2、网络基础：模块化设计与协议栈解析

网络基础：模块化设计与协议栈解析

1. 模块化设计

为了尽可能简化网络的设计和维护工作，大多数联网计算机采用模块化设计。每个模块负责单一任务或一组相关任务，且各模块之间相互协作，共同完成网络通信工作。

1.1 模块化的优势

• 易于修改 ：各模块尽可能独立，当需要进行更改时，可以轻松替换某个模块，而无需对其他模块进行修改。
• 便于问题隔离 ：若一个模块包含执行某项功能的所有代码，那么在出现问题时，能够更方便地定位和解决。

1.2 模块的组成

模块可以由硬件、软件或两者结合构成。软件模块可以是大型应用程序中的一个过程或子程序，也可以是一个例程库、一个类或一个类包。在嵌入式系统中，程序代码通常被称为固件，它存储在闪存或其他非易失性内存芯片中，而非磁盘驱动器。与普通软件不同，固件是设备的一个不可或缺且很少更改的部分，用户虽可加载新固件，但通常只是对现有代码进行更新或升级。

2. 网络协议栈

网络中使用的模块可以看作是分层堆叠的，计算机的网络协议栈由参与网络通信的模块组成。

2.1 协议栈结构

• 底层 ：是与网络电缆的硬件接口。
• 顶层 ：是提供要在网络上发送的数据并使用从网络接收的数据的模块。
• 中间层 ：可能包含一个或多个与寻址、错误检查以及提供和使用状态与控制信