什么是TCP/IP

TCP/IP是指传输控制协议/因特网协议，它是一组用于实现互联网通信的协议。TCP/IP协议由两个部分组成，其中TCP（传输控制协议）提供了可靠的数据传输，而IP（因特网协议）则负责在不同的网络之间进行路由和转发。

TCP/IP协议在互联网中被广泛使用，它将整个互联网分成了多个网络，每个网络都有一个唯一的IP地址来标识。通过TCP协议的连接，可以在不同的计算机之间传输数据，而IP协议则可以确保数据可以正确地到达目的地。

TCP/IP协议具有以下优点：

可靠性：TCP协议提供了可靠的数据传输，确保数据能够正确地到达目的地，而且可以检测和纠正错误。灵活性：TCP/IP协议是开放式协议，可以被任何人使用和扩展，因此可以适应不同的网络环境和应用场景。全球性：TCP/IP协议被广泛应用于全球范围内的互联网中，因此可以在不同地区和不同网络之间进行通信。易于管理：TCP/IP协议是基于分层结构的，每层负责不同的功能，因此易于管理和维护。

由于TCP/IP协议具有以上优点，因此它已成为互联网通信的标准协议，并且在日常生活中被广泛应用，如电子邮件、网页浏览、文件传输等。

TCP/IP 网络模型有哪几层？

应用层

最上层的，也是我们能直接接触到的就是应用层（Application Layer），我们电脑或手机使用的应用软件都是在应用层实现。应用层定义了任何用户均可使用的标准 Internet 服务和网络应用程序。这些服务与传输层协同工作以发送和接收数据。存在多种应用层协议。

所以，应用层只需要专注于为用户提供应用功能，比如 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），大部分应用使用的正是 TCP 传输层协议，比如 HTTP 应用层协议。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。使用 TCP，应用程序可以像通过实际线路连接一样进行相互通信。TCP 发送数据的形式类似于逐个字符进行传送，而不是以独立的包进行发送。这种传输由以下各项组成：

起始点，用于打开连接按字节顺序进行的完整传输结束点，用于关闭连接。

TCP 会向传送的数据中附加一个头。此头包含许多参数，可帮助发送系统上的进程连接到接收系统上的对等进程。TCP头部格式如下图

TCP 通过在发送主机和接收主机之间建立端对端连接，确认包是否已到达其目的地。因此，TCP 被视为一种“可靠的、面向连接的”协议。

UDP 相对来说就很简单，简单到只负责发送数据包，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。当然，UDP 也可以实现可靠传输，把 TCP 的特性在应用层上实现就可以，不过要实现一个商用的可靠 UDP 传输协议，也不是一件简单的事情。

网络层

负责为分组网络中的不同主机提供通信服务，并通过选择合适的路由将数据传递到目标主机。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据封装成分组或包进行传送。

网络层的功能类似于我们日常生活中的快递服务。包裹可能经过很多个中转站才到达我们的手上，我们不需要关心包裹经过了哪些中转站，只关心包裹是否能准确的到达我们的手上。

实际场景中的网络环节是错综复杂的，中间有各种各样的线路和分叉路口，如果一个设备的数据要传输给另一个设备，就需要在各种各样的路径和节点进行选择，而传输层的设计理念是简单、高效、专注，如果传输层还负责这一块功能就有点违背设计原则了。

也就是说，我们不希望传输层协议处理太多的事情，只需要服务好应用即可，让其作为应用间数据传输的媒介，帮助实现应用到应用的通信，而实际的传输功能就交给下一层，也就是网络层（Internet Layer）。

网络层最常使用的是 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 IP 报文。

网络层负责将数据从一个设备传输到另一个设备，世界上那么多设备，又该如何找到对方呢？因此，网络层需要有区分设备的编号。

需要将 IP 地址分成两种意义：

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；

网络接口层

生成了 IP 头部之后，接下来要交给网络接口层（Link Layer）在 IP 头部的前面加上 MAC 头部，并封装成数据帧（Data frame）发送到网络上。

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。

什么是以太网呢？电脑上的以太网接口，Wi-Fi接口，以太网交换机、路由器上的千兆，万兆以太网口，还有网线，它们都是以太网的组成部分。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讯的技术。

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，而 MAC 头部就是干这个用的，所以，在以太网进行通讯要用到 MAC 地址。

MAC 头部是以太网使用的头部，它包含了接收方和发送方的 MAC 地址等信息，我们可以通过 ARP 协议获取对方的 MAC 地址。

所以说，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

综上所述，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。

网络接口层的传输单位是帧（frame），IP 层的传输单位是包（packet）TCP 层的传输单位是段（segment）HTTP 的传输单位则是消息或报文（message）。但这些名词并没有什么本质的区分，可以统称为数据包。