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教材精讲2026-10-30

2027高项免费连载·第004篇:物联网与计算机网络:三层结构和七层协议,考点落在哪

传感器采集的数据怎样送到应用?物联网分层与网络协议模型回答不同问题。结合虚构社区场景,分清三层结构、七层模型与设备职责,练习按对象和功能辨析。

高项信息系统项目管理师软考

这是2027高项免费连载第004篇,篇号按本免费系列独立编排,与72讲课程的讲号不同。

2027高项免费连载·第004篇:物联网与计算机网络:三层结构和七层协议,考点落在哪

同学们好,我是老孙。

从今天起,精讲站栏目正式开讲。这个栏目和老孙的 2027 版高项收费文章同步走,今天对应的是第 3 讲,讲物联网与计算机网络。

先说一个场景。有个十几年的老小区,门禁是刷卡的,停车靠保安看,路灯定时开关,水表电表每月人工抄。项目经理接手改造的第一个任务,就是让这些"哑巴"设备开口说话:门禁能告诉后台谁进出了,车位能告诉后台空没空,水表能自己报数。

让设备开口说话,靠的是物联网;设备说的话怎么传到后台,靠的是计算机网络。这就是今天这两块内容在项目里的位置。

一、先认识智慧邻里 2.0,再看这一块讲什么

贯穿整个系列的虚拟项目

后面的文章里,老孙会反复用到一个社区智慧化改造项目:美好家园集团的智慧邻里 2.0 项目,改造对象是集团旗下的清华园社区,也就是开头说的那个老小区。

项目里有几个固定人物:集团的周总是项目发起人,赵副总分管信息化,李经理是项目经理,社区的王主任代表物业,方姐是业主代表,小吴是团队里的技术骨干。

这个项目以及其中所有单位、人物、数据,都是老孙为了讲课虚构的,不对应任何真实的单位和个人。

为什么要用一个固定的虚拟项目?因为高项的知识点太多太散,每个知识点换一个例子讲,学到后面脑子里是一堆互不相干的碎片。用同一个项目串起来,你学进度管理时想的是李经理怎么排工期,学成本管理时想的是赵副总怎么批预算,学干系人管理时想的是方姐这样的业主代表怎么沟通。知识点挂在同一个沙盘上,才记得牢、串得起。 这个沙盘到了写论文的时候还有大用,后面论文站会讲。

这一块在教材里的位置

先说清楚这两块内容在教材里的位置和分量。

计算机网络在教材第 2 章 2.1.2 节,属于"信息技术及其发展";物联网在第 2 章 2.2.1 节,属于"新一代信息技术及应用"。两块内容一老一新,老的是基础,新的是应用。

本篇第六节列出六个本地题库可核的历史考点,用来观察分层与协议辨析的问法。它们不是完整的逐年统计,不保证每年固定出题或固定分值。放弃它们不值得,花太多时间也不值得,按今天讲的分层逻辑理解一遍,再把几个易错点记牢,就够了。

在考试里,这两块的考法有一个共同点:几乎不考原理,只考归属和分类。 某个设备在物联网的哪一层,某个协议在网络的哪一层,某个场景属于第五代移动通信的哪一类。换句话说,你不需要知道数据包是怎么打包拆包的,你只需要知道每样东西"住在哪儿"。

对非信息技术背景的同学来说,这是个好消息。这两块听起来技术含量很高,但考试要求你做的,其实就是分门归类。

二、物联网:三层结构

教材怎么说

教材把物联网架构分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成,是物联网识别物体、采集信息的来源;网络层负责传递和处理感知层获取的信息,是整个物联网的中枢;应用层是物联网和用户的接口。

放进智慧邻里 2.0 看

李经理给清华园社区设计的智慧停车方案,正好把三层走了一遍。

  • 感知层:每个车位地面装一个检测器,入口装车牌识别摄像头。它们的活儿是"看见",车位上有没有车、进来的是哪辆车。
  • 网络层:检测器和摄像头采集到的信息,通过网络传回机房,在后台平台上汇总计算,算出现在还剩几个空位、这辆车停了多久该交多少钱。它的活儿是"传"和"算"。
  • 应用层:方姐手机上那个查空位、扫码缴费的界面,王主任办公室里那块显示全小区车位状态的大屏。它的活儿是"给人用"。

最容易错的一个判断

很多同学会问:后台那个计算平台,到底算网络层还是应用层?

