互联网基石：TCP/IP 四层模型，由浅入深直击原理！

前言

TCP/IP 是迄今为止最常用的网络互联协议套件，在全球互联网运营方面发挥了巨大作用，可以这样说 TCP/IP 在互联网世界无处不在！

TCP/IP 最初由 DARPA（美国国防高级研究计划局）的两位科学家于 1970 年代开发，这两位科学家分为是 Vint Cerf 和 Bob Kahn，被称为 Internet 之父。

当时 NCP 是 ARPAnet 使用的主要传输协议，也就是当今 Internet 的前身，Vint 和 Bob 根据 NCP 的缺点吸取了很多经验教训，TCP/IP 带来的改进非常显着，在 1983 年 TCP/IP 取代了 NCP，成为 ARPAnet 的标准协议。

TCP/IP 在 ARPAnet 成立后，当时加州大学伯克利分校正在开发一个项目，一群科学家正在研究新版本的 Unix 操作系统，即也就是后来的 BSD。1989 年，BSD 开发人员选择 TCP/IP 作为协议栈与其他系统进行通信。

后来他们开发的操作系统在其他大学和机构中非常流行，TCP/IP 也渐渐变得流行起来，此后不久，美国联邦政府也开始测试 TCP/IP 的可用性，这进一步巩固了它在互联网世界中的地位。

什么是 TCP/IP？

从 TCP/IP 看包含两个部分：

• TCP

• IP

TCP/IP 实际包括几十个 Internet 协议，但只有少数是核心协议，其中有两个通常被认为是最重要的，就是我们上面提到的 TCP 和 IP。

IP 属于 OSI 网络层（第三层），在互联网网络中提供寻址、数据报路由等功能；TCP 属于 OSI 传输层（第四层），负责设备上软件进程之间的连接建立和管理以及可靠的数据传输。

由于这两个协议非常重要，所以将这些协议集统称为“TCP/IP”，TCP/IP 的许多最关键的功能都是在第三层和第四层实现的，但是 TCP/IP 不仅仅是 TCP 和 IP，TCP/IP 是一个整体，需要许多不同协议和技术的协同工作，才能构成一个功能性网络，进而正确地为用户提供他们需要的应用程序。

TCP/IP 四层模型？

TCP/IP 包含四层模型，分别是：

下面我们来分别介绍一下每一层。

1、网络接口层

网络接口层是 TCP/IP 四层模型中的第一层，是 OSI 参考模型中定义的物理层和数据链路层的组合，这一层主要涉及计算机连接互联网的基础设施，比如以太网电缆、无线网络、网络接口卡、计算机中的设备驱动程序等等。

网络接口层还负责同一网络上两个设备之间的数据传输，例如将数字数据转换为可传输信号。

网络接口层还有一个就是将 IP 数据报封装成网络传输的帧，并将 IP 地址映射到物理地址。

网络接口层涉及协议

网络接口层主要涉及以下协议：

• 802.3（以太网）

• 802.11（Wi-Fi）

• PPP：点对点协议，提供成帧以及许多提高安全性和性能的附加功能。

• 令牌环

• FDDI

• X.25

• 帧中继

• SLIP：串行链路 Internet 协议，提供基本的 IP 帧。

网络接口层工作流程

网络接口层其实可以细分为三层：

• 逻辑链路控制，英文缩写 LLC，负责处理网络层使用的协议的信息，LLC 在接收端帮助决定将数据包传递到目标网络层的相应协议。

• MAC 层将源 MAC 地址和目标 MAC 地址添加到数据帧中。

• 物理层将数据帧转换为可以通过网络传输的格式。

比如在有线环境下，物理层会将数据帧转换为电信号，在通信的另一方，将电信号转换回数据帧，从数据包中删除标头，然后将数据包重新组合成完整的数据。

2、