TCP/IP协议分层模型

本篇总结自《图解TCP/IP》

概览：

1.硬件（物理层）

TCP/IP的最底层是负责数据传输的硬件，这种硬件就相当于以太网或电话线路等物理层的设备，关于它的内容一直无法统一定义，因为只要人们在物理层面上所使用的传输媒介不同（如使用网线或者无线），网络的带宽，可靠性，安全性，延迟等都会有所不同吗，而在这些方面又没有一个既定的指标，总之TCP/IP是在网络互联的设备之间才能够通信的前提下 才被提出的协议。

2.网络接口层（数据链路层）

网络接口层利用以太网中的数据链路层进行通信，因此属于接口层。与就是说，把它当做让NIC起作用的“驱动程序”也无妨，驱动程序实在操作系统与硬件之间起桥梁作用的软件。计算机的外围附加设备或拓展卡。不是直接插到电脑上或电脑的拓展槽上就能马上使用，还需要有相应驱动程序的支持。
例如：换了一个新的NIC网卡，不仅需要硬件，还需要软件才能真正投入使用。因此，人们常常还需要在操作系统的基础上安装一些驱动软件以便使用这些附加硬件。

3.互联网层（网络层）

互联网层使用IP协议，它相当于OSI模型中的第3层网络层，IP协议基于IP地址转发分包数据。

TCP/IP分层中的互联网层与传输层的功能通常由操作系统提供，尤其是路由器，它必须得实现通过互联网层转发分组数据包的功能。

此外。连接互联网的所有主机跟路由器必须都实现IP功能，其他连接互联网的网络设备就没必要一定实现IP或TCP的功能。

3.1 IP

• ip是跨域网络传送数据包，使整个互联网都能收到数据的协议，IP协议使数据能够发送到地球的另一端，这期间它使用IP地址作为主机的标识
• IP还隐藏着数据链路层的功能，通过ip，相互通信的主机之间不论经过怎样的底层数据链路都能实现通信
• 虽然ip也是分组交换的一种协议，但是它不具有重发机制。即使分组数据包未能到达对端主机也不会重发。因此，属于非可靠性传输协议

3.2 ICMP

IP数据包在发送途中一旦发生异常导致无法到达对端目标地址时，需要给发送端发送一个发生异常的通知。ICMP就是为这一功能而制定的，它有时也被用来诊断网络的健康状况。

3.3ARP

从分组数据包的IP地址中解析出物理地址（MAC地址）的一种协议

4.传输层

TCP/IP的传输层有两个具有代表性的协议，该层的功能本身与OSI参考模型中的传输层类似。

传输层最主要的功能就是能让应用程序之间实现通信，计算机内部，通常同一时间运行着多个程序，为此，必须分清哪些程序与哪些程序在进行通信，识别这些应用程序的是端口号。

4.1TCP

TCP是一种面向有连接的传输层协议。它可以保证两端通信主机之间的通信可达。TCP能够正确处理在传输过程中丢包，传输顺序乱掉等异常情况。此外TCP海恩那个有效利用带宽，环节网络拥堵。
然而，为了建立与断开连接，有时它需要至少七次的发包收 包，导致网络流量的浪费，此外，为了提高网络的利用率，TCP协议中定义了各种各样复杂 的规范，因此不利于视频会议（音频，视频的数据量既定）等场合使用

4.2UDP

UDP有别于TCP，它是一种面向无连接的传输层协议。UDP不会关注对端是否真的收到了传送过去的数据，如果需要检查对端是否收到分组数据包，或者对端是否连接到网络，则需要在应用程序中实现。
UDP常用于分组数据较少或多播，广播通信以及视频通信等多媒体领域。

5.应用层（会话层以上的分层）

不仅实现OSI模型中应用层的内容，还要实现会话层与表示层的功能