TCP/IP 四层模型详解

TCP/IP四层模型是互联网协议栈的核心架构，它将网络通信分为四个层次，每层负责不同的功能。以下是各层的详细说明：

TCP/IP 四层模型

1. 应用层（Application Layer）

   • 功能：直接为用户应用程序提供通信服务，定义数据格式和会话规则。
   • 典型协议：
     • HTTP（网页浏览）
     • FTP（文件传输）
     • SMTP（电子邮件发送）
     • DNS（域名解析）
     • SSH（安全远程登录）
   • 对应OSI层：应用层、表示层、会话层的合并。

2. 传输层（Transport Layer）

   • 功能：提供端到端（主机到主机）的数据传输服务，确保数据可靠性和流量控制。
   • 关键协议：
     • TCP（可靠连接，如网页、文件传输）
     • UDP（无连接高效传输，如视频流、DNS查询）
   • 核心机制：端口号标识应用程序，拥塞控制，错误校验。

3. 网络层（Internet Layer）

   • 功能：负责数据包的路由和逻辑寻址，跨越不同网络传递数据。
   • 核心协议：
     • IP（无连接的寻址和路由）
     • ICMP（网络状态诊断，如ping）
     • ARP（IP地址到MAC地址解析，属于链路层但在TCP/IP中归入网络层）
   • 关键设备：路由器（基于IP地址选择路径）。

4. 网络接口层（Network Interface Layer）

   • 功能：管理物理网络连接，处理本地网络内的数据传输。
   • 包含内容：
     • 数据链路层：帧封装、MAC地址寻址（如以太网、Wi-Fi）。
     • 物理层：物理介质传输（电缆、光纤等）。
   • 典型协议：以太网（Ethernet）、Wi-Fi（IEEE 802.11）、PPP（拨号连接）。

与OSI七层模型的对比

• 应用层合并了OSI的应用层、表示层、会话层。
• 网络接口层合并了OSI的数据链路层和物理层。
• TCP/IP更注重实用性，而OSI是理论框架。

数据传递示例

1. 用户通过浏览器（应用层）发送HTTP请求。
2. 传输层（TCP）将数据分段并添加端口号。
3. 网络层（IP）添加源/目标IP地址，路由至目标网络。
4. 网络接口层通过以太网/Wi-Fi封装为帧，经物理介质传输。

这一模型简洁地描述了互联网通信的分工，是理解网络协议和开发网络应用的基础。