本文转载自微信公众号「小菜学编程」，作者fasionchan。转载本文请联系小菜学编程公众号。
上一小节，我们学习了 OSI 参考模型，见识到 分层 设计思想在通信系统中的重要作用。那么，现行的通信协议是不是按照 OSI 模型进行分层呢?各层的重要协议都有哪些呢?
目前使用最广泛的通信协议是 TCP/IP 系列协议，但它并不是严格按照 OSI 参考模型设计的。实际上，TCP/IP 早在 OSI 参考模型提出前就开始研发，并逐步发展至今。
TCP/IP 协议栈也是分层设计的，但与 OSI 不同，它只分为 4 层：
网络访问层
网络访问层 ( network access layer )负责管理物理介质，并提供将数据从当前节点传输到下一节点的能力。因此，网络访问层的功能相当于 OSI 中的 物理层 和 数据链路层 。
不同的通信介质，有不同的接入设备，采用的协议也不同，常见的有：
- Ethernet ，以太网协议;
- PPP ，点对点协议;
- DSL ，用户数字线路;
- etc
以 以太网卡 为例，它的通信介质是电缆，而通信协议则是 以太网协议 ，协议传输单元是 以太网帧 。
网卡电路直接处理电信号，并完成电信号与比特间的转化。这相当于 OSI 物理层的功能，但网卡不会将物理层功能直接呈现给上层。
实际上，网卡将数据链路层中 网络寻址 和 错误侦测 的功能也一并实现了，向上层提供以太网帧收发能力。系统可以调用网卡驱动发送以太网帧;网卡接到以太网帧后，也通过驱动程序提交给系统来处理。
总而言之，网络访问层以 帧 为通信单元，负责将数据发送到同一网络(局域网)中的另一节点。
- 以 帧 为通信单元;
- 实现局域网通信;
网络互连层
网络互连层( internet layer )在网络访问层提供的局域网通信能力之上，实现网际通信能力。该层作用相当于 OSI 模型中的网络层，同样以 包 为通信单元，负责路径选择和数据包转发。
TCP/IP 协议栈中的 IP 协议就是该层最核心的协议，它以 IP 包为通信单元。采用 IP 协议进行通信的主机，需要分配一个地址，这就是 IP 地址。IP 包头部的源地址和目的地址字段，用来标注 IP 包的来源和目的地。
网络互连层利用网络访问层的局域网通信能力，将 IP 包传输到下一节点。经过若干次转发，IP 包最终被送达目标主机。更多细节，我们将在后续章节中揭晓。
- 以 包 为通信单元;
- 实现网际通信(点到点);
传输层
传输层( transport layer )则在网络互连层点到点传输能力基础上，实现端到端的进程间通信。该层相当于 OSI 模型中的传输层，同样以 段 为通信单元，负责根据段中的端口号将数据送至目标进程。
最简单的传输层协议应该是 UDP 协议，它非常简单，只是引入了一个端口号。当一个 UDP 段搭载在 IP 包中送达目标主机后，系统根据段中的端口后，将数据提高给对应的进程。
IP 只是一种尽力而为的传输协议，并不完全可靠：一方面， IP 包在传输的过程中可能经过不同路由，达到目标主机时次序可能会乱;另一方面，中间路由可能因网络拥塞而丢包。
为了保证数据传输的可靠性，协传输层还提供了 TCP 协议。除了端口号，TCP 协议还实现了数据序号、接收确认，以及超时重传机制，从而为进程提供可靠、有序的数据流。
TCP 协议是传输层的核心协议，应用范围也非常广泛，因而是网络学习中的重点。TCP 协议的实现非常复杂，细节将在后续章节展开介绍，现在有个初步认识即可。
- 以 分组 为通信单元;
- 实现进程间通信(端到端);
应用层
应用层( application layer )定义具体网络应用的通信逻辑，让应用进程间的协作成为可能。
传输层为进程提供了一般化的数据传输能力，但对数据本身未作任何规定。因此，实现应用的多个协作进程，需要一种协议，以对数据达成统一认识。
以 Web 应用举例，浏览器进程作为客户端，必须按照 HTTP 协议的规定，向 Web 服务进程发起请求，才能为服务器所理解;同理，Web 服务器处理请求后，必须按照 HTTP 协议的规定，想客户端回复响应。
HTTP 协议对 Web 应用进程来说，就是它们彼此间交流的共同语言。由于网络应用极为丰富，应用协议种类也不在少数，我们常见的有以下这些：
- HTTP
- HTTPS
- FTP
- SMTP(邮件发送)
- etc
小结
本节介绍了目前最流行的 TCP/IP 协议栈，它同样采用分层设计思路，与 OSI 分层略有差别，但大同小异。TCP/IP 模型与 OSI 模型的对应关系，以及各层的主要协议，列举如下：
后续我们将以该图为指引，自底向上，逐层深入学习。敬请期待!
