一.网络通信的核心

1.1实现数据从主机A传到主机B跨网络传输（手段）

数据通过处理输出，完成请求或者应答的目的来解决网络，最终达到服务于人的需求。

1.2网络通信过程中产生的问题以及对用TCP/IP层次

（1）数据在两个相邻的设备上进行传递

物理层：最底层，管的是比特流怎么在物理介质上传输。网线，光纤，无线电波这些都是物理层的东西。

数据链路层：把比特流组织成帧，用MAC地址在局域网内寻址，还负责差错检测，以太网，PPP协议在这层

此问题主要涉及上述两层将数据帧在两个主机之间进行可靠传递。

（2）目标主机定位和路径选择的问题

网络层：管的是跨网络传输，用IP地址寻址，负责路由选择。IP协议，ICMP协议在这层。

此问题问的网络层的职责通过寻找IP地址和路由器，确定数据从源到目的的最佳路径。

（3）如果出现了数据丢失的情况怎么办？

传输层：提供端到端的通信，管的是进程级别的通信。TCP提供可靠传输，UDP提供快速，但不保证可靠的传输

传输层的目的便是处理数据丢失，重复，乱序等问题。

（4）使用数据的目的，如何处理这个数据  

应用层：最上层，直接跟用户打交道。HTTP,FTP,SMTP,DNS这些都是应用层协议。

应用层的职责：定义数据格式和语义，完成具体的请求/应答（如HTTP,FTP等），实现业务目的。

1.3解决网络通信问题的方案——TCP/IP协议

二.TCP/IP五层(或四层)模型

TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。

TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求

物理层：负责光/电信号的传递方式，比如现在以太网通用的网线（双绞，线），早期以太网采用的同轴电缆（现在主要用于优先电视），光纤，现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率，传输距离，抗干扰性等，集线器（Hub）工作在物理层

数据链路层：负责设备之间数据帧的传送和识别，例如网卡设备的驱动，帧同步（就是从网线上检测到什么信号算作新帧的开始），冲突检测（如果检测到冲突就自动重发），数据差错校验等工作，有以太网，令牌环网，无线LAN等标准，交换机（Switch）工作在数据链路层

网络层：负责地址管理和路由选择，例如在IP协议中，通过IP地址来标识一台主机，并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输线路（路由），路由器（Router）工作在网络层。

传输层：负责两台主机之间的数据传输，如传输控制协议（TCP），能够确保数据可靠地从源主机发送到目标主机。

应用层：负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP），文件传输协议（FTP），网络远程访问协议（Telnet）等，我们地网络编程主要就是针对应用层

三.OSI七层模型

四.网络分层的必要性

1.描述事件：主机B想向主机C发送消息，经过路由器R，涉及主机A，C，D

2.图标中实体的职责分析

主机B（发送方），主机C（接收方），路由器R（中间设备），主机A和D（网络中的其他节点）

3.中途遇到的问题怎样解决

（1）目标主机C和主机B距离太远，我要发送数据给主机C，得先发送路由器上，如何到达呢？

链路层/物理层

（2）网上这么多主机，怎么定位并找到主机C?(如何寻址/定位找到主机C？)       网络层（IP）

（3）如果我的数据发出去，丢失了?怎么办？（问的是可靠性）   传输层（TCP）

（4）发数据不是目的，只是手段，用数据才是目的，主机C怎么知道我发出去的数据该怎么被处理，被使用呢？（问的是数据处理，C收到数据后如何/使用？） 应用层（HTTP/FTP等）

总结：协议分层解决了不同性质，不同种类的问题，分层之后关注点分离，灵活，互操作性高。

五.TCP/IP协议和操作系统的关系

（1）标准化

上图有明确指向OS可以不同（如Windows），但是协议栈必须相同。这表明，无论是Windows，Linux还是macOS,只要大家把TCP/IP协议栈的实现标准统一了，哪怕底层硬件和操作逻辑千差万别，数据也能无障碍流通

（2）标准化与开源实现的关系

标准化不等同于代码统一。例如：Linux内核用的是自研TCP实现，windows用的是Dual-Stack架构，代码完全不同，但都严格遵循RFC 793（TCP）和RFC791(IP)的规定。标准管的是“网络包长什么样”和“收到包该怎么做”，而不是“内核代码该怎么写”。

（3）同层之间的协议是可以互相认识对方的协议的（类似快递单的例子）

主机A的传输层打包了一个结构体struct protocol(里面装着a=10,b=20,c=30)。

主机B的传输层收到这一堆二进制后，因为自己也认识 struct protocol,所以会拆开，取出10，20，30

主机B的应用层或者网络层，根本不用管这个结构体里面装的是什么，引文不同层不需要认识。