1. 网络分层模型

1.1 OSI的7层模型与tcp/ip协议族体系4层结构

1.2 数据链路层

数据链路层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。因此，这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。
该层通常又被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。
MAC 子层：主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题，完成网络介质的访问控制；
LLC 子层：主要任务是建立和维护网络连接，执行差错校验、流量控制和链路控制。
注意：
TCP/IP 协议体系结构中，数据链路层的功能描述为实现网卡接口的网络驱动程序，以处理数据在物理媒介上的传输，不同的物理网络具有不同的电气特性，网络驱动程序隐藏了这些细节，为上层协议提供了一个统一的接口。这一层主要关注的三个基本问题是：封装成帧，透明传输和差错检测。

1.3 网络层

网络层实现数据包的选路和转发。
网络层最核心的协议是 IP 协议。IP 协议根据数据包的目的 IP 地址来决定何如投递它。如果数据包不能直接发送给目标主机，那么 IP 协议就是为它寻找一个合适的吓一跳路由器，并将数据包交付给该路由器来转发。多次重复这一过程，数据包最终到达目标主机，或者由于发送失败而被丢弃。可见，IP 协议使用逐跳的方式确定通信路径。
网络层另外一个重要的协议是 ICMP 协议（因特网控制报文协议）。它是 IP 协议的重要充，主要用于检测网络连接。
IP 协议为上层协议提供无状态、无连接、不可靠的服务。
无状态是指通信双方不同步传输数据的状态信息，因此所有 IP 数据报的发送、传输和接收都是相互独立、没有上下文关系的。无连接是指 IP 通信双方都不长久地维持对方的任何信息。不可靠是指 IP 协议不能保证 IP 数据报准确地到达接收端，它只是承诺尽最大努力。
IPV4 头部结构如下：

1.4 传输层

传输层为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。与网络层使用的逐跳通信的方式不同，传输层只关心通信的起始端和目的端，而不在乎数据包的中转过程。
传输层协议主要有三个：TCP 协议、UDP 协议和 SCTP 协议。
TCP 协议（传输控制协议）为应用层提供可靠的、面向连接的和基于流的服务。UDP 协议（用户数据报协议）则与 TCP 协议完全相反，它为应用层提供不可靠、无连接、基于数据报地服务。SCTP 协议（流控制传输协议）是一种相对较新的传输层协议，它是为了再因特网上传输电话信号而设计的。
TCP 协议报头：

1.5 应用层

应用层负责处理应用程序的逻辑。

2. 网络应用程序通信流程

如下图，应用程序 A 要将数据”hello” 传给网络上另外一台主机上的应用程序 B, 数据“hello”从应用层发送给传输层后，传输层在数据前面加上 tcp 协议或 udp 协议的报头，将整条报文发给网络层，网络层添加自己的 IP 报头，再将整条数据发送给数据链路层。数据链路层将数据封装成能在网络中独立传输的数据单元，即数据帧。封装好的数据帧通过网络传输到另一台主机，然后再从下层依次拆包，将数据部分送往应用层。应用程序 B 就得到了数据”hello”。