为什么要分层？

俩个计算机在物理意义上是互不认识的，只有通过一系列的协议将它们联系起来，例如：两个计算机之间怎么进行识别？以及怎么才能知道对方的地址？以及不同计算机应用程序怎么知道是给自己传递的数据，还有不同的通信数据格式怎么来规定等等一系列的问题。

如果各种问题都写成一套协议来规定双方通信的规则，但是呢？万一其中哪些规则通信中出现问题，影响到了其他规则，最常见的就是数据包，一个数据包中如果包含各种各样的协议，不就乱套了。

为了能够把它设计的更好，决定采用分层划分的结构，既能规定不同层的完成的功能，又能实现层与层之间的改动而不相互影响，这就是我们经常听到网络划分层次的好处。

如何进行分层？

起初网络分层是标准的七层，也就是我们所说的 OSI 七层模型。

TCP/IP 四层模型和 TCP/IP 五层模型是以 OSI 七层优化而来，把某些层进行合并了，其实本质上还是相同的。

每一层的作用？

物理层

物理层，顾名思义，用物理手段将电脑连接起来，主要用来传输0、1信号，而0、1信号毕竟没有任何的现实意义，所有我们用另一层用来规定不同0、1组合的意义是什么。

数据链路层

么我们在数据链路层规定一套协议，专门的给0、1信号进行分组，以及规定不同的组代表什么意思，从而双方计算机都能够进行识别，这个协议就是“以太网协议”。

但是问题又来了，我们要发送给对方计算机，怎么标识对方以及怎么知道对方的地址呢？

MAC地址：它就是作为网络中计算机设备的唯一标识，从计算机在厂商生产出来就被十六进制的数标识为MAC地址。

既然我们知道了用MAC地址作为标识，那么怎么才能知道我们要进行通信的计算机MAC地址呢？

广播：广播可以帮助我们能够知道对方的 MAC 地址。那么既然知道了MAC地址就可以通信了？没有想得那么简单，广播中还存在两种情况，一种是，在同一子网络下（同一局域网下）的计算机是通过 ARP 协议获取到对方 MAC地址的。不同自网络中（不同局域网）中是交给两个局域网的网关（路由器）去处理的。

网络层

网络层的由来是因为在数据链路层中我们说说两台计算机之间的通信是分为同一子网络和不同子网络之间，那么问题就来了，怎么判断两台计算机是否在同一子网络（局域网）中？这就是网络层要解决的问题。

IP协议：

我们可以将 IP 地址抽象成一种逻辑上的地址，也就是说 MAC 地址是物理上的地址，就是定死了。IP 地址呢，是动态分配的，不是固定死的。

既然我们通过 IP 地址来判断两个计算机是否处于同一局域网中，那么首先要知道对方的 IP 地址吧？DNS 解析想必大家都知道，可以将域名解析为 IP 地址。好了，我们知道两台计算机的 IP 地址了，怎么进行判断是否同一局域网中？

子网掩码：

子网掩码也是由 32 个二进制位组成的，但是只能用 0 或 1 来表示，如：11111111.11111111.11111111.00000000。

两台计算机的 IP 地址分别和子网掩码进行一种运算（AND 运算），如果结果相同，两台计算机就在同一局域网中，否则就不在同一局域网中。

传输层

传输层的主要功能就是为了能够实现“端口到端口”的通信。计算机上运行的不同程序都会分配不同的端口，所以才能使得数据能够正确的传送给不同的应用程序。

UDP 协议：

加入端口号也需要一套规则，那就是 UDP 协议，但是 UDP协议有个缺点，一旦进行通信，就不知道对方是否接收到数据了，我们再定义一套规则，让其可以和对方进行确认，那么 TCP 出现了。

TCP 协议：

我们通常说 TCP 三次握手和四次挥手，没错，这就是传输层中完成的，TCP 三次握手涉及到的内容贼多，都可以单独写一篇长文，这里不多陈述，知道它是在传输层中完成的以及它的作用是什么，能够认识到它就好了。

应用层协议

应用层的功能就是规定了应用程序的数据格式。我们经常用得到的电子邮件、HTTP协议、以及FTP数据的格式，就是在应用层定义的。

应用层是最高一层，直接面向用户，它的数据包会放在 TCP 的数据包的“数据”部分，那么整个五层的数据包就会变成一下这样。