1. 協(xié)議分層與OSI參考模型

協(xié)議分層就如同計算機(jī)軟件中的模塊化開發(fā)，OSI參考模型的建議是比較理想化的。

　　OSI參考模型中每個層的作用：

　　發(fā)送方從第7層、第6層到第1層由上至下按照順序傳輸數(shù)據(jù)，而接收端則從第1層、第2層到第7層由下至上向每個上一級分層傳輸數(shù)據(jù)。每個分層上，在處理由上一層傳過來的數(shù)據(jù)時可以附上當(dāng)前分層的協(xié)議所必須的“首部”信息。然后接收端對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)“首部”與“內(nèi)容”的分離，再轉(zhuǎn)發(fā)給上一分層，并最終將發(fā)送端的數(shù)據(jù)恢復(fù)為原裝。

2. TCP/IP與OSI參考模型

上圖列出了TCP/IP與OSI分層之間的大概關(guān)系，不難看出，TCP/IP與OSI在分層模塊上稍有區(qū)別。OSI參考模型注重“通信協(xié)議必要的功能是什么”，而TCP/IP則更強(qiáng)調(diào)“在計算機(jī)上實現(xiàn)協(xié)議應(yīng)該開發(fā)哪種程序”。

2.1 硬件（物理層）

TCP/IP的最底層是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布＿@種硬件就相當(dāng)于以太網(wǎng)或者電話線路等物理層的設(shè)備。

2.2 網(wǎng)絡(luò)接口層（數(shù)據(jù)鏈路層）

網(wǎng)絡(luò)接口層利用以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行通信，因此屬于接口層。也就是說，把它當(dāng)作讓NIC起作用的“驅(qū)動程序”也無妨。驅(qū)動程序是在操作系統(tǒng)與硬件之間起橋梁作用的軟件。計算機(jī)的外圍附加設(shè)備或擴(kuò)展卡，不是直接插到電腦上或電腦的擴(kuò)展槽上就能馬上使用的，還需要有相應(yīng)驅(qū)動程序的支持。

2.3 互聯(lián)網(wǎng)層（網(wǎng)絡(luò)層）

互聯(lián)網(wǎng)層使用IP協(xié)議，它相當(dāng)于OSI模型中的第3層網(wǎng)絡(luò)層。IP協(xié)議基于IP地址轉(zhuǎn)發(fā)分包數(shù)據(jù)。
TCP/IP分層中的互聯(lián)網(wǎng)層與傳輸層的功能通常由操作系統(tǒng)提供。尤其是路由器，它必須得實現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)層轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù)包的功能。
此外，鏈接互聯(lián)網(wǎng)的所有主機(jī)跟路由器必須都實現(xiàn)IP的功能。其他連接互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如網(wǎng)橋、中繼器或者集線器）就沒必要一定實現(xiàn)IP或TCP的功能。

2.3.1 IP

IP是跨越網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)包，使整個互聯(lián)網(wǎng)都能收到數(shù)據(jù)的協(xié)議。IP協(xié)議使數(shù)據(jù)能夠發(fā)送到地球的另一端，這期間它使用IP地址作為主機(jī)的標(biāo)識。
IP還隱藏著數(shù)據(jù)鏈路層的功能。通過IP，相互通信的主機(jī)之間不論經(jīng)過怎樣的低層數(shù)據(jù)鏈路都能夠?qū)崿F(xiàn)通信。
雖然IP也是分組交換的一種協(xié)議，但是它不具有重發(fā)機(jī)制。即使分組數(shù)據(jù)包未能到達(dá)對端主機(jī)也不會重發(fā)。因此，屬于非可靠性傳輸協(xié)議。

2.3.2 ICMP

IP數(shù)據(jù)包在發(fā)送途中一旦發(fā)生異常導(dǎo)致無法到達(dá)對端目標(biāo)地址時，需要給發(fā)送端發(fā)送一個發(fā)生異常的通知。ICMP就是為這一功能制定的。它有時也被用來診斷網(wǎng)絡(luò)的健康狀況。

2.3.3 ARP

從分組數(shù)據(jù)包的IP地址中解析出物理地址（MAC地址）的一種協(xié)議。

2.4 傳輸層

傳輸層最主要的功能就是能夠讓應(yīng)用程序之間實現(xiàn)通信。計算機(jī)內(nèi)部，通常同一時間運行多個程序。為此，必須分清是哪些程序與哪些程序在進(jìn)行通信。識別這些應(yīng)用程序的是端口號。該層的功能本身與OSI參考模型的傳輸層類似。

