互聯網高度普及的現在，我們無時無刻不在網絡上分享自己的點點滴滴，從智能手機到智能穿戴設備，從微信到微博、抖音。互聯網的普及，讓我們和世界的距離越來越近，但是物理世界是如何同虛擬世界建立聯結的呢？一根網線如何能夠點到點的數據傳輸的呢？

TCP/IP協議簇

如果你是一個虛擬世界的總設計師，你會設計出怎樣的規則，來規定物理設備之間的數據傳輸，搭建從現實世界到虛擬世界橋梁？

假設你有兩臺電腦，你會如何設計，實現它們之間的通信呢？

物理層

首先存在各種各樣不同的數據傳輸介質，比如電纜、光纖、無線電等，但是不同的傳輸介質本質上的作用都是將各種不同的信號轉換為二進制數據。為了統一數據傳輸的規范，于是針對不同的傳輸介質，定義了不同的協議規范，比如電話網絡modems-V、USB物理層、Bluetooth物理層、WiFi物理層、DSL等。

注：TCP/IP協議中不包括這一層，這里是為了解釋整個數據傳輸協議分層的需要，才做介紹。

鏈路層

數據傳輸的問題解決之后，便要解決數據傳輸穩定性的問題，物理介質總是容易出錯的，比如數據傳輸中斷網、斷電等，那如何針對這些問題進行容錯處理，保證數據傳輸的穩定可靠呢？

數據傳輸發生差錯時，就只能將發生差錯的數據重復，我們則需要將二進制數據流組合成以幀為單位傳輸。每個數據幀除了包含要傳輸的數據外，還包括校驗碼，以檢查傳輸中是否存在差錯。

當真正發生差錯時，我們還要考慮如何處理差錯，是自動重發還是空閑時再重發。

由于不同介質的數據傳輸和接受能力的不同，我們則需要考慮數據接收方的處理能力來控制數據傳輸的速率。

網絡層

數據傳輸的穩定性得到保證后，便是要實現如何在眾多的機器中，將數據從源機器上準確地傳輸給目標機器。這一層便是開啟虛擬世界大門的鑰匙。它定義了機器之間在復雜的虛擬網絡中如何進行數據傳輸的規則。IP，ICMP，IGMP等協議便是在這一層。

IP協議中則包含了協議版本、報頭長度、總長度、數據分片標識、數據存活時間、源地址、目標地址、數據等信息。

傳輸層

同樣的，網絡中的數據傳輸問題解決后，我們便要保證在網絡中數據傳輸的穩定性，網絡中的數據傳輸的穩定性取決于硬件的狀態。因此在這一層，我們同樣要考慮，數據分割，差錯控制，以及流量控制的問題。此外，由于此時是處在虛擬網絡當中，我們還需要處理按端口尋址，連接管理等功能

TCP和UDP協議就處在這一層；TCP為兩臺主機提供了可靠的數據傳輸的機制，UDP則是提供了簡單的數據傳輸服務，保證負責將數據從一臺主機傳輸到另一臺主機，并不能保證數據一定能夠到達另一臺主機。

應用層

數據傳輸的穩定性解決了之后，我們則需要制定針對應用程序的數據傳輸的規則。這一層規定了，運行在不同的操作系統的程序之間，如何傳遞報文。

這層的協議則規定了，報文類型，報文的語法，報文中的字段語義，程序之間如何發送報文并對報文進行響應。

其中的協議則包括DNS、FTP、SMTP、HTTP、Telnet等協議。

總結

TCP/IP協議簇是網絡通信中最基本的通信協議，主要分為鏈路層，網絡層，傳輸層和應用層。

各個分層都規定了實現相應功能的規范：鏈路層保證了物理鏈路中數據傳輸的穩定，網絡層實現了源主機向目標主機準確傳輸數據的功能，傳輸層則規定了主機與主機之間數據傳輸的穩定性規范，應用層則定義了程序之間進行報文傳輸的規范。