通信OSI七层模型

首先明确一些基本概念：开发环境/平台：指程序员开发程序的环境，这个一般都是在集成开发环境上进行的， 例如我们普通的PC机装上一个集成开发环境（也是个程序，能够模拟目标系统），在这个 环境里面写程序，跑程序，调试程序。无线接入网（有时也叫做基站系统BSS） = RNC（无线网络控制器，基本相当于以前 叫法中的BSC基站控制器）+NODEB （基本相当于以前叫法中的基站收发信机BTS，狭义 上的基站一般指BTS）无线接入网涉及三个通信层：由层一、层二、层三组成，分别称作物理层（Physical Layer）、媒体接入控制层（MAC）、无线资源控制层（RRC）。基本分别对应OSI七层 模型中的物理层、数据链路层、网络层。各种通信系统架构基于OSI七层模型来进行设计，但是在设计并不一定要严格的做七 层分解，有时某几个通信层可以合并为一个层来定义。另外，我们还能听到非接入层（NAS ）这个概念（手机上一般提接入层和非接入层两 个通信层），非接入层协议由于只是在手机与核心网之间定义的协议，不属于无线接入网研 发范畴，所以称之为非接入层协议（我们可以理解为高层协议，如TCP、UDP、HTTP、 FTP等在手机应用软件开发时用到的协议都是在非接入层进行）嵌入式开发嵌入式开发无处不在。一个大型通信系统也是由很多嵌入式和非嵌入式的模块系统合并 构成。由于嵌入式系统是一种专用系统，在任务处理时强调快速、实时，因此嵌入式操作系 统一般称为实时操作系统。一些厂商在进行嵌入式产品研发时为了节省购买操作系统（VXWORKS等）的费用，工程师往往根据实际需求对LINUX这种开源系统进行适当裁剪 或加载程序代码，这会涉及操作系统内核层面，属于嵌入式操作系统研发层面，这些工程师 对LINUX是最为熟悉的（但有些工程师不做裁剪、只负责将操作系统移植到其它硬件平台， 有的只在操作系统上搭建集成开发环境供主程序开发人员进行主程序开发）。基于操作系统 或集成开发环境，一些工程师会进行驱动开发、BSP开发、中间件开发、应用软件开发、 通信协议软件开发。由于一些嵌入式平台厂商（如提供嵌入式X86的英特尔、ARM厂商或 DSP厂商）将软硬件平台解决方案提供的非常完善（硬件平台、嵌入式操作系统、集成开 发环境IDE、交叉编译环境、外设驱动程序、通信接口等），因此，做嵌入式成品的厂商只 需在上面加载自己的应用主程序即可成形一个有某种应用功能的嵌入式产品。在嵌入式开发 的各环节中，没有哪个环节技术含量更多的说法，比如做驱动软件开发的人也许在应用功能 开发上研究很少，只是由于中国在集成电路、操作系统、中间件技术方面比较落后，因此， 做嵌入式应用功能开发的人容易被误解为做的事情没有技术含量，其实一个嵌入式应用功能 的实现需要对系统软硬件系统、业务流程进行全盘考量，做嵌入式应用软件开发的工程师往 往被误认为只写一点简单代码而不需研究系统架构、软硬件性能、效率或可靠性，当一个项 目中软硬件平台的性能都没法再做提升的时候，应用软件开发人员在开发时的各种考量就变 得非常关键了。嵌入式操作系统：RTOS,这个概念和开发环境很容易搞混淆。首先，嵌入式开发写得 代码在集成开发环境调试完毕后烧到相应的芯片里面去的，RTOS就是芯片本身的操作系 统,就像windows基于PC 一样。通常我们说的嵌入式Linux开发就是指的RTOS是Linux。 常见的通用RTOS就是Vxworks、Linux这些，RTOS也可以是开发人员自己写的简单的控 制程序。绝大多数的所谓Linux嵌入式开发人员做的事情就是写目标操作系统是Linux的程序， 其实都是在PC上的集成开发环境里写代码，并在模拟的嵌入式Linux系统下调试。目前，通用RTOS已经模块化，可根据需求添加功能和接口。个人理解，层四及以下都是嵌入式开发。通信OSI七层模型第一层：物理层（Physical）对通信的物理参数（如通信介质、传送速率等）作出规定。实 际上，它就是在通信站之间提供“1 ”与“0”的能力（连接硬件一网卡）。物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过 程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。在这一层，数据的单位称为比特 （bit）。属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45 等。涉及物理层的职位普遍为专业性很强的职位，主要是包括系统构架，物理层算法仿真, 算法设计，算法实现等，属于比较核心的技术。其中算法实现即我们经常接触到的DSP/FPGA基带软件开发。物理层算法实现通常是 用DSP或者FPGA等芯片实现的，或者使用集成了多个DSP/FPGA芯片的专用板，个别 厂商用ARM、MCU、ASIC等做，性能不如DSP和FPGA的。Key words： PHY、Baseband （SW）第二层：数据链路层（Data Link）负责将数据切割成数据框，并将数据框传送到传输介质 上。它具有链路控制、错误控制以及数据流量控制的能力（连接硬件一网桥）。在这一层，数据的单位称为帧（frame）。数据链路层分两个子层：MAC （媒体接入控制）和LLC （逻辑链路控制）。其中MAC 层技术属于非常核心的技术。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。涉及职位通常包括：系统构架，MAC协议开发、MAC层算法实现等职位。MAC层算法实现主要使用通用处理器，女口： PowerPC、ARM，也有用DSP 的,如Tieto 成都就是用DSP帮NSN做MAC实现。其中，DSP的开发一般使用的是专用开发平台（系 统)，而ARM, PowerPC这些就是用的嵌入式Linux或者VxWorks系统。(注：凡是嵌 入式开发，程序最后都要在芯片上跑的)。第三层：网络层(Network)负责数据的打包及传输途径的设置。当几个局域网互联时， 通过它进行路径的选择。主要方法有：虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、 阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数据网(ISDN)、异步传输模式(ATM)及网际互连 原理与实现。本层还控制站间信息的传送(连接硬件一路由器)。在这一层，数据的单位称为数据包(packet)0网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。常常遇到的层三的概念包括：RRC，RRM，第四层：传输层(Transport)提供两个系统间可靠稳定的数据传输，并负责数据流量控制 和差错控制，保证端到端的可靠传输。工作过程(1)分割与重组数据(2)按端口号寻址 (3)连接管理(4)差错控制和流量控制在这一层，数据的单位称为数据段(segme nt)。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。第五层：会话层(Sessio n)是用户进入网络的接口。负责把面向网络的会话地址变换成 相应的工作站的物理地址，此层常置于操作系统中。第六层：表示层(Prese ntatio n)提供数据格式的转换及编码。它的功能一般由可由用户 调用的一种库程序来提供。第七层：应用层(Application)提供OSI通信协议的用户接口以及分布式数据服务，如对 用户录入、电子邮件协议、分布式数据的存取等的处理。应用层协议的代表包括：DNS、HTTP、FTP等。