2.4.1 TCP

TCP是一種面向有連接的傳輸層協(xié)議。它可以保證兩端通信主機(jī)之間的通信可達(dá)。TCP能夠正確處理在傳輸過程中丟包、傳輸順序亂掉等異常情況。此外，TCP還能夠有效利用帶寬，緩解網(wǎng)絡(luò)擁堵。
然而，為了建立與斷開連接，有時它需要至少7次的發(fā)包收包，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的浪費。此外，未了提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，TCP協(xié)議中定義了各種各樣復(fù)雜的規(guī)范，因而不利于視頻會議等場合使用。

2.4.2 UDP

UDP是一種面向無連接的傳輸層協(xié)議。UDP不會關(guān)注對端是否真的收到了傳送過去的數(shù)據(jù)，如果需要檢查對端是否收到分組數(shù)據(jù)包，或者對端是否連接到網(wǎng)絡(luò)，則需要在應(yīng)用程序中實現(xiàn)。
UDP常用于分組數(shù)據(jù)較少或多播、廣播通信以及視頻通信等多媒體領(lǐng)域。

2.5 應(yīng)用層

TCP/IP的分層中，將OSI參考模型中的會話層、表示層、應(yīng)用層的功能都集中到了應(yīng)用程序中實現(xiàn)。

2.5.1 WWW

瀏覽器與服務(wù)端之間的通信所用的協(xié)議是HTTP，所傳輸數(shù)據(jù)的主要格式是HTML。
HTTP是屬于OSI應(yīng)用層的協(xié)議，而HTML是屬于表示層的協(xié)議。

2.5.2 電子郵件

發(fā)送電子郵件時用到的協(xié)議叫做SMTP。
起初只能發(fā)送文本格式的郵件，后來經(jīng)由MIME協(xié)議進(jìn)行拓展，郵件內(nèi)容可以支持視頻、音頻、圖像等信息。MIME屬于OSI模型中的表示層。

2.5.3 文本傳輸

文本傳輸協(xié)議FTP。
在FTP中進(jìn)行文件傳輸時會建立兩個TCP連接，分別是發(fā)出傳輸請求時所要用到的控制連接與實際傳輸數(shù)據(jù)時所要用到的數(shù)據(jù)連接。

2.5.4 遠(yuǎn)程登錄

遠(yuǎn)程登錄是指登錄到遠(yuǎn)程的計算機(jī)上，使那臺計算機(jī)上的程序得以運行的一種功能。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)程登錄常用TELNET和SSH兩種協(xié)議。

2.5.5 網(wǎng)絡(luò)管理

在TCP/IP中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理時，采用SNMP（Simple Network Management Protocol）協(xié)議。使用SNMP管理的主機(jī)、網(wǎng)橋、路由器等稱作SNMP代理（Agent），而進(jìn)行管理的那一段叫做管理器（Manager）。SNMP正是這個Manager和Agent所要用到的協(xié)議。
在SNMP的代理端，保存著網(wǎng)絡(luò)接口的信息、通信數(shù)據(jù)量、異常數(shù)據(jù)量以及設(shè)備溫度等信息。這些信息可以通過MIB（Management Information Base）訪問。因此，在TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)管理中，SNMP屬于應(yīng)用層協(xié)議，MIB屬于表示層協(xié)議。
一個網(wǎng)絡(luò)范圍越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，就越需要對其進(jìn)行有效的管理。而SNMP可以讓管理員即使檢查網(wǎng)絡(luò)擁堵情況，及早發(fā)現(xiàn)故障，也可以為以后擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)收集必要的信息。

3. 延伸

包、幀、數(shù)據(jù)報、段、消息
以上五個術(shù)語都是用來表述數(shù)據(jù)的單位，大致區(qū)分如下：

• 包是全能性術(shù)語。
• 幀用于表示數(shù)據(jù)鏈路層中包的單位。
• 數(shù)據(jù)報時IP和UDP等網(wǎng)絡(luò)層以上的分層中包的單位。
• 段則表示TCP數(shù)據(jù)流中的信息。
• 消息是指應(yīng)用協(xié)議中數(shù)據(jù)的單位。