TCP/IP 网络模型

TCP/IP 网络通常是由上到下分成 4 层，分别是应用层，传输层，网络层和网络接口层。

应用层

应用层只需要专注于为用户提供应用功能，不用去关心数据是如何传输的。

常见的应用层协议有：HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP 等。

传输层

应用层的数据包会传给传输层，传输层（Transport Layer）是为应用层提供网络支持的。

在传输层会有两个传输协议，分别是 TCP 和 UDP：

• TCP 的全称叫传输控制协议（Transmission Control Protocol）：TCP 相比 UDP 多了很多特性，比如流量控制、超时重传、拥塞控制等，这些都是为了保证数据包能可靠地传输给对方。

• UDP 的全称叫用户数据报协议（User Datagram Protocol）：只负责发送数据包，不保证数据包是否能抵达对方，但它实时性相对更好，传输效率也高。

当设备作为接收方时，传输层则要负责把数据包传给应用，但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据，因此需要用一个编号将应用区分开来，这个编号就是端口号。

网络层

网络层负责将数据从一个设备传输到另一个设备，网络层最常使用的是 IP 协议（Internet Protocol）。

IP 地址

一般用 IP 地址给设备进行编号，对于 IPv4 协议， IP 地址共 32 位，分成了四段（比如，192.168.100.1 ），每段是 8 位。

为了便于寻址，将 IP 地址分成两段：

• 一个是网络号，负责标识该 IP 地址是属于哪个 「子网」 的；

• 一个是主机号，负责标识同一 「子网」 下的不同主机；

子网掩码

将 IP 地址与子网掩码进行按位与运算，得到 IP 地址所属的网络号

除了寻址能力， IP 协议还有另一个重要的能力就是路由。实际场景中，两台设备并不是用一条网线连接起来的，而是通过很多网关、路由器、交换机等众多网络设备连接起来的，那么就会形成很多条网络的路径，因此当数据包到达一个网络节点，就需要通过路由算法决定下一步走哪条路径。

网络接口层

IP 头部中的接收方 IP 地址表示网络包的目的地，通过这个地址我们就可以判断要将包发到哪里，但在以太网的世界中，这个思路是行不通的。

以太网在判断网络包目的地时和 IP 的方式不同，因此必须采用相匹配的方式才能在以太网中将包发往目的地，在以太网进行通讯要用到 MAC 地址。

可以通过 ARP 协议获取目标 IP 对应的的 MAC 地址。

网络接口层主要为网络层提供 「链路级别」 传输的服务，负责在以太网、WiFi 这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用 MAC 地址来标识网络上的设备。