因特網(wǎng)協(xié)議的縮寫是IP峡竣，意思是網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議租谈，也就是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接進(jìn)行通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議偷厦。在因特網(wǎng)中由捎，它是能使連接到網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則兔综，規(guī)定了計(jì)算機(jī)在因特網(wǎng)上進(jìn)行通信時應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則。
通俗的講：IP地址也可以稱為互聯(lián)網(wǎng)地址或Internet地址狞玛。是用來唯一標(biāo)識互聯(lián)網(wǎng)上計(jì)算機(jī)的邏輯地址.
因特網(wǎng)協(xié)議棧共有五層：應(yīng)用層软驰、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層心肪、鏈接層和物理層锭亏。不同于OSI七層模型這也是實(shí)際使用中使用的分層方式。
互聯(lián)網(wǎng)的每一層硬鞍，都定義了很多協(xié)議慧瘤。這些協(xié)議的總稱，就叫做"互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議"（Internet Protocol Suite）固该。它們是互聯(lián)網(wǎng)的核心锅减，下面介紹每一層的功能，主要就是介紹每一層的主要協(xié)議蹬音。
一、實(shí)體層
實(shí)體層也叫物理層著淆，它就是把電腦連接起來的物理手段。它主要規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)的一些特性拴疤，作用是負(fù)責(zé)傳送0和1的電信號永部。
二、鏈接層
兩臺主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸呐矾，總是在一段一段的鏈路上傳送的苔埋，這就需要使用專門的鏈路層的協(xié)議。"鏈接層"的功能:它在"實(shí)體層"的上方蜒犯，確定了0和1的分組方式组橄。在兩個相鄰節(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層接下來的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)組裝成幀罚随，在兩個相鄰節(jié)點(diǎn)間的鏈路上傳送幀玉工。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息（如同步信息，地址信息淘菩，差錯控制等）
2.1 以太網(wǎng)協(xié)議
早期的時候遵班，每家公司都有自己的電信號分組方式屠升。逐漸地，一種叫做"以太網(wǎng)"（Ethernet）的協(xié)議狭郑，占據(jù)了主導(dǎo)地位腹暖。
以太網(wǎng)規(guī)定，一組電信號構(gòu)成一個數(shù)據(jù)包翰萨，叫做"幀"（Frame）脏答。每一幀分成兩個部分：標(biāo)頭（Head）和數(shù)據(jù)（Data）
"標(biāo)頭"包含數(shù)據(jù)包的一些說明項(xiàng)，比如發(fā)送者亩鬼、接受者殖告、數(shù)據(jù)類型等等；"數(shù)據(jù)"則是數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容辛孵。如果數(shù)據(jù)很長丛肮，就必須分割成多個幀進(jìn)行發(fā)送。
2.2 MAC地址
以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"標(biāo)頭"魄缚，包含了發(fā)送者和接受者的信息宝与。那么，發(fā)送者和接受者是如何標(biāo)識呢冶匹？
以太網(wǎng)規(guī)定习劫，連入網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備，都必須具有"網(wǎng)卡"接口嚼隘。數(shù)據(jù)包必須是從一塊網(wǎng)卡诽里，傳送到另一塊網(wǎng)卡。網(wǎng)卡的地址飞蛹，就是數(shù)據(jù)包的發(fā)送地址和接收地址谤狡，這叫做MAC地址。有了MAC地址卧檐，就可以定位網(wǎng)卡和數(shù)據(jù)包的路徑了墓懂。
2.3廣播
定義地址只是第一步，后面還有更多的步驟霉囚。
首先捕仔，一塊網(wǎng)卡怎么會知道另一塊網(wǎng)卡的MAC地址？
回答是有一種ARP協(xié)議盈罐，可以解決這個問題榜跌。這個留到后面介紹，這里只需要知道盅粪，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包必須知道接收方的MAC地址钓葫，然后才能發(fā)送。
