应用层
在 TCP/IP 协议簇中，将 OSI 标准模型中的会话层、表示层都归为了应用层。应用层的架构大多属于客户端/服务端模型，提供服务的程序叫做服务端、接受服务的程序叫做客户端。在这种架构中，服务端通常会提前部署到服务器上，等待客户端的连接，从而提供服务。
数据包的发送历程
下面我们来介绍一下一个数据包是如何经过应用层、运输层、网络层和通信链路层把一个数据包发送给另外一个数据包的。
数据包结构
我们首先先来认识一下数据包的结构，这里 cxuan 只是给你简单介绍一下，后面的文章会更加详细的介绍。
在上面的每个分层中，都会对所发送的数据增加一个 首部，这个首部中包含了该层必要的信息。每一层都会对数据进行处理并在数据包中附上这一层的必要信息。下面我们就来聊一聊数据包的发送过程。
数据包发送历程
假设主机 A 和主机 B 进行通信，主机 A 想要向主机 B 发送一个数据包，都会经历哪些奇特的操作？
应用层的处理
主机 A 也就是用户点击了某个应用或者打开了一个聊天窗口输入了cxuan，然后点击了发送，那么这个 cxuan 就作为一个数据包遨游在了网络中，等下还没完呢，应用层还需要对这个数据包进行处理，包括字符编码、格式化等等，这一层其实是 OSI 中表现层做的工作，只不过在 TCP/IP 协议中都归为了应用层。
数据包在发送的那一刻建立 TCP 连接，这个连接相当于通道，在这之后其他数据包也会使用通道传输数据。
传输层的处理
为了描述信息能准确的到达另一方，我们使用 TCP 协议来进行描述。TCP 会根据应用的指示，负责建立连接、发送数据和断开连接。
TCP 会在应用数据层的前端附加一个 TCP 首部字段，TCP 首部包含了源端口号 和 目的端口号，这两个端口号用于表明数据包是从哪里发出的，需要发送到哪个应用程序上；TCP 首部还包含序号，用以表示该包中数据是发送端整个数据中第几个字节的序列号；TCP 首部还包含 校验和，用于判断数据是否损坏，随后将 TCP 头部附加在数据包的首部发送给 IP。
网络层的处理
网络层主要负责处理数据包的是 IP 协议，IP 协议将 TCP 传过来的 TCP 首部和数据结合当作自己的数据，并在 TCP 首部的前端加上自己的 IP 首部。因此，IP 数据包后面会紧跟着 TCP 数据包，后面才是数据本身。IP 首部包含目的和源地址，紧随在 IP 首部的还有用来判断后面是 TCP 还是 UDP 的信息。
IP 包生成后，会由路由控制表判断应该发送至哪个主机，IP 修饰后的数据包继续向下发送给路由器或者网络接口的驱动程序，从而实现真正的数据传输。
如果不知道目标主机的 IP 地址，可以利用
ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议进行查找。
通信链路层的处理
经由 IP 传过来的数据包，以太网会给数据附上以太网首部并进行发送处理。以太网首部包含接收端的 MAC 地址、发送端的 MAC 地址以及标志以太网类型的以太网数据协议等。
下面是完整的处理过程和解析过程。
如上图所示，左侧是数据的发送处理过程，应用层的数据经过层层处理后会变为可以发送的数据包，经过物理介质发送至指定主机中。
数据包的接收流程是发送流程的逆序过程，数据包的解析同样也会经过下面这几步。
通信链路的解析
目标主机收到数据包后，首先会从以太网的首部找到 MAC 地址判断是否是发给自己的数据包，如果不是发给自己的数据包则会丢弃该数据包。
如果收到的数据包是发送给自己的，就会查找以太网类型判断是哪种协议，如果是 IP 协议就会扔给 IP 协议进行处理，如果是 ARP 协议就会扔给 ARP 协议进行处理。如果协议类型是一种无法识别的协议，就会将该数据包直接丢弃。
网络层的解析
经过以太网处理后的数据包扔给网络层进行处理，我们假设协议类型是 IP 协议，那么，在 IP 收到数据包后就会解析 IP 首部，判断 IP 首部中的 IP 地址是否和自己的 IP 地址匹配，如果匹配则接收数据并判断上一层协议是 TCP 还是 UDP；如果不匹配则直接丢弃。
注意：在路由转发的过程中，有的时候 IP 地址并不是自己的，这个时候需要借助路由表协助处理。
传输层的处理
在传输层中，我们默认使用 TCP 协议，在 TCP 处理过程中，首先会计算一下 校验和，判断数据是否被损坏。然后检查是否按照序号接收数据，最后检查端口号，确定具体是哪个应用程序。
数据被完整的识别后，会传递给由端口号识别的应用程序进行处理。
应用程序的处理
接收端指定的应用程序会处理发送方传递过来的数据，通过解码等操作识别出数据的内容，然后把对应的数据存储在磁盘上，返回一个保存成功的消息给发送方，如果保存失败，则返回错误消息。
上面是一个完整的数据包收发过程，在上面的数据收发过程中，涉及到不同层之间的地址、端口号、协议类型等，那么我们现在就来剖析一下。
数据包经过每层后，该层协议都会在数据包附上包首部，一个完整的包首部图如下所示
在数据包的发送过程中，各层依次对数据包添加了首部信息，每个首部都包含发送端和接收端地址以及上一层的协议类型。以太网会使用 MAC 地址、IP 会使用 IP 地址、TCP/UDP 则会用端口号作为识别两端主机的地址。
此外，每个分层中的包首部还包含一个识别位，它是用来标识上一层协议的种类信息。
总结
这一篇文章 cxuan 还是在和你聊一些基础知识，这些基础知识是为下面文章提前预热准备的，下一篇文章我们会聊到数据链路层的相关知识，敬请期待。
如果这篇文章还不错的话，希望各位小伙伴们点赞、留言、在看、分享，cxuan 谢谢大家。
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