面试突击 67：说一下 TCP/IP 协议？以及每层的作用？

TCP/IP 包含四层模型，从上层往下层分别是：应用层、传输层、网络层、数据链路层。有些资料也会说 TCP/IP 是五层模型，所谓的五层模型指的是在数据链路层下面还有一个物理层，而作为软件工程师一般不需要关注物理层，所以通常我们说 TCP/IP 四层模型更多一些。

1.应用层

应用层的作用是负责应用程序间的数据通讯的。 不同的网络应用需要不同的应用层协议，比如电子邮件传输 SMTP 协议、文件传输 FTP 协议、网络远程访问 Telnet 协议等等。

常见协议

应用层的常见协议有以下两个：

• DNS 域名解析协议（Domain Name System，域名系统），DNS 是将域名和 IP 做一个映射，因为在程序间通讯依靠的是 IP，但 IP 地址不方便记忆，而域名方便记忆，所以将二者作为一个 key-value 映射在一起，这样知道了域名置换就能找对与之相对应的 IP 了，这样既能方便用户记忆，同时又能满足程序间的数据通讯。

• HTTP 协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议），互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的 WWW（万维网） 文件都必须遵守这个标准。

2.传输层

传输层的主要作用是负责两台主机间的数据传输的。 如传输控制协议 (TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。

注意：应用层和传输层描述的主体对象是不同的，应用层描述的主体是“应用程序间”，而传输层描述的主体是“两台主机间”。其中，一个主机可以包含多个应用程序，所以二者是不同的。

常见协议

传输层的常见协议有以下两个：

• TCP 协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）：提供了稳定的、需要连接的、面向字节流的协议。

• UDP 协议（User Datagram Protocol，用户数据协议）：提供了无连接的、不稳定的、面向数据报的协议。

3.网络层

网络层的作用是负责网络上的地址管理和路由选择的。 在数据通讯时，可以选择很多条路径（抵达目的地的），比如从西安到北京，可以选择先从西安 -> 太原 -> 北京，也可以选择从西安 -> 郑州 -> 石家庄 -> 北京，还可以选择从西安 -> 延安 -> 呼和浩特 -> 张家口 -> 北京，究竟选择那一条路呢？这就是网络层负责的。

4.数据链路层

数据链路层的作用是负责设备之间的数据帧的传送和识别的。 数据在传输时需要经过多个设备进行数据传输，而数据链路层就是负责相邻设备间的数据传输和识别的。数据链路层可以完全消除网络层和物理层之间的不同，将数据在链路层进行有效的识别和传输。

5.物理层（可选）

物理层的作用是负责将数据转换成信号，再将信号转换为数据的。 转换方法因通讯媒体不同而不同，所以没有特定的协议。

总结

TCP/IP 包含了五层（或四层）模型，从上层往下层分别是：

• 应用层：负责应用程序间的数据通讯。

• 传输层：负责两台主机之间的数据传输。

• 网络层：负责网络地址的管理和路由选择。

• 数据链路层：负责设备之间的数据帧的传送和识别。

• 物理层（可选）：负责数据和信号间的转换。

是非审之于己，毁誉听之于人，得失安之于数。

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