TCPIP协议栈详细解释⼩⼩⽩都能看懂！（强烈推荐）
前戏
解析 URL，DNS 查询，获得服务器 IP 地址，向⽬标地址发送 HTTP 请求，服务器收到，响应，返回页⾯，浏览器接收，渲染，bingo！屏幕前的你露出得意笑容，不忘记嘲讽⼀下“就这？就这？”。
停！还没完呢。请问这位同学，你发送的请求是怎么到达⽬标服务器的，服务器的响应⼜是如何回来的？
你陷⼊沉默，说了⼀些 TCP 协议、OSI 模型、路由器之类的词。
此时问题⼜来了：浏览器⼜是如何将请求发送出去的？
这篇⽂章，我将以⽹络通信常⽤的 TCP/IP 模型为主，解释⽹络通信涉及的各个阶段，不管是常规的页⾯访问，还是我们业务中常见的HTTP 请求，都包含在这样的过程中，对开发者们很有益处，好了，安全带系好，开车了。
⽬录
1. TCP/IP 参考模型是什么
2. ⼀次完整的⽹络通信过程
3. 各个阶段的深⼊理解
⼀、TCP/IP参考模型是什么
在进⼊具体的解释之前，我们对 TCP/IP 协议的前世今⾝做⼀个简单回顾。
所谓⽆规矩不成⽅圆，⽹络诞⽣之初，为了保证⽹络通信的有序进⾏，相关组织开始着⼿制定各种通信协议，例如最早的⽹络控制协议（NCP），到后来⽿熟能详的 OSI 七层协议等，整个因特⽹在这些协议的制约下迅速发展。事物总是发展变化的，技术⾃然更新换代。到上⼀世纪 80 年代，美国国防部的 ARPA ⽹（也就是阿帕⽹，互联⽹的⿐祖）项⽬中，TCP、IP 协议最早被提出来得到应⽤，并且由于其优异性迅速成为互联⽹通信的主流通⽤协议。
这⼀协议最早得名是因为两个最重要最先被提出的协议 TCP 和 IP，后来，互联⽹通信的各类协议（HTTP、IP、DNS、TCP、ARP）整体都被纳⼊这⼀协议体系中，被统称为“TCP/IP 协议族”。
也就是说，TCP/IP 协议族最早的确只有 TCP 和 IP 两个协议，现在则是⼀系列与⽹络通信有关的各类协议的集合。对应这⼀协议族，同时发展出了TCP/IP 参考模型，这⼀模型是⼀个抽象出来的分层模型，TCP/IP 协议族中的所有协议被归类到这⼀模型的 4 个层次中，每⼀层相互独⽴，下⼀层为上⼀层提供服务，各个层次间互相协作，完成了互联⽹通信的主要⼯作。
这四个层分别是：⽹络访问层（⼜叫数据链路层或者⽹络接⼝层），⽹络层，传输层，应⽤层，⼤家通常将这四个层次与更为详细的OSI七层模型映射：
在 TCP/IP 参考模型中，各项通信协议各有归属，例如我们在浏览器中常⽤的：HTTP（超⽂本传输协议）、DNS（域名系统）、FTP（⽂件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议等）都是属于应⽤层协议，⽽ TCP、UDP 则属于传输层协议，IP 则属于⽹络层协议。更多的通信协议，⼤家可以搜索了解。我们这篇⽂章主要分析以 HTTP 为主的通信过程。
⼆、⼀次完整的⽹络通信过程
为了对 HTTP 请求的通信过程有⼀个更好的理解，我将从 TCP/IP 四个层次出发，对应各个层次的通信实体，或者媒介（例如浏览器，路由器以及⽹线等），看各个协议是如何在这些通信实体中发⽣作⽤，将⼀个请求发送到服务器，服务器的响应⼜是如何赶回来的。
整体来讲，⼀次完整的通信，很像快递邮递包裹，物品被加上包装，写上地址信息和联系⽅式，经过⼀个⼜⼀个的快递中转站，到达收货⼈的位置，在⽹络请求中，请求的数据就是需要快递的物品，IP 地址和 MAC 地址就是通信的地址，⽹线和路由器、交换机和集线器等就是运输道路和快递中转站，⽹络协议则可以看做快递员和快递政策，⽽和快递类似的是，⽹络通信也会出现丢包（包裹损坏）等情况。所以说，⼀个简单的 HTTP 请求，要完整地拿到请求信息，中间有若⼲操作系统组件、通信协议、通信实体参与，才能保证通信的顺利进⾏。
