体系结构实际上是一组设计决策，设计支持哪些特点和在哪里实现这些特点。设计一个体系结构更多的是艺术而不是科学。

体系结构原则

TCP/IP 协议族允许计算机、智能手机和嵌入式设备之间通信。TCP/IP 系统，构成了全球因特网（Internet）的基础，而因特网为计算机之间提供了消息通信能力，并诞生了万维网这样供人们使用的具体通信的应用。 Internet 体系结构的首要目标是将多种网络互联起来，并在互联的网络上同时运行多个应用。

连接、分组和数据报

20 世纪 60 年代之前，网络的概念主要是基于电话网络。它是针对在一次通话中连接双方通话而设计的。一次通话中通话双方之间会建立一条连接。连接建立后，它会提供资源（带宽或容量）以便用户进行通话；在通话完成后，连接才会被释放。

20 世纪 60 年代出现了一个重要概念：分组交换思想。在分组交换中，数据结构以“分组”的形式通过网络。不同资源区发送的分组可以相互结合产生新的分组，分组在传输过程中也能再次拆分成其他分组，这就是多路复用了。对于传输路径，块在传输过程中需要在交换设备之间传输，并且路径可以改变。这样处理有两个优点：网络更有弹性，可以更好地利用链路和交换设备来完成统计与复用。

Internet 中处理不同来源的混合流量的主要方法是 FIFO（先进先出）。当分组到达分组交换机时，它们会存储在缓存或队列中并通过先到达先服务的方式处理，这就是最简单的分组处理调度方式，也就是 FIFO。

面向连接网络是在每台交换机上为每条连接存储信息或状态。在连接建立之前，每个数据流状态已经建立，该协议支持连接建立、清除状态和信息。 在 20 世纪 60 年代后期，数据报出现了。数据报是一个特定类型的分组，所有有关来源和最终目的地的识别信息都位于分组（而不是交换机）中。虽然这会让数据包变大，但是不需要在交换机中维护连接状态，它可以建立一个无连接的网络。

端到端论点和命运共享

当我们设计一个大型系统时，我们必须考虑的是：核心功能应该在什么位置实现。

端到端论点认为底层（交换机与链路等）只负责数据传递，重要功能（差错控制、加密、交付确认）必须由产品或应用端完成。

命运共享建议将所有必要的状态放在通信端点，这样操作后，通信失效时端点也会一并失效，以至于整个网络都挂掉。

当前 Internet 中的矛盾是：哪些功能在网络中实现，哪些功能不在网络中实现。

差错控制和流量控制

网络中存在数据顺怀或丢失的情况。这可能出于各种原因，例如硬件问题、数据传输中被修改、超出 WiFi 范围等。对这种错误的处理称为差错控制。它可以在构成网络基础设施的系统、连接到网络的系统或其他组合中实现。

当分组数据被损坏后，整个分组应该被重新传输或重新传输。而关于分组顺序，一个可靠的文件传输应用并不关心交付的文件数据块的顺序，最终将所有分组无差错地交付并按原来顺序重新组合即可。

流量控制机制是由上层应用来实现，它可以降低发送方的发送速度，从而控制关于应用的分组传输速率。