想要掌握互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分層的理解是必不可少的。現(xiàn)在就此話題我們來(lái)進(jìn)行一下分析。首先讓我們從互聯(lián)網(wǎng)的一些基礎(chǔ)概念來(lái)引入今天的話題……為了使數(shù)據(jù)能夠跨互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸， 如J2EE等典型的分布式平臺(tái)都需要依賴互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的支持。對(duì)于跨互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)， 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是至關(guān)重要的。對(duì)于分布式系統(tǒng)中的不同組件之間的通信， 以及和遠(yuǎn)程組件間的通信， 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議通常都定義了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。與其他傳統(tǒng)的協(xié)議一樣， 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議定義了兩個(gè)或多個(gè)通信實(shí)體之間進(jìn)行信息交換的格式和順序， 以及定義了消息或事件的傳輸與/或接受的行為［Kurose 2003］。

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中最重要的協(xié)議是傳輸控制協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（合稱TCP/IP協(xié)議）。IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的基本協(xié)議， 用于不同主機(jī)之間的報(bào)文的不可靠傳送。IP協(xié)議并不保證報(bào)文是否一定送達(dá)、 多長(zhǎng)時(shí)間送達(dá)， 也不保證在傳送多個(gè)報(bào)文時(shí)報(bào)文的接收順序與發(fā)送順序是否一致。而TCP協(xié)議則增加了連接和可靠性的概念。對(duì)于跨網(wǎng)絡(luò)的通信， 尤其是跨互聯(lián)網(wǎng)的通信， TCP/IP提供了數(shù)據(jù)流的可靠傳送。

為了標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)（主機(jī)）， 需要給每一臺(tái)主機(jī)賦予一個(gè)地址， 該地址稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（簡(jiǎn)稱IP地址）。IP地址唯一標(biāo)識(shí)了每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)中的每一臺(tái)主機(jī)。IP地址包含兩部分： 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和主機(jī)標(biāo)識(shí)符。IP地址中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)， 這個(gè)標(biāo)識(shí)符是由互聯(lián)網(wǎng)權(quán)威管理機(jī)構(gòu)分配的， 并且在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上是唯一的。IP地址中的主機(jī)標(biāo)識(shí)符是由控制該網(wǎng)絡(luò)的組織所分配的。事實(shí)上， IP地址可分為三類， 分別用于大型網(wǎng)絡(luò)、 中型網(wǎng)絡(luò)和小型網(wǎng)絡(luò)。大型網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量較少， 中型網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量中等， 小型網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量很多。

在進(jìn)一步詳細(xì)分析TCP/IP協(xié)議之前， 我們首先概述一下國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的開(kāi)放系統(tǒng)互連模型（簡(jiǎn)稱OSI模型）中的各層。了解OSI中的層次對(duì)于理解TCP/IP模型中的分層非常關(guān)鍵。

OSI參考模型

不同的系統(tǒng)可以分布在網(wǎng)絡(luò)上， 在這些系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用程序進(jìn)程之間可以進(jìn)行數(shù)字通信， OSI參考模型是這類數(shù)字通信的一種抽象描述。參考模型也是一個(gè)關(guān)于如何進(jìn)行通信的概念藍(lán)圖。參考模型涉及了高效通信所需的所有處理步驟， 并把這些處理步驟按邏輯關(guān)系進(jìn)行分組， 并將這些組分別稱為層。當(dāng)通信系統(tǒng)按這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 則稱為分層的體系結(jié)構(gòu)。

如圖2.1所示， OSI模型是一個(gè)七層層次結(jié)構(gòu)。每一層向直接鄰近的上一層提供所請(qǐng)求的增值服務(wù)。反過(guò)來(lái)， 每一層又向與它直接相鄰的下一層提出一些基本的服務(wù)請(qǐng)求。OSI的層次劃分如下所示。

