看文这篇保证你了解掌握【TCP/IP 五层模型】！_tcp协议模型

1. 协议分层

在网络通信中，需要约定的协议，其实是非常复杂的！面对复杂的环境，就需要复杂的协议，但是太复杂也不好。
协议是拆分很多的，那么就针对有些小的协议，作用或者定位类似的进行分类，同时针对这些不同的类别，进行分层（相当于约定了层级和层级的关系，要求上层协议调用下层，下层给上层提供支持，不能跨层调用）
简单的画个图来描述下，上层调用下层，下层给上层提供支持的含义

只有两个相邻的层级才可以交互，不可以跨级进行交互。

分层的好处：

• 分层之后就可以做到，层次之间，耦合程度比较低，上层协议不必了解下层的细节，下层也不必了解上层的细节
• 方便的对某一层的协议进行替换

2. 具体如何分层

有两种模型：

• OSI 七层网络模型（仅仅存在教科书上的）

• TCP/IP 五层网路模型（当下最广泛的网络模型）

本文我们主要介绍 TCP/IP 五层网络模型！

2.1 应用层

关注传输的数据的用途，应用层就是程序猿写的应用层序

2.2 传输层

不考虑中间路径，只关注起点和终点

2.3 网络层

主要负责两个遥远的节点之间，路径规划

2.4 数据链路层

主要关注两个相邻节点之间的传输，是通过网线/光纤/无线哪一种方式连接

2.5 物理层

网络通信的基础设施，网线，光纤，网线接口，类似于网络上的高速公路

3. 在协议分层的背景下，数据如何通过网络传输？

首先需要了解两个概念：封装 & 分用

• 封装：发送方发送数据，要把数据从上到下，依次交给对应的层次的协议，进行封装
• 分用：接收方收到数据，要把数据从下到上，依次交给对应的层次的协议，进行解析

为了能够大家可以更加详细了解，整个过程，我们以一个 发送QQ 消息为例子，大概来介绍下这个过程！

在一个月黑风高的夜晚，张三决定向女神表白，此时他打开了QQ，在输入输入的一行文字：我喜欢你！并点击发送按钮

那么这一句话到底是怎么发送过去的呢？ 此处只是模拟，真实的数据包可能更复杂的多

• 1. 应用层（QQ应用程序）拿到上述用户数据，进行封装，封装成应用成数据包
• 2. 传输层拿到上述数据，应用层通过调用传输层提供的API，来处理这个数据（传输层有很多协议，此处以UDP为例）
     此处，UDP协议再给应用数据包加上一个UDP报头,就是为了再贴一层标签，从而再标签上填写必要的属性。传输层协议，最关键的属性，就是源端口和目的端口
• 3. 网络层拿到上述数据后（此处采用IP协议）
• 4. 数据链路层（最典型的协议以太网）
     mac 地址是物理地址，也是描述一个主机的位置，但是IP是用来进行路径规划的，而当下的mac是描述数据链路层，两个即将传输的相邻节点。
• 5. 物理层接收上述数据，将上述本质上是 0101 的二进制数据转换成光信号/电信号/电磁波信号，进行传输了！

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那接收方又如何解析的呢？
接收的过程正好和上述过程相反，
发送，从上到下，依次封装，新增报头
接收，从下到上，依次分用，去掉报头

• 1. 物理层，网卡，收到高低电平信号，然后解析还原成二进制数据
• 2. 数据链路层，此时就把上述二进制数据 当作一个以太网数据，进行去掉帧头，帧尾，取出中间的载荷，交给上方的网络层
• 3. 网络层，去掉IP报头
• 4.传输层，去掉UDP报头
• 5. 应用层，此时由QQ程序来解析应用层数据包，取出字段，放到程序界面

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4. 模拟经典真实的转发过程

• 中间的交换机：只需要封装分用到 数据链路层（只需要改源mac和目的mac）
• 中间的路由器：则需要封装分用到 网络层（也需要改mac，同时还需要根据目的ip进行下一阶段的路径规划）
• 通常来说，交换机是进行“二层转发”，路由器进行“三层转发”

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