步了解和学习TCP／IP 协议， 请参阅相关书籍。