其次湾揽，就算有了MAC地址瓤逼，系統(tǒng)怎樣才能把數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確送到接收方笼吟？
回答是以太網(wǎng)采用了一種很"原始"的方式，它不是把數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確送到接收方霸旗，而是向本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)發(fā)送贷帮，讓每臺計(jì)算機(jī)自己判斷，是否為接收方诱告。
上圖中撵枢，1號計(jì)算機(jī)向2號計(jì)算機(jī)發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，同一個子網(wǎng)絡(luò)的3號精居、4號锄禽、5號計(jì)算機(jī)都會收到這個包。它們讀取這個包的"標(biāo)頭"靴姿，找到接收方的MAC地址沃但，然后與自身的MAC地址相比較，如果兩者相同佛吓，就接受這個包宵晚，做進(jìn)一步處理，否則就丟棄這個包维雇。這種發(fā)送方式就叫做"廣播"（broadcasting）淤刃。
有了數(shù)據(jù)包的定義、網(wǎng)卡的MAC地址吱型、廣播的發(fā)送方式逸贾，"鏈接層"就可以在多臺計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)了。
三津滞、網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層作用是引進(jìn)一套新的地址铝侵，使得我們能夠區(qū)分不同的計(jì)算機(jī)是否屬于同一個子網(wǎng)絡(luò)。這套地址就叫做"網(wǎng)絡(luò)地址"触徐，簡稱"網(wǎng)址"哟沫。
于是，"網(wǎng)絡(luò)層"出現(xiàn)以后锌介，每臺計(jì)算機(jī)有了兩種地址，一種是MAC地址猾警，另一種是網(wǎng)絡(luò)地址孔祸。兩種地址之間沒有任何聯(lián)系，MAC地址是綁定在網(wǎng)卡上的发皿，網(wǎng)絡(luò)地址則是管理員分配的崔慧，它們只是隨機(jī)組合在一起。
網(wǎng)絡(luò)地址幫助我們確定計(jì)算機(jī)所在的子網(wǎng)絡(luò)穴墅，MAC地址則將數(shù)據(jù)包送到該子網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)網(wǎng)卡惶室。因此温自，從邏輯上可以推斷，必定是先處理網(wǎng)絡(luò)地址皇钞，然后再處理MAC地址悼泌。
3.1IP協(xié)議
規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址的協(xié)議，叫做IP協(xié)議夹界。它所定義的地址馆里，就被稱為IP地址。
目前可柿，廣泛采用的是IP協(xié)議第四版鸠踪，簡稱IPv4。這個版本規(guī)定复斥，網(wǎng)絡(luò)地址由32個二進(jìn)制位組成营密。
但是评汰，問題在于單單從IP地址，我們無法判斷網(wǎng)絡(luò)部分侣集。還是以172.16.254.1為例键俱，它的網(wǎng)絡(luò)部分，到底是前24位世分，還是前16位编振，甚至前28位，從IP地址上是看不出來的臭埋。
那么踪央，怎樣才能從IP地址，判斷兩臺計(jì)算機(jī)是否屬于同一個子網(wǎng)絡(luò)呢瓢阴？這就要用到另一個參數(shù)"子網(wǎng)掩碼"（subnet mask）畅蹂。
所謂"子網(wǎng)掩碼"，就是表示子網(wǎng)絡(luò)特征的一個參數(shù)荣恐。它在形式上等同于IP地址液斜，也是一個32位二進(jìn)制數(shù)字，它的網(wǎng)絡(luò)部分全部為1叠穆，主機(jī)部分全部為0少漆。比如，IP地址172.16.254.1硼被，如果已知網(wǎng)絡(luò)部分是前24位示损，主機(jī)部分是后8位，那么子網(wǎng)絡(luò)掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000嚷硫，寫成十進(jìn)制就是255.255.255.0检访。
IP協(xié)議的作用主要有兩個始鱼，一個是為每一臺計(jì)算機(jī)分配IP地址，另一個是確定哪些地址在同一個子網(wǎng)絡(luò)脆贵。
是否子在同一子網(wǎng)
算法只要把ＩＰ和子網(wǎng)掩碼的每位數(shù)AND就可以了医清。
AND方法：0和1＝0 0和0＝0 1和1＝1
如：And 192.168.0.1，255.255.255.0丹禀，先轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制状勤，然后AND每一位
ＩＰ 11000000.10101000.00000000.00000001
子網(wǎng)掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