按教材的口径,网络层负责传递和处理信息,处理这件事归网络层。应用层是物联网和用户之间的接口,指的是人直接接触的那一端。所以后台计算平台在网络层,方姐手机上的界面才在应用层。

这个判断在真题里原样考过,下面第五节会讲。

物联网的关键技术

教材列的物联网关键技术主要涉及三项:传感器技术、传感网、应用系统架构。

这三项和三层结构正好能对上:传感器技术对应感知层,传感网对应网络层的传输,应用系统架构对应应用层的搭建。记住三层,三项关键技术也就顺带记住了。

三、计算机网络:七层、四层和协议归属

七层模型

教材介绍的开放系统互连参考模型,从下到上共分七层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

七层听着吓人,其实就是在描述"一条消息从一台设备到另一台设备,中间要经过几道手续"。放进智慧邻里 2.0:

小吴在机房调试门禁系统,门禁终端要把"三号楼刷卡进入一人"这条消息发给后台。最底下的物理层是网线和电信号,真正在跑的东西;数据链路层管相邻两台设备之间怎么交接;网络层决定消息走哪条路到达后台;传输层提供端到端传输,是否可靠重传要看使用的协议;会话层管这一次通信的建立和结束;表示层管消息的格式;应用层提供应用通信所需的协议与服务,不等同于整个门禁业务系统。

记忆口诀:从下往上取每层第一个字,"物、数、网、传、会、表、应"。

四层模型

教材接着讲了一个更实用的模型,把七层简化成四层。简化的逻辑是这样的:

  • 应用层、表示层、会话层三层提供的服务相差不大,合并为应用层
  • 传输层和网络层地位十分重要,各自独立保留
  • 数据链路层和物理层内容相差不多,合并为网络接口层

所以四层是:应用层、传输层、网络层、网络接口层。

七层四层
应用层、表示层、会话层应用层
传输层传输层
网络层网络层
数据链路层、物理层网络接口层

协议住在哪一层

这是计算机网络这一块真正出题最多的地方。教材按四层模型列了各层的主要协议,老孙挑考试最常碰到的整理成一张表:

层主要协议
应用层文件传输协议、简单文件传输协议、超文本传输协议、简单邮件传输协议、动态主机配置协议、远程登录协议、域名系统、简单网络管理协议
传输层两个传输协议,其中一个是用户数据报协议
网络层网际协议、网际控制报文协议、网际组管理协议、地址解析协议、反向地址解析协议

这张表不需要全背,但有一个判断技巧很好用:名字里带"传输文件、发邮件、分配地址、域名、远程登录、网络管理"这类具体业务的,基本在应用层;名字里带"地址解析、控制报文、组管理"这类底层路由和寻址功能的,在网络层。

其中地址解析协议是出题人最爱的一个。它的名字里有"地址",很多人以为它和动态主机配置协议一样在应用层,其实它负责把网络地址解析成物理地址,是寻址功能,在网络层。

四、软件定义网络与第五代移动通信

软件定义网络

教材的口径是,软件定义网络是一种新型网络创新架构,是网络虚拟化的一种实现方式,它通过将网络设备的控制面与数据面分离开来,实现网络流量的灵活控制。

放进智慧邻里 2.0 理解:清华园社区原来有四个门岗,每个门岗的保安自己决定放不放行,规则各不相同。改造后,四个门岗只负责开门关门,放行规则全部由监控中心统一下发。以后要调整访客规则,王主任在中心改一次就行,不用跑四个门岗挨个交代。

门岗只管开关,相当于数据面;监控中心定规则,相当于控制面。两者分开,就是软件定义网络的核心思想。

第五代移动通信三大应用场景

教材引用国际电信联盟的定义,第五代移动通信有三大类应用场景:增强移动宽带、超高可靠低时延通信、海量机器类通信。

场景面向什么智慧邻里 2.0 里的例子
增强移动宽带移动互联网流量爆炸式增长业主在手机上看社区监控高清直播
超高可靠低时延通信工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性要求极高的场景地库道闸与自动泊车的联动控制
海量机器类通信智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的场景全社区几千个水表、烟感、车位检测器同时在线

记法:要快、要稳、要多。 考题通常给一个场景让你判断属于哪一类,抓住这三个字就能定位。

五、三个常见误解

讲考法之前,先把三个流传很广的误解清掉,不然学的时候容易跑偏。

误解一:物联网就是装传感器

很多同学以为物联网等于"给东西装个传感器"。按教材的三层结构,传感器只是感知层的事。只装传感器、数据传不出去也没人用,那不叫物联网,那叫装了个仪表。 三层缺一层都不完整。

这个误解在论文里特别伤人。有同学写"我们为设备加装了传感器,实现了物联网改造",阅卷人一看就知道作者不懂分层。正确的写法至少要交代清楚三件事:用什么采集、怎么传输处理、给谁用。

