1.互聯網分成若干層
2.爲了實現功能，大家需要遵循相關的規則，這就是協議。
1.物理層
定義：用光纜，電纜，雙絞線，無線電波等方式將電腦連起來。
作用：用來傳輸1,0的電信號。
2.鏈路層
定義：爲了規定解讀方式，多少電信號算一組？每個信號位有何意義？
作用：在物理層上面確定0和1的分組方式
2.1以太網協議
早期，電信號分組方式每個公司都有，羣雄逐鹿，發展到後來一種叫做“以太網”（Ethernet）的協議佔據了主導地位，成爲電信號分組方式的規則。
以太網規定一組電信號組成一個數據包，叫做“幀”（Frame）。每一個幀分爲2個部分，標頭（Head）和數據（Data）。
標頭包含數據包的一些說明項，比如說發送者，接收者，數據類型之類的等等。
數據則是數據包的具體內容。
標頭的長度固定爲18個字節。
數據的長度最短爲46字節，最長爲1500字節。
整個幀最短爲64字節，最長爲1518字節。
2.2MAC地址
上面提到，以太網數據包裏包含“標頭”，裏面包含了發送者和接收者的信息。那麼發送者和接收者如何標識呢？
以太網協議規定，連入網絡的所有設備，都必須具有“網卡”接口。數據包是從一塊網卡傳送到另一塊網卡。網卡的地址就是數據包發送地址和接收地址，這就叫做MAC地址。
每塊網卡出廠時都有一塊獨一無二的MAC地址，長度是48個2進制位，通常用12個16進制位來表示。
前6個16進制是廠商編號，後6個是該廠商的網卡流水號。有了MAC地址就能定位網卡和數據包路徑。
2.3廣播
定義地址只是第一位
第一個問題是如何確保一塊網卡知道另一塊網卡的MAC地址呢？
回答是有一個ARP協議，能夠解決這個問題。
第二個問題是即使知道了MAC地址那麼如何確保能夠把數據包完整準確的發送過去呢？
回答是以太網用了一種很“原始”的方式，它並不是將數據包準確送到接收方，而是將數據包羣發出去，由接收者判斷是否自己接收。
上圖中①號計算機向②臺計算機發送了一個數據包，同一個子網絡中的③④⑤也會收到這個包，他們讀取這個包的“標頭”，找到接收方的MAC地址與自己的MAC地址相比較，如果兩者相同就接受這個包，如果不是就丟棄這個包，這種方式就是“廣播”（broadcasting）.
有了數據包的定義，網卡的MAC地址，廣播的發送方式，“鏈路層”就可以在多臺計算機之間傳送數據了。
3.網絡層
以太網協議，依靠MAC地址發送數據。理論上，單單依靠MAC地址，上海的網卡就能找到洛杉磯的網卡，技術上是可以實現的。
但是，這樣做有一個重大缺點，以太網採用廣播的方式發送數據包，所有成員人手一“包”，不僅效率低，而且侷限在發送者所在的子網絡裏。
因此，必須找到一種方法，區分哪些MAC地址屬於一個子網絡，哪些不是，如果是同一個子網絡就採用廣播方式發送，如果不是一個子網絡就採用路由的方式發送，MAC地址無法做到這一點，它只與廠商有關，與所處網絡無關。
這個就是網絡層的誕生，它的作用是引進一套新的地址，使我們能夠區分不同網絡能夠屬於一個子網絡，這套地址就叫做網絡地址，簡稱網址。
於是，在網絡層出現後，每臺計算機都有2個地址，一個是網絡地址，一個是MAC地址，兩個地址之間沒有任何聯繫，MAC地址是綁定在網卡上的，網絡地址是管理員隨機組合在一起的。
網絡地址幫我們確定計算機所在的子網絡，MAC地址則將數據包送到該子網絡的中的目標網卡，因此，從邏輯上推薦，必須先處理網絡地址，再處理MAC地址。
3.1 IP協議
規定網絡地址的協議叫做IP協議，它所定義的地址就叫做IP地址。
目前，廣泛採用的是IP協議第四版，也就是IPv4.
IPv4這個協議規定，網絡地址由32個二進制位組成：
習慣上，我們用分成4段的十進制數表示IP地址，從0.0.0.0到255.255.255.255.
互聯網上每一個計算機都會分配到一個IP地址。這個地址分爲2部分，前一部分代表網絡，後一部分代表主機。比如IP地址爲172.16.254.1，這是一個32位的地址，假定它的網絡部分是前24位（172.16.254），那麼主機部分就是後8位（1），處在同一個子網絡的計算機，它的IP地址的網絡部分必然相同，也就是說172.16.254.2與172.16.254.2是處在同一個子網絡裏。
但是問題是單單從IP地址我們無法判斷究竟哪些部分是網絡地址。
那麼，怎麼從IP地址才能判斷出兩臺計算機屬於同一個子網絡那？這就需要用到另一個參數“子網掩碼”(subnet mask).
所謂“子網掩碼”，就是表示子網絡的一個參數。它在形式上等同於IP地址，也是一個32位二進制數字，他的網絡部分全部爲1，主機部分全部爲0。比如IP地址爲172.16.254.1，它的前24位爲網絡地址，後八位爲主機地址，那麼子網掩碼就是
11111111.11111111.11111111.00000000，寫成十進制就是255.255.255.0.