得出AND結(jié)果 11000000.10101000.00000000.00000000
轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制192.168.0.0双泪，這就是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識族淮，
再將子網(wǎng)掩碼反取屎鳍，也就是：
00000000.00000000.00000000.11111111吗垮，
與IP AND 得出結(jié)果：
00000000.00000000.00000000.00000001蛋勺，
轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制，即0.0.0.1村斟，
這0.0.0.1就是主機(jī)標(biāo)識贫导。
3.2 IP數(shù)據(jù)包
根據(jù)IP協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)，就叫做IP數(shù)據(jù)包蟆盹。不難想象孩灯，其中必定包括IP地址信息。
但是前面說過逾滥，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包只包含MAC地址峰档，并沒有IP地址的欄位。那么是否需要修改數(shù)據(jù)定義寨昙，再添加一個欄位呢讥巡？
回答是不需要，我們可以把IP數(shù)據(jù)包直接放進(jìn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分舔哪，因此完全不用修改以太網(wǎng)的規(guī)格欢顷。這就是互聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)的好處：上層的變動完全不涉及下層的結(jié)構(gòu)。
具體來說捉蚤，IP數(shù)據(jù)包也分為"標(biāo)頭"和"數(shù)據(jù)"兩個部分抬驴。
"標(biāo)頭"部分主要包括版本、長度缆巧、IP地址等信息怎爵，"數(shù)據(jù)"部分則是IP數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容。它放進(jìn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包后盅蝗，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包就變成了下面這樣
3.3 ARP協(xié)議
因?yàn)镮P數(shù)據(jù)包是放在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包里發(fā)送的，所以我們必須同時知道兩個地址姆蘸，一個是對方的MAC地址墩莫，另一個是對方的IP地址芙委。通常情況下，對方的IP地址是已知的（后文會解釋）狂秦，但是我們不知道它的MAC地址灌侣。
所以，我們需要一種機(jī)制裂问，能夠從IP地址得到MAC地址侧啼。
這里又可以分成兩種情況。第一種情況堪簿，如果兩臺主機(jī)不在同一個子網(wǎng)絡(luò)痊乾，那么事實(shí)上沒有辦法得到對方的MAC地址，只能把數(shù)據(jù)包傳送到兩個子網(wǎng)絡(luò)連接處的"網(wǎng)關(guān)"（gateway）椭更，讓網(wǎng)關(guān)去處理哪审。
第二種情況，如果兩臺主機(jī)在同一個子網(wǎng)絡(luò)虑瀑，那么我們可以用ARP協(xié)議湿滓，得到對方的MAC地址。ARP協(xié)議也是發(fā)出一個數(shù)據(jù)包（包含在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中）舌狗，其中包含它所要查詢主機(jī)的IP地址叽奥，在對方的MAC地址這一欄，填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF痛侍，表示這是一個"廣播"地址朝氓。它所在子網(wǎng)絡(luò)的每一臺主機(jī)，都會收到這個數(shù)據(jù)包恋日，從中取出IP地址膀篮，與自身的IP地址進(jìn)行比較。如果兩者相同岂膳，都做出回復(fù)誓竿，向?qū)Ψ綀?bào)告自己的MAC地址，否則就丟棄這個包谈截。
總之筷屡，有了ARP協(xié)議之后，我們就可以得到同一個子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)MAC地址簸喂，可以把數(shù)據(jù)包發(fā)送到任意一臺主機(jī)之上了毙死。
四、傳輸層
有了MAC地址和IP地址喻鳄，我們已經(jīng)可以在互聯(lián)網(wǎng)上任意兩臺主機(jī)上建立通信扼倘。
接下來的問題是，同一臺主機(jī)上有許多程序都需要用到網(wǎng)絡(luò)，比如再菊，你一邊瀏覽網(wǎng)頁爪喘，一邊與朋友在線聊天。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)來的時候纠拔，你怎么知道秉剑，它是表示網(wǎng)頁的內(nèi)容，還是表示在線聊天的內(nèi)容稠诲？
