目录

• 一、前言
• 二、网络通信的本质
• 三、为什么需要端口
• 四、网络传输中的两个对象
• 五、两种传输方式
• 六、总结
• 七、结尾

一、前言

大家好，这里是 Hello_Embed。在嵌入式开发中，单片机负责数据采集与控制，而上位机（PC 端软件）则承担数据展示、分析、存储等功能。两者之间的桥梁就是网络通信。本篇将从最基础的问题入手，为后续编写网络程序打下理论基础。

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二、网络通信的本质

网络通信一般用于数据传输。

拿 memcpy 类比，它需要传三个参数：目的、源、长度。要使用网络传输数据也需要目的、源、长度。

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
// dest: 目的地址 - 数据发往哪里
// src: 源地址 - 数据从哪里来
// n: 长度 - 传输多少数据

我们知道 PC 有 IP 地址，那么两台 PC 进行网络通信是否就足够了呢？

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三、为什么需要端口

举个常见的例子：电脑 A 的两个浏览器访问同一个 HTTP 服务器，此时浏览器发出的数据里源 IP、APP1、APP2、服务器 IP、目的端口都相同，为了区分浏览器所以增加源端口的概念来精确匹配。

同样的，PC 上的两个软件：SSH Client 和浏览器访问同一个网站，但两个软件期望得到不同的服务，此时 PC 两个源发送的目的还需要得到目的具体的端口。

IP 地址定位到主机，端口号定位到主机上的具体应用程序。

网络通信五元组：源 IP、源端口、目的 IP、目的端口、协议

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四、网络传输中的两个对象

我们经常访问网站，这涉及两个对象：网站服务器、浏览器。

网站服务器平时安静等待（被动地响应请求），而浏览器主动发起数据请求。网站服务器、浏览器可以抽象成两个软件的概念：Server 程序和 Client 程序。

角色	特点
Server	被动等待，响应请求
Client	主动发起，请求数据

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五、两种传输方式

在一般的网络传输中，网络协议被分为 5 层：应用层、运输层、网络层、链路层、物理层。

层次	名称	功能
第 5 层	应用层	用户编写的 APP 程序
第 4 层	运输层	向两个主机中进程之间的通信提供服务
第 3 层	网络层	主机间的通信
第 2 层	链路层	相邻节点间的数据传输
第 1 层	物理层	比特流的传输

运输层主要使用以下两种协议：

1. 传输控制协议 TCP

• 面向连接，数据传输的单位是报文段
• 传输的数据可靠
• 适用场景：传输文件时选择 TCP 保证文件的完整性

2. 用户数据包协议 UDP

• 无连接的，数据传输的单位是用户数据报
• 传输的数据不可靠
• 适用场景：视频通话场景中选择 UDP 保证通话过程的流畅

对比项	TCP	UDP
连接方式	面向连接	无连接
可靠性	可靠	不可靠
适用场景	文件传输、网页浏览	视频通话、直播

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六、总结

• 通信要素：目的、源、长度（类比 memcpy）
• 端口作用：区分同一主机上的不同应用程序
• 两种角色：Server 被动等待，Client 主动发起
• TCP：面向连接、可靠传输，适合文件传输
• UDP：无连接、不可靠传输，适合实时通信

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七、结尾

有了这些基础概念之后就可以尝试编写网络程序了，下一篇来编写 TCP 程序包含服务器程序与客户端程序。

Hello_Embed 继续带你从原理到实践，掌握嵌入式上位机开发的核心技能，敬请关注～