知道子網掩碼，我們就能判斷兩個IP地址是否屬於同一個子網絡。方法是將2個IP地址與子網掩碼進行AND計算（兩個數位都爲1，是1，否則爲0）然後比較結果是否相同，如果是，就說明他們是在同一個子網絡，否則就不是。
總結一下，IP地址作用主要有2個，一個是爲每一臺計算機分配IP地址，另一個是確定哪些IP地址屬於同一個子網絡。
3.2 IP數據包
根據IP地址發送的數據叫做IP數據包，其中包含的數據必然包含IP地址等數據，但是之前說過，以太網數據包只包含MAC地址，並沒有IP地址欄位，那麼是否修改規則重新添加一個欄位呢？
回答是不需要，我們可以將IP地址放在以太網數據包中的“數據“部分，，這是互聯網分層結構的好處：上層的變動完全不涉及下層的結構。
具體來說，IP數據包也分爲”標頭“”數據“兩個部分。
標頭部分主要包含版本，長度，IP地址等信息。“數據”部分則是IP數據包的具體內容。它放進以太網數據包後，數據包變成了這個樣。
IP數據包的“標頭“部分長度爲20到60字節，整個數據包的總長度最大爲65535字節。因此，理論上，一個IP數據包的"數據”部分最長爲65515字節。前面說過，以太網數據包的“數據“部分最長只有1500字節。因此，如果IP數據包超過了1500字節，它就需要分割成幾個以太網數據包，分開發送。
3.3 ARP協議
因爲IP數據包是放在以太網數據包裏發送的，所以我們必須同時知道2個地址，一個是對方的IP地址，一個是對方的MAC地址。通常情況下，對方的IP地址是已知的（？），但是如何知道對方的MAC地址呢？
所以，我們需要一種機制，能通過IP地址知道MAC地址。
這裏又可以分成2種情況：
1）第一種情況，如果兩臺計算機沒有在一個子網絡，那麼事實上沒有辦法得到對方的MAC地址，只能把數據傳輸到兩個子網絡鏈接處”網關“（gateway），讓網關去處理：
2)第二種情況：如果2臺計算機在同一個子網絡，那麼，我們可以用ARP協議，得到對方的MAC地址。
ARP協議發送數據包（包含在以太網數據包中）→包含它所要查詢的主機的IP地址，同時在MAC地址填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF,表示這是一個“廣播”地址→他所在子網的每一臺主機都會收到這個數據包，從中取出IP地址與自身的IP地址進行比較→如果兩者相同，那麼就作出回覆，向對方報告MAC地址，否則就丟棄這個包。
總之，有了ARP協議後我們就可以得到同一個子網絡的MAC地址了，可以把數據包傳送到每一臺主機上。
4.傳輸層
4.1傳輸層的由來
有了MAC地址和IP地址，我們已經可以在互聯網上任意兩臺主機上建立通信。
接下來的問題是，同一臺主機上有許多程序都需要用到網絡，比如，一邊瀏覽網頁，一邊在線聊天，當一個數據包從互聯網上發過來的時候，你怎麼知道，他是表示網頁還是表示在線聊天的內容？
也就是說，我們還需要一個參數，表示這個數據包到底供那個程序（進程）使用，這個參數就叫做”端口“（port），它其實是每一個使用網卡的程序的編號→數據包發送到主機特定端口→不同程序都能取得自己所需要的數據。
端口是0到65535之間的一個整數，正好16個二進制位。0—1023端口被系統佔用，用戶只能選用大於1023的端口使用。不管是瀏覽網頁還是在線聊天，應用程序會隨機選用一個端口，然後與服務器的相應端口所聯繫。
”傳輸層“的功能就是建立”端口“到”端口“的通信。相比之下，網絡層的功能主要是”主機“到”主機“之間的通信，只要確定了主機和端口，我們就能實現程序之間的交流。因此，Unix系統就把主機和端口叫做”套接字“（socket）。有了它，就可以進行網絡應用程序開發了。
4.2UDP協議
現在我們必須在數據包中添加端口信息，這就需要新的協議，也就是UDP協議。他的格式就是在數據包前面加上端口號。
UDP數據包也包含“標頭”和“數據”。
標頭部分定義：發出端口和接收端口。
數據：包含數據。
然後，把整個UDP協議添加到IP數據包數據部分中，而之前，我們就知道，IP數據包包含在以太網數據包中，所以整個以太網數據包就變成了下面的樣子。
UDP數據包非常簡單，“標頭”部分一共8個字節，總長度不超過65，535字節，正好放進一個IP數據包中。
4.3TCP協議
UDP協議的優點就是簡單，容易實現，缺點是可靠性比較差，一旦數據包發出，無法知道對方是否接收到。爲了提高網絡可靠性，TCP協議就誕生了。這個協議非常複雜，它是有確認制度的UDP協議，每發出一個數據包都需要確認。
三次握手。
TCP數據包的長度和UDP數據包一樣，都是內嵌在IP數據包的“數據”部分，TCP數據包沒有長度限制，但是最好還是和IP數據包一樣長。
5.應用層
應用程序收到"傳輸層"的數據，接下來就要進行解讀。由於互聯網是開放架構，數據來源五花八門，必須事先規定好格式，否則根本無法解讀。"應用層"的作用，就是規定應用程序的數據格式。
舉例來說，TCP協議可以爲各種各樣的程序傳遞數據，比如Email、WWW、FTP等等。那麼，必須有不同協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了"應用層"。這是最高的一層，直接面對用戶。它的數據就放在TCP數據包的"數據"部分。
因此，現在的以太網的數據包就變成下面這樣：
OVER。
