嵌入式测试学习第 27 天：网络基础：IP、子网掩码、TCP/UDP基础

网络基础：IP、子网掩码、TCP/UDP基础

• • 一、IP地址基础
  • • 1、IP定义与格式
    • [2、IPv4 A/B/C地址分类（嵌入式只用C类）](#2、IPv4 A/B/C地址分类（嵌入式只用C类）)
    • [3、静态IP / DHCP自动获取IP](#3、静态IP / DHCP自动获取IP)
    • 补充：嵌入式实物网口硬件
  • 二、子网掩码、网关原理
  • • 1、子网掩码作用
    • 2、网关
  • 三、TCP/UDP传输协议
  • • 2、UDP：无连接、高速、不可靠
    • 3、TCP：面向连接、可靠、低速
  • 四、总结

一、IP地址基础

1、IP定义与格式

IPv4是局域网设备唯一通信编号，点分十进制4段数字，每段0~255 ，格式：xxx.xxx.xxx.xxx，嵌入式设备（ESP8266、W5500）入网必须配置IP，常用局域网网段192.168.X.X。

配图说明：TP-LINK路由器后台LAN设置页，可手动修改局域网网关IP（默认192.168.1.1）、子网掩码，DHCP自动分配IP，嵌入式设备出厂调试常参照此配置网段。

2、IPv4 A/B/C地址分类（嵌入式只用C类）

• A类：1~126.X.X.X，大型广域网，主机位24位，单网段可挂十几万设备；
• B类：128~191.X.X.X，中型组网，主机位16位；
• C类：192~223.X.X.X（嵌入式标配） ，主机位8位，单网段最多254台设备，192.168.1.X是工控/WiFi模组通用网段；
  D/E类：组播+保留地址，嵌入式测试极少使用。

3、静态IP / DHCP自动获取IP

• 静态IP：手动固定IP、掩码、网关，量产嵌入式设备固定组网用；
• DHCP：设备上电自动从路由器申请IP，开发调试首选。

配图说明：NodeMCU(ESP8266)连接WiFi后，串口助手自动打印：IP:192.168.1.106、掩码255.255.255.0、网关192.168.1.1，是嵌入式网络调试最直观的日志。

补充：嵌入式实物网口硬件

W5500：硬件自带TCP/IP协议栈，STM32通过SPI驱动，是嵌入式有线网测试最常用模块，自带RJ45网口插网线连路由器。

二、子网掩码、网关原理

1、子网掩码作用

配合IP二进制与运算，拆分网络位+主机位 ，判断两台设备是否在同一局域网；同网段直连通信，跨网段必须网关转发。

C类默认掩码：255.255.255.0

举例：

设备A：IP192.168.1.111、掩码255.255.255.0 → 网段192.168.1.0

设备B：IP192.168.1.222 → 同网段，不用网关互通

设备C：IP192.168.2.50 → 网段不同，无法直接通信

2、网关

局域网出口，家用/工控默认网关192.168.1.1（路由器LAN地址），嵌入式设备访问外网、跨网段通信必填网关。

三、TCP/UDP传输协议

TCP、UDP属于传输层协议，下层依托IP（网络层）寻址，上层对接HTTP、串口透传等应用；嵌入式所有网口收发数据，底层都是TCP/UDP。

2、UDP：无连接、高速、不可靠

• 特点：不用握手建立连接，发完数据包直接结束；丢包不重传、无数据校验、传输速度快；
• 嵌入式应用：WiFi广播、语音传输、传感器高频上报数据；
• 测试痛点：丢包随机，大批量数据容易缺失。

3、TCP：面向连接、可靠、低速

• 特点：三次握手建立连接、四次挥手断开，数据丢失自动重传、顺序保证；
• 嵌入式应用：设备固件升级、串口TCP透传、服务器上报关键参数；
• 测试痛点：连接耗时，频繁断线优先排查TCP握手异常。

四、总结

1. 设备不通网优先排查：IP/掩码/网关配置→接线供电→路由器DHCP开启；
2. UDP测试：重点测丢包率；TCP测试：重点测连接稳定性、断线重连；
3. W5500/ESP8266调试优先开串口，查看IP获取日志（参考ESP8266串口截图）。