那么，这个快递过程，具体是怎么进⾏的呢？
其基本原则是，通过分层的顺序，发送端由上往下发送，接收端则由下向上接收。为了保证数据顺利发送到下⼀个层次，会在发送在其头部加上⼀些必要的信息，这些信息是为了保证数据的完整和符合需求的约束信息。发送 HTTP 请求时，经常会设置 Request Header，例如Content-Type：text/html 是向服务器说明，我需要的是 HTML 页⾯，你返回其他东西是不⾏滴。
这些头部信息还可能包含协议信息，请求路径、请求⽅法等，但这仅仅是发⽣在应⽤层，整个通信过
程，经过四个层次，会被依次加上HTTP 请求头，TCP 头部、IP 头部以及以太⽹头部。数据加上这些头部信息之后，才会被发往下⼀层，数据经过重重包装，从你的⽹卡出发，穿过若⼲路由器，⽹线，交换机，到达⽬标服务器所在的⼦⽹，服务器要做的则是相反的过程，它会根据前⾯加上的头部信息，层层解析，最后到达服务器被处理（处理就是服务端程序代码的责任），之后再将响应数据返回。整体过程如下图：
（图⽚来⾃谢希仁版《计算机⽹络》）
tcpip协议pdf数据在各个层次间依次传递，其传递的数据单位我们可以统⼀理解为数据包，数据包在不同的层次有不同的称呼，我们熟悉的是，其从应⽤层出发时，将之称为 HTTP 请求消息（message）或者报⽂，为其加上消息头之后，发送⾄传输层，加上 TCP 头部，叫它报⽂段（segment），到⽹络层，加上 IP 头部，成为 IP 数据包，到了最后的⽹络访问层，其已经套上层层包装，在这⾥在为其加上以太⽹⾸部的同时，还会加上⼀些尾部信息，摇⾝变为帧（framing），这个过程叫做封装过程。不管怎么叫，数据在各个层次间，是以数据包的形式传递，当数据量⼤时，还会出现分包传递的情况。
三、各阶段发⽣了什么
1. DNS 查询
URL 只是为了⼈类更友好识别⽹络程序⽽设置的互联⽹资源的定位标识，浏览器⾸先会对 URL 进⾏解析，获取到请求的协议（https），域名（google），路径（/），由于没有其他⼦域名，也就是查询 google 的默认主页。解析完毕后，DNS 出场。
DNS，也就是域名查询系统，负责 URL 对应的 IP 地址的查询，每个操作系统会内置 Socket 协议库，协议库中有解析器（resolver）专门负责这个过程，⼜是⼀个漫长的过程（当然我们等的时间不会很长），这⾥不再具体展开，感兴趣的同学可以看看我在⽂尾列出的参考资源 How DNS works，其⽤⽣动有趣的动画形式展⽰了这⼀过程，⼗分有趣。
经过 DNS 查询，浏览器拿到了请求资源的 IP 地址。IP 地址，⼜叫⽹际协议地址，是分配给⽹络上设备的数字标识，也就是说，只要联⽹的设备，例如我们的电脑⼿机以及路由器等都是有 IP 地址的。其是我们的请求数据识别服务器在⽹络中的位置的必须标识。
2. Mac 地址查询
IP 地址在⽹络层使⽤，但在实际的数据链路上传递数据时，在同⼀个链路中不同的计算机，其必须要使⽤另⼀个地址来识别—— Mac 地址，⼜叫做物理地址。
说到这⾥，岔开⼀句，在⽹络通信中，我们通常提到三个地址：IP 地址、Mac 地址以及端⼝号，三者分别代表的是：
IP地址：⽹络中互联的主机和路由器的标识。
Mac 地址：每个⽹卡硬件的物理地址。
端⼝号：识别同⼀个主机上不同的应⽤程序，也可以理解为程序地址。
所以，在⼀个⽹络通信中，我们需要⽤到五⼤识别符：源IP地址、⽬标IP地址、协议、源端⼝号和⽬标端⼝号。
⾔归正传，Mac 地址是每⼀个⽹卡被⽣产的时候就写死在其中的，所以其是不变且唯⼀的，那么如何得到服务器的 Mac 地址呢，⼜⼀个协议闪亮登场——ARP。

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