tcp/ip協議到底作了什麼事情

基礎知識：

    tcp/ip協議不是一個協議，是一個協議羣，tcp/ip協議對應的四層模型，應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。

各層到底作了啥？

鏈路層：

    主要是將數據封裝成數據幀，數據幀頭部信息有源mac地址，目標mac地址，而後以廣播形式經過物理介質（光纖、雙絞線..）發送給目標主機。
爲何有ip地址還須要mac地址？
ip地址是分配的，可變更的，mac地址是每塊網卡的身份標識，主機接入互聯網必須使用網卡，網卡地址是一個機器全球惟一標識，因此經過mac地址找目標主機更可靠。
有了MAC地址之後，以太網採用廣播形式，把數據包發給該子網內全部主機，子網內每臺主機在接收到這個包之後，都會讀取首部裏的目標MAC地址，而後和本身的MAC地址進行對比，若是相同就作下一步處理，若是不一樣，就丟棄這個包。

網絡層：

    發送者如何知道接收者的MAC地址？（arp協議）
    發送者如何知道接收者和本身同屬一個子網？(ip協議)
    若是接收者和本身不在同一個子網，數據包如何發給對方(路由協議)

網絡層有ip協議、arp協議、路由協議，主要是解決如上三個問題。
我認爲該層主要是爲了獲取目標的mac地址。
ARP獲取mac地址，ARP首先會發起一個請求數據包，數據包的首部包含了目標主機的IP地址，而後這個數據包會在鏈路層進行再次包裝，生成以太網數據包，在數據包傳輸時要經過ip協議判斷目標ip和源ip是否處於同一子網，若是不在，則經過路由協議將數據包轉發給本子網的網關進行路由，最終由以太網廣播給目標ip子網內的全部主機，每一臺主機都會接收到這個數據包，並取出標頭裏的IP地址，而後和本身的IP地址進行比較，若是相同就返回本身的MAC地址，若是不一樣就丟棄該數據包。ARP接收返回消息，以此肯定目標機的MAC地址。

傳輸層：

    鏈路層主經過MAC地址明確主機的身份， 網絡層經過IP地址明確了目標主機網段，有了這兩個地址，數據包就從能夠從一個主機發送到另外一臺主機。
但實際上數據包是從一個主機的某個應用程序發出，而後由對方主機的應用程序接收。而每臺電腦都有可能同時運行着不少個應用程序，因此當數據包被髮送到主機上之後，是沒法肯定哪一個應用程序要接收這個包。
因此傳輸層傳輸層的主要工做是定義端口，標識應用程序身份，實現端口到端口的通訊，TCP協議能夠保證數據傳輸的可靠性。

傳輸層有udp、tcp協議，udp協議是面向無鏈接，tcp是創建在udp的基礎上創建三次握手，確認鏈接可靠性。

主機A：我想發數據給你，能夠麼？
主機B：能夠，你何時發？
主機A：我立刻發，你接着！

應用層：

    應用層常見的有http、ftp、smtp協議等，該層主要工做是定義數據格式並按照對應的格式解讀數據。
例http協議，在頭信息定義了content-type是json仍是from表單提交。

 

總結：

    當你輸入一個網址並按下回車鍵的時候，首先，應用層協議對該請求包作了格式定義；緊接着傳輸層協議加上了雙方的端口號，確認了雙方通訊的應用程序；而後網絡協議加上了雙方的IP地址，確認了雙方的網絡位置；最後鏈路層協議加上了雙方的MAC地址，確認了雙方的物理位置，同時將數據進行分組，造成數據幀，採用廣播方式，經過傳輸介質發送給對方主機。而對於不一樣網段，該數據包首先會轉發給網關路由器，通過屢次轉發後，最終被髮送到目標主機。目標機接收到數據包後，採用對應的協議，對幀數據進行組裝，而後再經過一層一層的協議進行解析，最終被應用層的協議解析並交給服務器處理。