1.TCP/IP网络分层模型

第一层叫“链接层”（link layer），负责在以太网、WiFi这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用MAC地址来标记网络上的设备，所以有时候也叫MAC层。

第二层叫“网际层”或者“网络互连层”（internet layer），IP协议就处在这一层。因为IP协议定义了“IP地址”的概念，所以就可以在“链接层”的基础上，用IP地址取代MAC地址，把许许多多的局域网、广域网连接成一个虚拟的巨大网络，在这个网络里找设备时只要把IP地址再“翻译”成MAC地址就可以了。

第三层叫“传输层”（transport layer），这个层次协议的职责是保证数据在IP地址标记的两点之间“可靠”地传输，是TCP协议工作的层次，另外还有它的一个“小伙伴”UDP。

TCP是一个有状态的协议，需要先与对方建立连接然后才能发送数据，而且保证数据不丢失不重复。而UDP则比较简单，它无状态，不用事先建立连接就可以任意发送数据，但不保证数据一定会发到对方。两个协议的另一个重要区别在于数据的形式。TCP的数据是连续的“字节流”，有先后顺序，而UDP则是分散的小数据包，是顺序发，乱序收。

协议栈的第四层叫“应用层”（application layer），由于下面的三层把基础打得非常好，所以在这一层就“百花齐放”了，有各种面向具体应用的协议。例如Telnet、SSH、FTP、SMTP等等，当然还有HTTP。

MAC层的传输单位是帧（frame），IP层的传输单位是包（packet），TCP层的传输单位是段（segment），HTTP的传输单位则是消息或报文（message）。但这些名词并没有什么本质的区分，可以统称为数据包。

2.OSI网络分层模型

OSI，全称是“开放式系统互联通信参考模型”（Open System Interconnection Reference Model）。

• 第一层：物理层，网络的物理形式，例如电缆、光纤、网卡、集线器等等；
• 第二层：数据链路层，它基本相当于TCP/IP的链接层；
• 第三层：网络层，相当于TCP/IP里的网际层；
• 第四层：传输层，相当于TCP/IP里的传输层；
• 第五层：会话层，维护网络中的连接状态，即保持会话和同步；
• 第六层：表示层，把数据转换为合适、可理解的语法和语义；
• 第七层：应用层，面向具体的应用传输数据。

3.两个分层模型的映射关系

OSI术语：

• “四层负载均衡”就是指工作在传输层上，基于TCP/IP协议的特性，例如IP地址、端口号等实现对后端服务器的负载均衡。
• “七层负载均衡”就是指工作在应用层上，看到的是HTTP协议，解析HTTP报文里的URI、主机名、资源类型等数据，再用适当的策略转发给后端服务器。

TCP/IP术语：

• 二层转发，工作在二层的设备（i.e交换机）只认识MAC地址，所以建立MAC地址和端口的映射关系，来决定往哪个端口转发。
• 三层路由，工作在三层的设备（i.e路由器）利用ip地址和port，根据路由表选择最佳路径来转发包。

4.TCP/IP协议栈的工作方式

HTTP协议的传输过程就是这样通过协议栈逐层向下，每一层都添加本层的专有数据，层层打包，然后通过下层发送出去。

接收数据是则是相反的操作，从下往上穿过协议栈，逐层拆包，每层去掉本层的专有头，上层就会拿到自己的数据。

但下层的传输过程对于上层是完全“透明”的，上层也不需要关心下层的具体实现细节，所以就HTTP层次来看，它不管下层是不是TCP/IP协议，看到的只是一个可靠的传输链路，只要把数据加上自己的头，对方就能原样收到。

小结

• TCP/IP分为四层，核心是二层的IP和三层的TCP，HTTP在第四层；
• OSI分为七层，基本对应TCP/IP，TCP在第四层，HTTP在第七层；
• OSI可以映射到TCP/IP，但这期间一、五、六层消失了；
• 日常交流的时候我们通常使用OSI模型，用四层、七层等术语；
• HTTP利用TCP/IP协议栈逐层打包再拆包，实现了数据传输，但下面的细节并不可见。

有一个辨别四层和七层比较好的（但不是绝对的）小窍门，“两个凡是”：凡是由操作系统负责处理的就是四层或四层以下，否则，凡是需要由应用程序（也就是你自己写代码）负责处理的就是七层。

作者：王侦
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来源：简书
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