物理層（或稱第一層）： 這是ISO/OSI參考模型的七層中最低的一層， 它規(guī)定了激活、 維持和釋放終端系統(tǒng)之間的物理鏈路所需的電氣需求、 機(jī)械需求、 過(guò)程需求及功能需求。

數(shù)據(jù)鏈路層（或稱第二層）： 該層提供了在網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間傳送數(shù)據(jù)的方法， 以及檢測(cè)甚至有可能修復(fù)物理層所出現(xiàn)的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)鏈路層提供了數(shù)據(jù)及錯(cuò)誤通知的物理傳輸、 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜土髁靠刂啤?shù)據(jù)鏈路層將消息劃分成格式化的數(shù)據(jù)塊， 每一個(gè)數(shù)據(jù)塊稱為一個(gè)數(shù)據(jù)幀。每一個(gè)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)由兩部分組成： 幀頭和幀數(shù)據(jù)， 幀頭包括了數(shù)據(jù)幀的發(fā)送主機(jī)的源地址以及接收主機(jī)的目標(biāo)地址。

網(wǎng)絡(luò)層（第三層）： 該層響應(yīng)傳輸層（傳輸層是與網(wǎng)絡(luò)層直接相鄰的上一層）的服務(wù)請(qǐng)求， 并將服務(wù)請(qǐng)求發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈路層。互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)將源結(jié)點(diǎn)的變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點(diǎn)。該層所提供的功能包括： 網(wǎng)絡(luò)路由、 流量控制、 組包和拆包、 差錯(cuò)控制。

傳輸層（第四層）： 該層響應(yīng)會(huì)話層（會(huì)話層是與傳輸層直接相鄰的上一層）的服務(wù)請(qǐng)求， 并將服務(wù)請(qǐng)求發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)層。傳輸層的作用是提供終端用戶之間的透明的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供可靠或不可靠的傳輸（不可靠傳輸?shù)膫鬏斝矢撸Ｓ脩艨梢哉?qǐng)求在不同的系統(tǒng)間進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層通過(guò)流量控制和可靠的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)保證數(shù)據(jù)完整性。

會(huì)話層（第五層）： 會(huì)話層提供了終端用戶應(yīng)用程序進(jìn)程之間的會(huì)話管理機(jī)制， 即負(fù)責(zé)建立、 管理、 終止表示層實(shí)體之間的會(huì)話。該層協(xié)調(diào)系統(tǒng)之間的通信， 并提供三種不同的模式來(lái)組織通信： 單工、 半雙工和全雙工。會(huì)話層可在數(shù)據(jù)中插入校驗(yàn)點(diǎn)， 還可終止或重啟會(huì)話過(guò)程。

表示層（第六層）： 表示層為應(yīng)用層表示數(shù)據(jù)， 并提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和代碼格式化。表示層的主要功能包括數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)、 數(shù)據(jù)加密與解密等。

應(yīng)用層（第七層）：  應(yīng)用層是ISO/OSI參考模型中的最高層。應(yīng)用層為應(yīng)用程序提供了訪問(wèn)OSI網(wǎng)絡(luò)的接口， 并完成應(yīng)用程序所需的公共應(yīng)用服務(wù)。對(duì)于進(jìn)行通信的兩個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程， 公共應(yīng)用服務(wù)提供了語(yǔ)法轉(zhuǎn)換。

第一層到第四層處理跨網(wǎng)絡(luò)的端到端數(shù)據(jù)傳輸所需的通信、 流量控制、 差錯(cuò)處理。互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的傳輸層下面可以有許多不同類型的物理網(wǎng)絡(luò)， 例如X.25分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（PSDN）或局域網(wǎng)（LAN）。第五層到第七層處理跨網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的協(xié)調(diào)， 以及處理如何向應(yīng)用表示信息。對(duì)于提供不同類型的終端用戶服務(wù)的許多應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)， 通用的傳輸層實(shí)現(xiàn)可以支持這些應(yīng)用程序。