TCP/IP网络模型

应用层

应用层(Application Layer)为用户提供应用功能，应用层协议有：HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等

应用层工作在操作系统的用户态，传输层及以下各层都工作在内核态

传输层

应用层的数据包传给传输层，传输层(Transport Layer)为应用层提供网络支持
在传输层有两个协议，分别是TCP和UDP

TCP全称为传输控制协议（Transport Control Protocol），大部分应用使用的是TCP传输层协议，比如：HTTP应用层协议；TCP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全称为用户数据报协议（User Data Protocol），UDP相对来说更简单，只负责发送数据包，不保证数据包是否能抵达对方，但它的实时性相对更好、传输效率也高

当应用要传输的数据很大时，超过TCP最大报文段长度，就要将数据包分块，这样即使有一个分块丢失，只需要重新发送这个分块，而不用整个数据包重发，在TCP协议中，我们把每一分块叫做TCP段（TCP Segment）

当设备接收到数据包，由于一台设备上可能会有很多应用，传输层是怎么知道应该把数据包传给哪个应用的？答案是通过端口来标识不同的应用

网络层

网络层负责将数据从一个设备传输到另一个设备

网络层最常使用的协议是IP协议（Internet Protocol），IP协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上IP包头组装成IP报文，如果IP报文大小超过MTU（以太网中一般为1500字节）就会再次进行分片，得到一个即将发送到网络的报文

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世界上设备这么多，是怎么找到对方的呢？
我们一般通过IP地址给设备编号，IP地址共32位，分成四段，每一段8位，如：192.168.0.1，只有一个单纯的IP地址可以区分设备，但是寻址就特别麻烦，因此需要将IP地址分为两种意义：
(1) 网络号，负责标识该IP地址属于哪个子网的
(2) 主机号，负责标识同一子网下的不同主机

IP地址配合子网掩码就能算出网络号和主机号：
(1) IP地址与子网掩码进行按位与运算，就可以得到网络号
(2) 子网掩码取反后与IP地址按位与运算，就可以得到主机号

IP协议除了提供寻址能力，还有一个重要的能力就是路由，实际场景中，两个设备之间不是用一条网线连接起来的，而是通过很多网关、路由器、交换机等众多设备连接起来的，那么就会形成很多网络的路径，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

网路接口层（Link Layer）在IP头部的前面加上MAC头部，并封装成数据帧发送到网络

IP头部中的接收方IP地址表示网络包的目的地，通过这个地址可以判断出要将数据包发到哪里，但在以太网（局域网）的世界，这个思路是行不通的

什么是以太网？以太网就是一种在局域网内，把附近的设备连接起来，使它们之间可以进行通信的技术

以太网在判断网络包目的地时和IP的方式不同，以太网使用MAC地址，MAC头部就是以太网使用的头部，包含发送方和接收方的MAC地址信息，可以通过ARP协议获取对方的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

总结

TCP/IP网络从上往下分为应用层、传输层、网络层、网络接口层这四层

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