对于开发人员而言，从复杂的问题中找寻规律是基本的能力，亦如抽象。如果单一抽象仍不能较好诠释问题，那还可以从分层的角度来定义问题。分层能使我们暂时从最旁枝末节的点抽身出来，拥有更高的视野，视其全貌。网络环境复杂度不言而喻，所以分层也就成了公认选择。
1. 协议层级
协议模型
上图中两种分层方式，左边的五层结构可以看成是实践派的做法，右边的七层结构可以堪称是学术派的研究。不谈优劣，只谈适应不适应。目前主流使用的是五层结构，因为它更加适应于具体开发过程。毕竟分层是为了解耦，解耦必然带来性能降低及复杂度增加，所以取个权衡值才是最实在的。
那么对左边封层方式，逐层简要介绍如下：
1.1 Application 应用层
顾名思义，主要由应用、以及应用之间通信协议构成。典型应用有浏览器、邮件、文件服务等，与之对应的则分别是HTTP、SMTP、FTP等协议。该层主要有如下两个要素：
- 访问形式： 域名，如 www.baidu.com
- 信息单元： message，或称为消息
1.1.1 Domain name system(DNS)
前文中提到过，每个可联网设备在网络中真正唯一的标识符是其网卡上的MAC地址，其他的只是为了便于访问而存在的高可读性字段。类似于中国公民，其身份证号码在国境内是唯一的，但数字可读性差，所以还需要建立起姓名等映射关系便于访问。同样的，域名相当于真正要访问MAC地址的高可读性映射，只是绑定关系让其变得有意义。而建立这种绑定关系的，就是域名系统DNS。
DNS中域名对应的直接映射并非MAC地址，而是一串称为IP地址的数字。
DNS
IP Address
茫茫人海，只知道身份证号码和姓名来找一个人是十分低效甚至无法达成的，这时候，逐层的具体地址就派上了大用场。同样的，为了更便捷有效地管理网络上各式各样数量巨大的联网设备，IP协议按类似省市县的分层形式制订了子网系统。
以IPv4(Version 4)为例，每个IP地址共32位，除去不同类型起始码，其余主要由网络号和主机号构成，对应“A省B市”的结构：
IP Address
1.1.2 Port端口
通常应用是以进程的形式存在，单个主机上会有多个进程同时运行。IP地址虽然标示了当前主机号，但还不能标示到具体进程。因此不同主机上的进程如需通讯，还必须通过额外字段标明进程，这个字段就是Port端口。
Port是一个16位数字，通常和IP地址同时使用。随着互联网的发展，部分Port(0~1024)已被某些知名服务占用，如80/8080等。通过测试某些端口是否有响应，即可测试对应服务是否存在。
1.2 Transport 传输层
传输层负责在应用间传递message，即服务于应用层。与应用层两要素相比，不同之处在于:
- 访问形式：端口，8080
- 信息单元：segment
既然是在应用间传递信息，就必然要标明应用本身。而在一个host上，port是绑定到进程的，因此只需要通过port口进行标注即可。主流传输协议有TCP和UDP两种，具体将在单独章节介绍。
1.3 Network 网络层
网络层负责在主机间移动segment，即服务于传输层。与传输层两要素相比，不同之处在于：
- 访问形式：IP地址，如 192.168.128.10
- 信息单元：datagram
因为是在主机间传递信息，那么自然标识符也只需要精确到IP本身即可。从硬件上讲，一个主机通常一至多个网卡，各自有不同IP地址，但均和主机本身绑定。网络层送出的信息中指明对端IP，传入的信息中也可拆分出具体Port，随后传送到具体应用解析即可。
1.4 Link 链路层
前文提到，主机间的链路可能需要多个结点（如Switch、Router甚至ISP）的参与，要想把一条datagram成功送达对端主机，也绝非易事，因此专门分出一个链路层来完成链路的形成、维护、断开等工作。链路层服务于网络层，要素区别在于：
- 访问形式：IP地址，如192.168.128.10
- 信息单元：frame
注意到这里的信息单元并非datagram，也就是说，链路层的信息与datagram除去header，其实还有可能内容本身也不相同。因为链路由不同有形无形的硬件链路构成，每一段链路的传输率、最大传输单元MTU等也各自不同，所有大于链路最大传输单元的datagram要想顺利传输，就必须切分成合适的frame，传输完成后，再重新组装。
有人可能会问，一直说MAC地址是唯一标识，怎么到了链路层还没用上，别急，这就来了。
1.4.1 MAC Address
MAC地址是由网卡生产商生产时固化进网卡的，为保证其唯一性，MAC地址中有一段是不同生产商申请到的代号。
MAC
上一篇中提到一个设备，叫做Switch交换机，也叫网桥，是MAC地址的集成器。要记住，IP地址是人为地为设备分配一个标识符，以便区隔管理，典型的如DHCP动态内存分配就印证了这个道理。因此网络中一定存在一张IP地址和MAC地址的映射表，从而使得信息能够真正抵达对应的网卡。而通常，这个任务就交给了交换机。
1.5 Physical 物理层
物理层是最基础的一层，它的职责只需要负责完好地传输每一个bit即可。有了链路层精确定位到的两个MAC主机，剩下的就交给硬件材料、协议等来完成了。如前所述，不会过多关注到底层的硬件细枝，因此如有兴趣，可自行拓展阅读。
2. packet封装
前半部分对网络中各个职能划分了层级，为了更加形象地展开剩下的packet封装内容，要先讲个快递的通用流程。
快递相信大部分人都收过，贡献我自己的一张，并大致分层如下：
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应用层
卖家将货物装箱，贴上快递单，上写发货人、收货人地址等联系方式。
对应的Message同样封装好内容后，即送出。
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传输层
分公司收到封装好的包裹，按照地址，查询下一站，并送出至相应分拨中心。
对应的Segment中包含源和目的IP:Port，及其他如称重等辅助校验信息。
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网络层
分拨中心则负责决策将货物送往另一分拨中心，这一层偏向寻找递送的最优途径。
网络层对应的同样是为了给datagram找寻到送达的最优途径，最优通常意味着最快，但不意味着所经过的路径本身最短。
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链路层
确定具体对接分拨中心后，将进一步确定使用何种交通工具送达，并重组货物结构（如集装箱化）以便于运输。
在网络层中确定路径后，链路层将负责重组收到的所有datagram，以便适应不同链路的最大传输单元大小。
-
物理层
确定交通工具后，交给货运负责人员即可。
Packet
3. 小结
归根结底，各层协议的定义只是为了更好地完成层级化后的本职工作，生活中也一样，能真正地干好自己的本职工作，其实本身就是对别人最大的尊重。当然也必须清晰地意识到，每一次层级的增多，再带来更大兼容性的同时，往往意味着更大的沟通成本，如应用层对端可能只希望传输一个字符，实际上却需要传输一堆额外的各层头信息。
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