一、五層網絡模型
1. 主要的網絡協議
以下每層列出的協議，都能夠在代碼或者操作系統中使用和管理，當程序進行網絡通信時，需要由這些協議共同協作完成。
- 應用層，包括HTTP、TLS(SSL3.1)、DNS、Thrift、FTP等
- 傳輸層，TCP（傳輸控制協議）、UDP（用戶報文協議）
- 網絡層，IP（網際協議）
- 鏈路層，ARP（地址解析協議）
- 物理層，該層與硬件關係更爲緊密，無需太過關注
2. 網絡通信的過程
在程序中發送HTTPS請求時，數據經過各層的處理，最終到達目標地址。上圖以https://www.baidu.com爲例，對各層處理的主要部分進行了描述，其中第1、2、3步在程序中進行，第4、5、6步在操作系統內核中進行，第7步由硬件設備完成，下面對每一步進行詳細描述：
- DNS解析將域名
www.baidu.com轉換爲IPv4或IPv6地址，它依託於UDP協議向DNS服務器發送查詢請求並獲取響應信息。 - HTTP報文由程序中的httpclient工具生成，包含用戶設置的HTTP相關參數（URL、header、body等）。
- TLS協議通過四次握手機制協商出公鑰/私鑰，客戶端生成“會話密鑰”由公鑰加密發送到服務端，服務端通過私鑰解密獲取，最終使用該“會話密鑰”對HTTP報文進行加密。
- TCP連接通過三次握手機制建立，HTTP報文以字節流形式寫入，發送的數據都需要經過“發送-確認”的過程，以保證其完整送達到指定IP地址。
- IP數據包將字節流按MTU大小進行拆分，局域網內通常爲1500字節，互聯網通常爲512字節。IP數據包的頭信息上記錄了發送者IP和接收者IP。
- MAC幀在發送時，實際無法直接發送到指定的IP地址，需要內核根據路由表中記錄的信息（本地路由表查看命令
route -n），通過“IP地址與子網掩碼”進行“與運算”得到下一跳的網關IP。然後，鏈路層通過ARP協議獲取網關IP的MAC地址（本地ARP緩存表查看命令arp -a），將發送者MAC地址和網關MAC地址封裝到MAC幀中。
二、關鍵的外部服務
上一節描述的網絡通信過程，需要多種外部服務的參與才能完成，包括DNS服務、CA服務、路由器、ISP服務。
1. DNS服務
DNS服務器由DNS服務提供商進行管理，提供根據域名查詢IP地址的服務，常見的DNS服務提供商有中國電信(114.114.114.114)和谷歌(8.8.8.8)，Linux系統中在文件/etc/resolv.conf中和目錄/etcc/sysconfig/network-scripts/下使用cat命令查看配置的DNS服務器IP地址。
2. CA頒發與驗證服務
CA服務器提供了TLS協議中需要的證書頒發服務，在TLS進行四次握手時通過CA服務驗證服務器提供的證書是否可信。瀏覽器內置了多種CA服務器的地址，並且也可以在本地配置證書進行驗證(如：12306.cn需要在瀏覽器安裝私有證書)。
3. 路由器
路由器是個人電腦發送IP數據包到互聯網的第一道網關，路由器內置了相關ISP服務器的信息。
4. ISP服務器
ISP（Internet Service Provider）互聯網服務提供商（如：中國電信、中國聯通）是網絡服務的關鍵角色，ISP服務器的作用與路由器相同，它們記錄了龐大的路由表提供給數據鏈路層進行查詢。當我們想要將自己的服務器接入到互聯網中，需要付費給ISP進行註冊，本質就是在ISP服務添加了自己服務器的路由信息（實際還涉及到光纖建設等物理層實施，這裏不做描述）。