對於同⼀台設備上的進程間通信，有很多種⽅式，⽐如有管道、消息隊列、共享內存、信號等⽅式，⽽對於不同設備上的進程間通信，就需要⽹絡通信，⽽設備是多樣性的，所以要兼容多種多樣的設備，就協商出了⼀套通⽤的⽹絡協議。
這個⽹絡協議是分層的，每⼀層都有各⾃的作⽤和職責，接下來就分別對每⼀層進⾏介紹。
應用層
最上層的，也是我們能直接接觸到的就是應⽤層（Application Layer），我們電腦或⼿機使⽤的應⽤軟件都是在應⽤層實現。那么，當兩個不同設備的應⽤需要通信的時候，應⽤就把應⽤數據傳給下⼀層，也就是傳輸層。
所以，應⽤層只需要專注於為⽤戶提供應⽤功能，不⽤去關⼼數據是如何傳輸的，就類似於，我們寄快遞的時候，只需要把包裹交給快遞員，由他負責運輸快遞，我們不需要關⼼快速是如何被運輸的。
⽽且應⽤層是⼯作在操作系統中的⽤戶態，傳輸層及以下則⼯作在內核態。
傳輸層
應⽤層的數據包會傳給傳輸層，傳輸層（Transport Layer）是為應⽤層提供⽹絡⽀持的。
在傳輸層會有兩個傳輸協議，分別是 TCP 和 UDP。
應⽤需要傳輸的數據可能會⾮常⼤，如果直接傳輸就不好控制，因此當傳輸層的數據包⼤⼩超過 MSS（TCP 最⼤報⽂段⻓度） ，就要將數據包分塊，這樣即使中途有⼀個分塊丟失或損壞了，只需要重新發送這⼀個分塊，⽽不⽤重新發送整個數據包。在 TCP 協議中，我們把每個分塊稱為⼀個 TCP 段（TCP Segment）。
當設備作為接收⽅時，傳輸層則要負責把數據包傳給應⽤，但是⼀台設備上可能會有很多應⽤在接收或者傳輸數據，因此需要⽤⼀個編號將應⽤區分開來，這個編號就是端⼝。
⽐如 80 端⼝通常是 Web 服務器⽤的，22 端⼝通常是遠程登錄服務器⽤的。⽽對於瀏覽器（客戶端）中的每個標簽欄都是⼀個獨⽴的進程，操作系統會為這些進程分配臨時的端⼝號。
由於傳輸層的報⽂中會攜帶端⼝號，因此接收⽅可以識別出該報⽂是發送給哪個應⽤。
TCP
TCP 的全稱叫傳輸層控制協議（Transmission Control Protocol），⼤部分應⽤使⽤的正是 TCP 傳輸層協議，⽐如 HTTP 應⽤層協議。TCP 相⽐ UDP 多了很多特性，⽐如流量控制、超時重傳、擁塞控制等，這些都是為了保證數據包能可靠地傳輸給對⽅。
UDP
UDP 就相對很簡單，簡單到只負責發送數據包，不保證數據包是否能抵達對⽅，但它實時性相對更好，傳輸效率也⾼。當然，UDP 也可以實現可靠傳輸，把 TCP 的特性在應⽤層上實現就可以，不過要實現⼀個商⽤的可靠 UDP傳輸協議，也不是⼀件簡單的事情。
網絡層
傳輸層可能⼤家剛接觸的時候，會認為它負責將數據從⼀個設備傳輸到另⼀個設備，事實上它並不負責。
實際場景中的⽹絡環節是錯綜復雜的，中間有各種各樣的線路和分叉路⼝，如果⼀個設備的數據要傳輸給另⼀個設備，就需要在各種各樣的路徑和節點進⾏選擇，⽽傳輸層的設計理念是簡單、⾼效、專注，如果傳輸層還負責這⼀塊功能就有點違背設計原則了。
也就是說，我們不希望傳輸層協議處理太多的事情，只需要服務好應⽤即可，讓其作為應⽤間數據傳輸的媒介，幫助實現應⽤到應⽤的通信，⽽實際的傳輸功能就交給下⼀層，也就是
⽹絡層（Internet Layer）。
IP協議
⽹絡層最常使⽤的是 IP 協議（Internet Protocol），IP 協議會將傳輸層的報⽂作為數據部分，再加上 IP 包頭組裝成 IP 報⽂，如果 IP 報⽂⼤⼩超過 MTU（以太⽹中⼀般為 1500 字節）就會再次進⾏分⽚，得到⼀個即將發送到⽹絡的 IP 報⽂。
網絡層負責將數據從一個設備傳輸到另一個設備，世界上那么多設備，又該如何找到對方呢?因此，網絡層需要有區分設備的編號。
我們一般用 IP 地址給設備進行編號，對於 IPv4 協議， IP 地址共 32 位，分成了四段，每段是 8 位。只有一個單純 的 IP 地址雖然做到了區分設備，但是尋址起來就特別麻煩，全世界那么多台設備，難道一個一個去匹配?這顯然 不科學。
因此，需要將 IP 地址分成兩種意義:
- 一個是
網絡號，負責標識該 IP 地址是屬於哪個子網的; - 一個是
主機號，負責標識同一子網下的不同主機;
配合子網掩碼才能算出 IP 地址 的網絡號和主機號。那么在尋址的過程中，先匹配到相同的網
絡號，才會去找對應的主機
除了尋址能力， IP 協議還有另一個重要的能力就是路由。實際場景中，兩台設備並不是用一條網線連接起來的， 而是通過很多網關、路由器、交換機等眾多網絡設備連接起來的，那么就會形成很多條網絡的路徑，因此當數據包到達一個網絡節點，就需要通過算法決定下一步走哪條路徑
所以，IP 協議的尋址作用是告訴我們去往下一個目的地該朝哪個方向走，路由則是根據「下一個目的地」選擇路徑。尋址更像在導航，路由更像在操作方向盤
數據鏈路層
實際場景中，網絡並不是一個整體，所以數據不僅可以在同一個網絡中設備間進行傳輸，也可以跨網絡進行傳輸。
一旦數據需要跨網絡傳輸，就需要有一個設備同時在兩個網絡當中，這個設備一般是路由器，路由器可以通過路由 表計算出下一個要去的 IP 地址
那問題來了，路由器怎么知道這個 IP 地址是哪個設備的呢?
於是，就需要有一個專⻔的層來標識網絡中的設備，讓數據在一個鏈路中傳輸，這就是數據鏈路層(Data Link Layer)，它主要為網絡層提供鏈路級別傳輸的服務。
每一台設備的網卡都會有一個 MAC 地址，它就是用來唯一標識設備的。路由器計算出了下一個目的地 IP 地址，再通過ARP 協議找到該目的地的 MAC 地址，這樣就知道這個 IP 地址是哪個設備的了
物理層
當數據准備要從設備發送到網絡時，需要把數據包轉換成電信號，讓其可以在物理介質中傳輸，這一層就是物理層 (Physical Layer)，它主要是為數據鏈路層提供二進制傳輸的服務。
總結
綜上所述，網絡協議通常是由上到下，分成 5層，分別是應用層，傳輸層，網絡層，數據鏈路層和物理層。根據細分的不同分為OSI七層網絡模型 和 TCP/IP四層網絡模型