也就是說侦鹏，我們還需要一個參數(shù)，表示這個數(shù)據(jù)包到底供哪個程序（進(jìn)程）使用臀叙。這個參數(shù)就叫做"端口"（port）略水，它其實(shí)是每一個使用網(wǎng)卡的程序的編號。每個數(shù)據(jù)包都發(fā)到主機(jī)的特定端口匹耕，所以不同的程序就能取到自己所需要的數(shù)據(jù)聚请。
"端口"是0到65535之間的一個整數(shù)，正好16個二進(jìn)制位稳其。0到1023的端口被系統(tǒng)占用驶赏，用戶只能選用大于1023的端口。不管是瀏覽網(wǎng)頁還是在線聊天既鞠，應(yīng)用程序會隨機(jī)選用一個端口煤傍，然后與服務(wù)器的相應(yīng)端口聯(lián)系。
"傳輸層"的功能嘱蛋，就是建立"端口到端口"的通信蚯姆。相比之下，"網(wǎng)絡(luò)層"的功能是建立"主機(jī)到主機(jī)"的通信洒敏。只要確定主機(jī)和端口龄恋，我們就能實(shí)現(xiàn)程序之間的交流。
4.1 UDP協(xié)議
現(xiàn)在凶伙，我們必須在數(shù)據(jù)包中加入端口信息郭毕，這就需要新的協(xié)議。最簡單的實(shí)現(xiàn)叫做UDP協(xié)議函荣，它的格式幾乎就是在數(shù)據(jù)前面显押，加上端口號。
UDP數(shù)據(jù)包傻挂，也是由"標(biāo)頭"和"數(shù)據(jù)"兩部分組成乘碑。
"標(biāo)頭"部分主要定義了發(fā)出端口和接收端口，"數(shù)據(jù)"部分就是具體的內(nèi)容金拒。然后兽肤，把整個UDP數(shù)據(jù)包放入IP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分，而前面說過，IP數(shù)據(jù)包又是放在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包之中的轿衔，所以整個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包現(xiàn)在變成了下面這樣：
4.2 TCP協(xié)議
UDP協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是比較簡單沉迹，容易實(shí)現(xiàn)，但是缺點(diǎn)是可靠性較差害驹，一旦數(shù)據(jù)包發(fā)出，無法知道對方是否收到蛤育。
為了解決這個問題宛官，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，TCP協(xié)議就誕生了瓦糕。這個協(xié)議非常復(fù)雜底洗，但可以近似認(rèn)為，它就是有確認(rèn)機(jī)制的UDP協(xié)議咕娄，每發(fā)出一個數(shù)據(jù)包都要求確認(rèn)亥揖。如果有一個數(shù)據(jù)包遺失，就收不到確認(rèn)圣勒，發(fā)出方就知道有必要重發(fā)這個數(shù)據(jù)包了费变。
因此，TCP協(xié)議能夠確保數(shù)據(jù)不會遺失圣贸。它的缺點(diǎn)是過程復(fù)雜挚歧、實(shí)現(xiàn)困難、消耗較多的資源吁峻。
TCP數(shù)據(jù)包和UDP數(shù)據(jù)包一樣滑负，都是內(nèi)嵌在IP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分。TCP數(shù)據(jù)包沒有長度限制用含，理論上可以無限長矮慕，但是為了保證網(wǎng)絡(luò)的效率，通常TCP數(shù)據(jù)包的長度不會超過IP數(shù)據(jù)包的長度啄骇，以確保單個TCP數(shù)據(jù)包不必再分割痴鳄。
五、應(yīng)用層
應(yīng)用層的任務(wù)是通過應(yīng)用進(jìn)程間的交互來完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用肠缔。應(yīng)用層協(xié)議定義的是應(yīng)用進(jìn)程間的通信和交互的規(guī)則夏跷。對于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要不同的應(yīng)用層協(xié)議。在互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用層協(xié)議很多明未，如域名系統(tǒng) DNS槽华，支持萬維網(wǎng)應(yīng)用的 HTTP 協(xié)議，支持電子郵件的 SMTP 協(xié)議等等趟妥。
這是最高的一層猫态，直接面對用戶。它的數(shù)據(jù)就放在TCP數(shù)據(jù)包的"數(shù)據(jù)"部分。因此亲雪，現(xiàn)在的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包就變成下面這樣勇凭。
