为了理解各前端开发项目的网络活动以及数据在网络中是如何发送接收的，对计算机网络的各个分层进行了如下整理：
一.网络与分层
1.1网络被分为五个层
从上至下分为（1）应用层（2）传输层（3）网络层（4）链接层（5）实体层
越下面的层越靠近硬件，越上面的层越靠近用户
1.2层与协议
每一层都是为了完成一种功能，为了实现这一种功能，需要大家都遵守共同的规则。
这种规则叫做协议（protocol）
二.各种层的联系
1.实体层
把电脑都连接起来的层就叫实体层，通过光缆，电缆，双绞线，无限电等手段，都采用物理手段。
2.链接层
定义：单纯的0和1没有任何意义，必须规定解读方式，多少个电信号算一组？每个信号位有什么意义？
以太网协议：早起时候，每家公司都有自己的电信号分组方式。逐渐的，一种叫做“以太网”的协议占据了主导，以太网规定，一组电信号构成一个数据包，称为帧。每一帧分为两个部分：标头和数据。
标头包含数据包的一些说明项，比如发送者、接收者、数据类型等，数据则包含数据包具体内容
标头长度，固定为18字节。数据长度最短为46字节，最长为1500字节，整个帧长度最短为64字节，最长为1518字节。
mac地址：以太网数据包的包头，包含了发送者和接收者的信息。那么，发送者和接收者是如何标识的呢？以太网规定，连入网络的所有设备，必须有网卡这个设备，数据包必须是从一块网卡，传送到另外一块网卡。网卡的地址就是数据包的发送和接收地址，叫做mac地址。
每块网卡出厂的时候，都有一个全世界独一无二的mac地址，长度是48个二进制单位，通常用12个16进制数表示。
前6个16进制数是厂商编号，后六个是该厂商的网卡流水号，有了mac地址，就可以定位网卡和数据包的路径了。
广播：
定义只是第一步，一块网卡怎么获得另一块网卡的mac地址呢？
以后总是arp协议，可以解决，以太数据包必须知道接收方的mac地址，然后才能发送。（即arp协议解决了获取对方mac地址的问题）
其次，就算知道了mac地址，又如何把数据包准确发送给接收方呢？
以太网采用了一种原始的方式，它不是把数据包准确送到对方，而是向本网络所有计算机发送，让每台计算机自己判断，是否自己为接收方。
上图中，1号计算机向2号发送数据包，同一个子网络的3、4、5号计算机都会接收到这个包。他们读取这个包的标头，找到接收方的mac地址，然后与自身的mac地址相对比，如果相同就接收，否则就丢弃。
有了数据包定义，网卡mac地址，广播的发送方式，链路层就能在多个计算机之间传送数据了。
3.网络层
以太网协议，依靠mac地址发送数据。理论上，单单依靠mac地址，上海的网卡就能找到洛杉矶的网卡了，技术上是可行的。
但是这样子会有个重大缺点。采用以太网的方式发送数据，不仅效率低，而且局限在发送者所在的子网络。如果两台计算机不在同一个子网络，广播是穿不过去的，这个设计是合理的，如果互联网上的每一台计算机都会收到所有包，那会引起灾难。
所以必须找到一种方法能让子网络之间实现通信。区分两个mac地址是否是同一个子网络，如果是就用广播，不是就采用“路由”的方式发送。
路由的意思就是指如何向不同的子网络发送数据包。
于是，这就催生了网络层的诞生。它的作用是引进一套新的地址，使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。
这套地址就称为网络地址，简称网址。
于是，"网络层"出现以后，每台计算机有了两种地址，一种是MAC地址，另一种是网络地址。两种地址之间没有任何联系，MAC地址是绑定在网卡上的，网络地址则是管理员分配的，它们只是随机组合在一起。
网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络，MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。因此，从逻辑上可以推断，必定是先处理网络地址，然后再处理MAC地址。
ip协议：规定网络地址的协议称为ip协议，目前有ipv4和ipv6两种定义方式，ipv4由32个二进制组成。
互联网上的每一台计算机，都会分配到一个IP地址。这个地址分成两个部分，前一部分代表网络，后一部分代表主机。比如，IP地址172.16.254.1，这是一个32位的地址，假定它的网络部分是前24位（172.16.254），那么主机部分就是后8位（最后的那个1）。处于同一个子网络的电脑，它们IP地址的网络部分必定是相同的，也就是说172.16.254.2应该与172.16.254.1处在同一个子网络。
但是，问题在于单单从IP地址，我们无法判断网络部分。还是以172.16.254.1为例，它的网络部分，到底是前24位，还是前16位，甚至前28位，从IP地址上是看不出来的。
那么如何才能从ip地址判断两台计算机是否属于同一个子网络呢，这就要用到另一个参数“子网掩码”。
它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.254.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。
