STM32F429IGT6 ETH—LwIP 以太网通信——学习笔记1（互联网模型）

互联网技术对人类社会的影响不言而喻。当今大部分电子设备都能以不同的方式接入互联网（Internet），在家庭中PC常见的互联网接入方式是使用路由器（Router）组建小型局域网（LAN），利用互联网专线或者调制解调器（modem）经过电话线网络，连接到互联网服务提供商（ISP），由互联网服务提供商把用户的局域网接入互联网。而企业或学校的局域网规模较大，常使用交换机组成局域网，经过路由以不同的方式接入到互联网中。

通信至少是两个设备的事情，需要相互兼容的硬件和软件支持，我们称之为通信协议、以太网通信在结构上比较复杂，国际标准组织将整个以太网通信结构制定了OSI模型，总共分为7层，分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。每个层功能不同，通信中各司其职，整个模型包括硬件和软件定义。OSI模型是理想分层，一般的网络系统只是涉及其中几层。

TCP/IP是互联网最基本的协议，是互联网通信使用的网络协议，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP只有4层，分别为应用层、传输层、网络层、网络访问层。虽然TCP/IP分层少了，但与OSI模型是不冲突的，它把OSI模型一些层次整合到了一起，本质上可以实现相同功能。
实际上，还有一个TCP/IP混合模型，分为5层，它实际与TCP/IP4层模型是相通的，只是把网络访问层拆成数据链路层和物理层。这种分层方法对我们学习理解更容易。

设计网络时，为了降低网络设计的复杂性，对组成网络的硬件、软件进行封装、分层，这些分层即构成了网络体系模型。在两个设备相同层之间的对话、通信约定，构成了层级协议。设备中使用的所有协议加起来统称为协议栈。在这个网络模型中，每一层完成不同的任务，都提供接口供上一层访问。而在每层的内部，可以使用不同的方式来实现接口，因而内部的改变不会影响其他层。

在TCP/IP混合参考模型中，数据链路层又被分为LLC（逻辑链路层）和MAC层（媒体介质访问层）。目前，对于普通的接入网络终端的设备。LLC层和MAC层是软件、硬件的分界线。如PC的网卡主要负责实现参考模型中的MAC子层和物理层，在PC的软件系统中则有一套庞大的程序实现了LLC层及以上的所有网络层次的协议。

由硬件实现的物理层和MAC子层在不同的网络形式有很大的区别，如以太网和WIFI，这是由物理传输方式决定的。但由软件实现的其他网络层次通常不会有太大区别，在PC上能实现完整的功能，一般支持所有协议（TCP/IP协议栈的一整套实现），而在嵌入式领域则按需要进行裁剪（譬如目前流行的LwIP协议栈，它是TCP/IP协议栈的精简版）。