TCP/IP协议族

TCP/IP协议族体系结构及主要协议

TCP/IP协议族是一个四层协议系统，自底而上分别是数据链路层、网络层、传输层、应用层。每一层完成不同的功能，通过若干协议来实现，上层协议使用下层协议提供的服务。

数据链路层

    数据链路层实现了网卡接口的网络驱动程序，以处理数据在物理媒介（以太网、令牌环等）上的传输。不同的物理网络具有不同的电气特性，网络驱动程序隐藏这些细节，为上层协议提供一个统一的接口。

    数据链路层两个常用的协议ARP和RARP。实现了IP地址和机器物理地址的（MAC地址）之间的相互转换。

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地址来决定如何投递。

    网络层另一个重要的协议是ICMP协议，是IP协议的重要补充，主要用于检测网络连接。

传输层

    传输层为两台主机上的应用程序提供端到端（end to end）的通信。

    传输层协议主要有三个：TCP协议、UDP协议、SCTP协议。

    TCP协议为应用层提供可靠的、面向连接的和基于流的服务。

    UDP协议与TCP协议相反，为应用层提供不可靠、无连接和基于数据报的服务。

    SCTP协议是一种相对较新的传输层协议，为在因特网上传输电话信号而设计的。

应用层

    应用层负责处理应用程序的逻辑。

封装

    上层协议是如何使用下层协议提供的服务？通过封装实现的。

    应用程序数据在发送到物理网络上之前，将沿着协议栈从上往下一次传递。每层协议都将在上层数据的基础上加上自己的头部信息（有时还有尾部信息），以实现该层的功能。这个过程称为封装。

经过TCP封装后的数据称为TCP报文段。

经过UDP封装后的数据称为UDP数据报。

经过IP封装后的数据称为IP数据报。

经过数据链路层封装的数据称为帧。

    帧的最大传输单元（MTU）,即帧最多能携带多少上层协议数据，通常收到网络类型的限制。以太网的MTU是1500字节。因此，过长的IP数据报可能需要被分片传输。

分用

    当帧到达目的主机时，将沿着协议栈自底向上依次传递。各层协议依次处理帧中本层负责的头部数据，以获取所需的信息，最终将处理后的帧交给目标应用程序。这个过程称为分用。

在顶层目标服务看来，封装和分用似乎没有发生过。