知道"子网掩码"，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。
总结一下，ip协议的作用是1为每一台计算机分配ip地址2确定哪些地址在同一个子网络
ip数据包：ip数据包也分为“标头”和“数据”两个部分
标头主要包括：版本，长度，ip地址等信息，数据包括ip数据包的具体内容。
放进以太数据包后，就变成了以下样式
IP数据包的"标头"部分的长度为20到60字节，整个数据包的总长度最大为65,535字节。因此，理论上，一个IP数据包的"数据"部分，最长为65,515字节。前面说过，以太网数据包的"数据"部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。
arp协议：
关于"网络层"，还有最后一点需要说明。
因为IP数据包是放在以太网数据包里发送的，所以我们必须同时知道两个地址，一个是对方的MAC地址，另一个是对方的IP地址。通常情况下，对方的IP地址是已知的（后文会解释），但是我们不知道它的MAC地址。
所以，我们需要一种机制，能够从IP地址得到MAC地址。
这里又可以分成两种情况。第一种情况，如果两台主机不在同一个子网络，那么事实上没有办法得到对方的MAC地址，只能把数据包传送到两个子网络连接处的"网关"（gateway），让网关去处理。
第二种情况，如果两台主机在同一个子网络，那么我们可以用ARP协议，得到对方的MAC地址。ARP协议也是发出一个数据包（包含在以太网数据包中），其中包含它所要查询主机的IP地址，在对方的MAC地址这一栏，填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF，表示这是一个"广播"地址。它所在子网络的每一台主机，都会收到这个数据包，从中取出IP地址，与自身的IP地址进行比较。如果两者相同，都做出回复，向对方报告自己的MAC地址，否则就丢弃这个包。
有了网关和arp协议，就能得到了无论不同还是相同子网的ip和mac地址，从而能把数据包发送到任意一台主机上了。
4.传输层
有了MAC地址和IP地址，我们已经可以在互联网上任意两台主机上建立通信。
接下来的问题是，同一台主机上有许多程序都需要用到网络，比如，你一边浏览网页，一边与朋友在线聊天。当一个数据包从互联网上发来的时候，你怎么知道，它是表示网页的内容，还是表示在线聊天的内容？
也就是说，我们还需要一个参数，表示这个数据包到底供哪个程序（进程）使用。这个参数就叫做"端口"（port），它其实是每一个使用网卡的程序的编号。每个数据包都发到主机的特定端口，所以不同的程序就能取到自己所需要的数据。
"端口"是0到65535之间的一个整数，正好16个二进制位。0到1023的端口被系统占用，用户只能选用大于1023的端口。不管是浏览网页还是在线聊天，应用程序会随机选用一个端口，然后与服务器的相应端口联系。
"传输层"的功能，就是建立"端口到端口"的通信。相比之下，"网络层"的功能是建立"主机到主机"的通信。只要确定主机和端口，我们就能实现程序之间的交流。因此，Unix系统就把主机+端口，叫做"套接字"（socket）。有了它，就可以进行网络应用程序开发了。
现在，我们必须在数据包中加入端口信息，这就需要新的协议。最简单的实现叫做UDP协议，它的格式几乎就是在数据前面，加上端口号。
UDP数据包，也是由"标头"和"数据"两部分组成。
"标头"部分主要定义了发出端口和接收端口，"数据"部分就是具体的内容。然后，把整个UDP数据包放入IP数据包的"数据"部分，而前面说过，IP数据包又是放在以太网数据包之中的，所以整个以太网数据包现在变成了下面这样：
UDP数据包非常简单，"标头"部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。
tcp协议：
UDP协议的优点是比较简单，容易实现，但是缺点是可靠性较差，一旦数据包发出，无法知道对方是否收到。
为了解决这个问题，提高网络可靠性，TCP协议就诞生了。这个协议非常复杂，但可以近似认为，它就是有确认机制的UDP协议，每发出一个数据包都要求确认。如果有一个数据包遗失，就收不到确认，发出方就知道有必要重发这个数据包了。
因此，TCP协议能够确保数据不会遗失。它的缺点是过程复杂、实现困难、消耗较多的资源。
TCP数据包和UDP数据包一样，都是内嵌在IP数据包的"数据"部分。TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。
5.应用层
应用程序收到"传输层"的数据，接下来就要进行解读。由于互联网是开放架构，数据来源五花八门，必须事先规定好格式，否则根本无法解读。
"应用层"的作用，就是规定应用程序的数据格式。
举例来说，TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了"应用层"。
这是最高的一层，直接面对用户。它的数据就放在TCP数据包的"数据"部分。因此，现在的以太网的数据包就变成下面这样。
至此，整个互联网的五层结构，自下而上全部讲完了。这是从系统的角度，解释互联网是如何构成的。
（本篇文章转自博客园：阮一峰）