误解二:第五代移动通信就是网速更快

网速快只是三大场景之一,也就是增强移动宽带。另外两个场景,超高可靠低时延通信讲的是"稳"和"及时",海量机器类通信讲的是"能同时连多少设备",都和网速快不是一回事。

所以考题问"远程手术、工业控制属于哪一类场景",答案不是增强移动宽带,而是超高可靠低时延通信。一想到第五代移动通信就只想到快,是这类题最常见的错因。

误解三:四层模型出来了,七层就不用管了

七层和四层是两个并存的模型,不是新旧替代关系。教材两个都讲了,考题两个都会用。有的题问"开放系统互连参考模型中某某属于哪一层",用的是七层;有的题问"某某不属于应用层协议",按四层来判断更方便。

两套模型都要认识,更要记住它们之间怎么合并的,这样不管题目用哪套说法,你都能对上号。

六、考试怎么考

物联网三层与网络分层

这两块内容在综合知识里的考法,基本逃不出三种。

考法一:设备或平台在物联网哪一层

2022 年下半年第 6 题问,在物联网架构中,云计算平台属于哪一层,选项是感知层、网络层、会话层、数据链路层,答案是网络层。

这道题除了考前面讲的"处理归网络层",还埋了一个坑:会话层和数据链路层根本不是物联网架构里的层,它们是七层模型里的词。两个知识点的名词混在一起出现在选项里,是这一块最典型的出题手法。

2024 年上半年第 2 批第 34 题问,哪个不属于物联网感知层设备,选项是温度传感器、摄像头、二维码标签、以太网交换机,答案是以太网交换机。交换机负责转发数据,是"传"的角色。

考法二:协议或设备在网络哪一层

2020 年下半年第 2 题问,哪个协议属于网络层协议,答案是地址解析协议。

2024 年上半年第 2 批第 21 题反过来问,哪个不属于应用层协议,选项里有动态主机配置协议、文件传输协议、简单邮件传输协议、地址解析协议,答案还是地址解析协议。

同一个协议,隔了几年,一次正着问、一次反着问。 这就是为什么老孙说要把地址解析协议单独记牢。

2021 年上半年第 3 题问,通过逻辑地址进行网络之间信息转发的路由器工作在哪一层,答案是网络层。路由器决定"消息走哪条路",这正是网络层的活儿。

考法三:政策与规划里的物联网表述

2022 年上半年第 4 题考的是国家信息化规划里提出的新型城域物联专网,问统筹建设物联、什么、智联三位一体,答案是数连。

这类题属于政策原文题,没有推理空间,性价比不高,遇到了按印象选即可,不值得专门花时间准备。

七、考点锚定

年份批次题号考点考法
2022 年下半年第 6 题云计算平台属于物联网网络层物联网分层
2024 年上半年第 2 批第 34 题以太网交换机不属于感知层物联网分层
2020 年下半年第 2 题地址解析协议属于网络层协议归属
2024 年上半年第 2 批第 21 题地址解析协议不属于应用层协议归属
2021 年上半年第 3 题路由器工作在网络层设备归属
2022 年上半年第 4 题物联、数连、智联三位一体政策原文

本篇考法总结三句话:

第一句,物联网三层是感知、网络、应用,负责采的在感知层,负责传和算的在网络层,负责给人用的在应用层。

第二句,七层合并成四层:上三层合成应用层,下两层合成网络接口层,传输层和网络层独立保留。

第三句,协议归属看功能,具体业务在应用层,寻址路由在网络层,地址解析协议正反都考过。

八、下一步

今天给大家一个小练习:拿出手机,想一想你每天用的几个应用分别用到了哪些东西。比如你在外卖软件上看骑手位置,骑手手机的定位属于物联网哪一层?位置信息传到平台再推给你,经过的是哪一层?你看到的那张地图又是哪一层?

用身边的事练习分层,比对着表格背有效得多。

这一块在收费文章里是第 3 讲,除了今天讲的分层和归属,还有智慧邻里 2.0 的完整物联网方案设计、网络规划的案例题演练,以及怎么把物联网写进论文的技术背景段。想系统跟一遍的同学可以去看;想有人带着学、帮你把知识点和论文项目挂钩的同学,可以找老孙聊一对一,先确认服务范围与安排。

明天是论文站第一篇,讲题干要求、项目事实与管理工具怎样连接,不用年份排行代替能力准备。

老孙保持日更,明天见。

#高项 #信息系统项目管理师 #软考

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文 / 老孙

20年一线IT老兵,软考高级培训导师。有问题随时加微信聊。

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