通讯专题4.1——CAN通信之计算机网络与现场总线

        从通讯专题4开始，来学习CAN总线的内容。

        为了更好的学习CAN，先从计算机网络与现场总线开始了解。

1 计算机网络体系的结构

        在我们生活当中，有许多的网络，如交通网（铁路、公路等）、通信网（电信、邮政等）等。每种网都不一样，比如一间办公室也可以比拟成一个网络，一家公司也可以比拟成一个网络，但是不管是什么网络，为了正常、高效地运作，都要制定它的各种规范。 同样的，计算机也是如此。

        当我们遇到一个复杂的系统时，为了更快速的了解，就会将这个复杂的系统划分为若干部分，然后将每个部分的功能进行了解，然后再进行系统的整合，就可以了解全貌。再举一个例子，比如需要修一座三层的小高楼，首先将其分解成地基、第一层、第二层及第三层，地基与第一层、第一层与第二层应该怎么连接就需要有相应的连接规则等。而现代网络采用的就是分层的体系结构方法。

        现代网络就是将网络按照功能分成一系列的层次，每一层完成一个特定的功能，相邻层中的高层直接使用低层提供的服务来实现本层的功能，同时，它又向它的上层提供服务。 各层之间相互独立，每一层的信息交互都有相应的规则，如果需要修改某层的功能时，只需要保证接口满足其交互规则即可。

        网络系统可分为7层：从上到下依次为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链层、物理层。如图1所示。

图1 网路系统层的介绍图 

        举例：人与人通电话，人属于应用层；信号的调制与解调相当于网络层；信号的接收与传送相当于数据链层和物理层 。应用层不需要知道其它层是怎么运行的，只需要知道规则（就是拨号）即可使用。

2 每一层的定义

2.1 物理层

       主要负责解决各种设备之间的数据传输问题，对各种设备接口的机械特征、电气特征、功能特征等。  

2.1.1 信道 

1. 类型：由单向通信、半双工通信及双工通信；
2. 波特率：指信号每秒变化的次数；
3. 比特率：指每秒中传输的数据位数；
4. 数据与信号：模拟信号和数字信号；

2.1.2  传输媒体

1. 双绞线；
2. 同轴电缆；
3. 光纤
4. 等等。

 2.2 数据链路层

        数据链路层主要是将MAC地址加入道需要传输的数据首部。 MAC地址就是物理网卡的唯一地址。

2.3 网络层

        顾名思义，这一层需要用到普通大众所用的“网络”，每个网络进行数据交换时，使用的是IP地址，而这个赋予的IP地址就是网络层。

2.4 传输层

        同一个软件端对端数据传输。指的是A与B两个同学，A与B要交流，使用的是交流软件必须一致。A使用微信，B也必须使用微信。 

2.5 会话层

         计算机知道了需要传输的内容，准备发送，第一步就是和指定通信对象建立会话关系。比如：A和B两个人，需要交流，二者之间需要建立一个“会话”的机制，才可以进行交流。

2.6 表示层

        主要起到翻译的作用。将语言（比如C语言）翻译成计算机能够识别的语言，然后数据进行加密，压缩等。 

2.7 应用层

        人机交互界面，系统程序的窗口。 

3 参考文献 

1.  1、网络定义、分层_计算机网络层-CSDN博客
2.  计算机网络入门（问题导向式）_计网标识是怎么产生的-CSDN博客
3.  https://zhuanlan.zhihu.com/p/4554045035