物联网数据接入篇模型（）

本文介绍了OSI七层模型的概念和说明，采用TCP/IP的四层模型来讲。理解TCP/IP四层框架是学习物联网相关协议的基础。

TCP/IP模型

OSI七层模型是一个理论参考模型，将网络通信划分为七个层次，每一层都有特定的功能。分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

TCP/IP协议模型，将网络通信划分为四个层次，每一层都有特定的功能。分为：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

OSI模型每一层的作用：

第7层：应用层

为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登录（虚拟终端）等协议。

比喻

想打电话还是想发邮件，还是想传递东西。每个任务都要用到不同工具

作用域

针对特定应用的协议。

传输信息

数据：应用程序数据

功能描述

电子邮件–电子邮件协议

远程登录–远程登录协议

文件传输–文件传输协议

主要协议

HTTP、FTP、SMTP、DNS、MudBus、OPC、CoAP、

第6层：表示层

将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。因此它主要负责数据格式的转换。

具体来说，就是将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式。不同设备对同一比特流解释的结果可能会不同。因此，使它们保持一致是这一层的主要作用。

通讯的双方说什么语言，说中文还是英文呀。

设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换

数据：数据表示形式

接收不同表现形式的信息，如文字流、图像、声音等。

A语言–标准语言（网络标准格式）–B语言

表示层虽然没有像传输层或网络层那样广为人知的专门协议，但它支持的功能和服务是通过各种标准和协议实现的。例如，文本和图像文件的编码标准(ASCI、Unicode、JPEG、GIF等)，以及数据压缩和加密协议(如TLS/SSL的加密功能)都是表示层处理的范畴。

第5层：会话层

负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路)，以及数据的分割等数据传输相关的管理。

邮件已经写好了，什么时候发送，什么时候接收。

通信管理。负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路)管理传输层以下的分层。

数据：会话信息

作用描述

应用和应用之间建立会话。何时建立连接，何时断开连接以及保持多久的连接?

在OS1模型Q中，会话层并没有像传输层和网络层那样有明确定义的协议，而是依赖于各种应用程序特定的协议和标准来实现其功能。

第4层：传输层

起着可靠传输的作用。只在通信双方节点上进行处理，而无需在路由器上处理。

交警，保护数据的传输。接线员，让双方能够接上头。

管理两个节点”之间的数据传输。负责可靠传输(确保数据被可靠地传送到目标地址)。

段（Segments，TCP）/数据报（Datagrams，UDP）

建立连接、传送数据、断开连接的过程管理。

TCP、UDP。

第3层：网络层

将数据传输到目标地址。目标地址可以是多个网络通过路由器连接而成的某个地址。因此这一层主要负责寻址和路由选择。

寄件人找到收件人所在的小区。

地址管理与路由选择。

数据包，包分组。

数据经过哪个路由传递到目标地址。

IP、ICMP、IGMP、ARP、RARP。

第2层：数据链路层

负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输。例如与1个以太网相连的2个节点之间的通信。

将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端（数据帧的生成与接收）。

寄件人找到收件人唯一的收件地址。

互连设备之间传送和识别数据帧。

数据帧，经过封装的比特流

数据帧与比特流之间的转换

NFC、蓝牙、RFID、2G、3G、4G、5G、NB-IoT、zigbee、Wi-Fi、Z-wave、LoRa、USB、RS232、RS485、以太网

第1层：物理层

比特流与电子信号之间的切换。

发电磁波，0、1编码。

以“0”“1”代表电压的高低、灯光的闪灭。界定连接器和网线的规格。

比特流，0和1。

负责0、1比特流（0、1序列）与电压的高低、光的闪灭之间的互换。

主要设备

调制解调器、无线电、光纤。这里就不是协议了。在TCP/IP七层模型，这一层与数据链路层合并了。

OSI七层协议表格

后记

这是开篇，写介绍OSI七层模型。之后几篇会讲每一层模型对应的主流协议，会采用TCP/IP的四层模型来讲。大家也看出来了，上三层的协议可以归位一大类，分小类不好分，下二层也是这样。

理解TCP/IP四层框架是学习物联网相关协议的基础。学习协议是做好物联网设备数据接入、监控、报警、下控、运维、数据分析、智控的基础。

接下来几篇会写：物联网数据接入篇-网络接口层的协议（2）、物联网数据接入篇-网络层和数据传输层协议（3）、物联网数据接入篇-应用层协议（4）、物联网数据接入篇-物联网硬件（5）……

我阅读了大量的书籍和文章，汇总出了TCP/IP四层框架的主要协议、物联网设备的主要协议。工作量之大，超出预期。我看了B站《希赛关于软考网络工程师的全套视频教程》，物联网数据接入篇模型（）看了《图解TCP/IP》，看了大量的文章和视频。又结合之前的物联网行业的从业经验，整理出来这篇文章。

期望大家的鼓励与支持，欢迎大家交流。

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题图来自Unsplash，基于CC0协议。