TCP/IP，网际网路的基础通讯架构

上篇所提到的 TCP/IP，将网路通讯模型分成四层。今天来简单聊一下这四层分别为何、在做什麽事，身为一名开发者，要如何融入这个架构里呢？

TCP/IP 四层架构

TCP/IP 的模型共有以下四层

• Application Layer（应用层）
• Transport Layer（传输层）
• Internet Layer（网际网路层、网路层）
• Network Access Layer（网路存取层）

这样的模型在不同层级做了什麽事呢？举个例子来说：

假设你用 Line 传了一则讯息出去，应用层的 Line 会把你的讯息丢给传输层的程序，加上「连接埠」等资讯传到下面网际网路层的程序。在这层，资料会被加上「IP 位置」等资讯，再被传到下面的网路存取层，加上「MAC 位置」等等，最後被转换成讯号送走。

*TCP/IP 各层处理的资料

至於连接埠、IP 位置、MAC 位置的详细作用为何？我们後续的文章接着聊。现在先回到 TCP/IP 的主要架构上，在不同层级会被加上 Header（标头）的资讯，用来在传递讯息时标明来源及目的。

就有点像是你的讯息被丢进信封，写上点什麽资讯、再被丢入信封，如此反覆数次。其中一层可能是写你目的地的地址，例如：信义路一段 1 号，再往外一层写上下一站要拿给谁。

*封装资讯，加上标头

刚开始你可能把信拿到某个邮筒，但是你的信封外写着「拿给：文山邮局」。邮差不需知道你真正的寄送目的地，看到後只要拿给文山邮局就好。

接着文山邮局会把最外层的信封打开，看一下你的目的地为何，发现是送到信义路一段，於是文山邮局再套上一层信封，写上「拿给：信义邮局」。同样的，邮差看到这封信也不需要知道你的真正目的地为何，只要拿到信义邮局即可，再由信义邮局决定下个中继站为何，或是真的抵达目的地了。

加入 TCP/IP 家族

在 TCP/IP 的架构下，你可以挑一个层级加入，符合其规范开发就能顺利的和其它层级的程序相容。例如浏览网站的协定 HTTP 就是属於应用层的范畴，HTTP 规范了浏览网站的方方面面，像是传输内容的格式、快取、错误处理等等，但不需要去管这个网站内容传输时要走哪条路，掉封包了怎麽办。

这类的问题要交给下面几层的协定来做，像是传输层的 TCP 就是专门处理连线的稳定性，例如重送的机制是如何做的：要每隔 0.1 ms 还是多久重送一次？要等接收端回覆收到，要等多久？诸如此类的问题。传输层的协定基本上现今已经算是相当完善的了，但仍有演算法优化的空间，或是更适用物联网架构的协定也有可能推陈出新。

而在网路层的 IP（Internet Protocol）则负责把讯息定义网路上的地址，也就是大家熟悉的 IP Address。又或是 OSPF（Open Shortest Path First），专门决定讯息走哪条路径比较好。

最後在网路存取层有 MAC（Media Access Control），网路卡中的 MAC Address 就是基於这个协定的；也有 ARP（Address Resolution Protocol），透过网路层的 IP Address 来找 MAC Address。

但实务上也不见得某个程序、服务就得完全属於某一层，TCP/IP 的这个模型也只是尽可能的把抽象和实际的应用之间做一个连接，有些应用不见得可以很明确的归类在某一层。

而 OSI 的七层模型，就更是这样了，我们接着聊。

参考资料

1. NotFalse 技术客 - 协定资料单元 — 区段 (Segment)、资料包 (Datagram)、讯框 (Frame)
2. Wiki - TCP
3. Wiki - IP
4. Wiki - OSPF
5. Wiki - MAC
6. Wiki - ARP