2.2 网络分层模型 #
2.2.1 TCP/IP 网络分层模型 #
TCP/IP 协议总共有四层，每一层需要下层的支撑，同时又支撑着上层，任何一层被抽掉都可能会导致整个协议栈坍塌。
第一层叫 “链接层”（link layer），负责在以太网、WiFi 这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用 MAC 地址来标记网络上的设备，所以有时候也叫 MAC 层。
第二层叫 “网际层 ”或者 “网络互连层”（internet layer），IP 协议就处在这一层。因为 IP 协议定义了 “IP 地址” 的概念，所以就可以在 “链接层” 的基础上，用 IP 地址取代 MAC 地址，把许许多多的局域网、广域网连接成一个虚拟的巨大网络，在这个网络里找设备时只要把 IP 地址再 “翻译” 成 MAC 地址就可以了。
第三层叫 “传输层”（transport layer），这个层次协议的职责是保证数据在 IP 地址标记的两点之间“可靠”地传输，是 TCP/UDP 协议工作的层次。TCP 是一个有状态的协议，需要先与对方建立连接然后才能发送数据，而且保证数据不丢失不重复。而 UDP 则比较简单，它无状态，不用事先建立连接就可以任意发送数据，但不保证数据一定会发到对方。两个协议的另一个重要区别在于数据的形式。TCP 的数据是连续的 “字节流”，有先后顺序，而 UDP 则是分散的小数据包，是顺序发，乱序收。
协议栈的第四层叫 “应用层”（application layer），由于有了下面的三层的基础，在这一层有各种面向具体应用的协议。例如 Telnet、SSH、FTP、SMTP 等等，当然还有 HTTP。
MAC 层的传输单位是帧（frame），IP 层的传输单位是包（packet），TCP 层的传输单位是段（segment），HTTP 的传输单位则是消息或报文（message）。但这些名词并没有什么本质的区分，可以统称为数据包。
2.2.2 OSI 网络分层模型 #
OSI，全称是“开放式系统互联通信参考模型”（Open System Interconnection Reference Model）。由于 TCP/IP 诞生于 1970 年代，当时除了它还有很多其他的网络协议，整个网络世界比较混乱。这个时候国际标准组织（ISO）注意到了这种现象，感觉 “野路子” 太多，就想要来个 “大一统”。于是设计出了一个新的网络分层模型，想用这个新框架来统一既存的各种网络协议，这就是 OSI 模型的来历。OSI 模型分成了七层，部分层次与 TCP/IP 很像，从下到上分别是：
- 第一层：物理层，网络的物理形式，例如电缆、光纤、网卡、集线器等等；
- 第二层：数据链路层，它基本相当于 TCP/IP 的链接层；
- 第三层：网络层，相当于 TCP/IP 里的网际层；
- 第四层：传输层，相当于 TCP/IP 里的传输层；
- 第五层：会话层，维护网络中的连接状态，即保持会话和同步；
- 第六层：表示层，把数据转换为合适、可理解的语法和语义；
- 第七层：应用层，面向具体的应用传输数据。
由于 TCP/IP 等协议已经在许多网络上实际运行，再推翻重来是不可能的。所以，OSI 分层模型在发布的时候就明确地表明是一个 “参考”，不是强制标准。
