OSI 与 TCP/IP：分层对照 + 各层典型协议一览
把网络拆成「层」，是为了：定位问题时知道该查哪一层、读文档/抓包时知道当前在看哪一层的协议。本篇只做地图与直觉，具体协议细节放在后续各篇。
1. 为什么要有分层
真实网络里，主机、路由器、交换机各自只做一部分事情。分层把「端到端传数据」拆成多个职责清晰的步骤：上层只依赖下层提供的服务，而不关心下层怎么实现。这样 TCP/IP 能在以太网上跑，换 Wi‑Fi、换光纤，上层应用往往不用改。
下面两套模型说的是同一件事的不同画法：OSI 七层偏教学，TCP/IP 偏工程实现。很多中文教材会再折中成五层（把 OSI 最上面三层合并成「应用层」）。
2. OSI、五层与 TCP/IP 的对应关系
要点只有几句：
- 「应用层」在工程里是个大筐：OSI 的会话、表示、应用，在 TCP/IP 里往往都统称应用层协议。
- TCP/IP 的「网络接口层」：对应 OSI 的数据链路层 + 物理层（比特怎么编码、帧怎么在介质上传），抓包时你看到的「Frame」主要来自这一带）。
- 后文说「第几层」时，若无特别声明，按五层从下到上数：物理 → 数据链路 → 网络 → 传输 → 应用。
3. 各层「协议地图」（认路用）
先建立「这一层大概管什么、常见词有哪些」的印象；与 Wireshark 里包展开顺序（Frame → IP → TCP → HTTP）也能对上号。
| 层级 | 这一层大致管什么 | 常见协议 / 概念（举例） |
|---|---|---|
| 应用层 | 具体应用语义：网页、域名、邮件… | HTTP/HTTPS、DNS、FTP、SMTP、SSH、MQTT… |
| 传输层 | 进程到进程：端口、可靠/不可靠、拥塞 | TCP、UDP；端口（如 80、443） |
| 网络层 | 主机到主机：跨网段寻址与路由 | IPv4/IPv6、ICMP、路由协议（如 OSPF、BGP 等，偏运维） |
| 数据链路层 | 同一链路/二层域内：帧、MAC | 以太网、ARP（常视为紧贴 IP 的辅助）、交换机转发 |
| 物理层 | 比特与介质：电气、光、无线电 | 网线、光纤、Wi‑Fi 射频 |
ARP 常被放在「链路层与网路层之间」来讲：它为「已知 IP、求 MAC」服务，抓包常在以太帧里看到，后文写网路/链路时会再碰。
4. 封装与各层 PDU 叫法
数据从应用往下交时，每一层会给数据加上本层的控制信息（首部，有时还有尾部），像套娃一样，称为封装；对端再逐层剥掉，称为解封装。
各层对自己这一层「一整块数据单元」的习惯称呼（PDU）大致是：
| 层级 | 常见 PDU 称呼 | 备注 |
|---|---|---|
| 传输层 | TCP 段（segment）；UDP 数据报（datagram） | 口语里也有人泛称「包」 |
| 网络层 | 分组 / IP 数据报（packet） | 常说「IP 包」 |
| 数据链路层 | 帧（frame） | 以太网帧等 |
| 物理层 | 比特流 | 抓包里有时不单独展开 |
封装有什么用？ 让每一层只读自己需要的那点头信息，就能完成本层职责，上层不必知道下层介质是网线还是 Wi‑Fi。 大致包括：在传输层用端口号区分「同一 IP 上不同进程」；在网络层用 IP 地址做跨网段选路；在链路层用 MAC / 帧在一段链路上可靠投递（还可带差错检测等）；物理层只管比特如何编码传输。对端按顺序剥封装，每一层去掉自己的首部，把「载荷」交给上一层，直到应用拿到原始数据。这样分工清晰、可替换（例如换物理介质往往不必改 HTTP 语义）。
5. 输入网址到显示网页的完整过程
这是一个将前面所有分层核心概念串联起来的“终极面试题”。当我们不仅在浏览器里敲下 https://www.example.com 并按下回车时，网络世界究竟经历了什么？
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URL 解析与 DNS 查询（应用层查找）
- 浏览器首先解析 URL 的结构，确定通信协议（HTTPS）与域名（www.example.com）。
- 浏览器需要目标主机的 IP，便依次查询浏览器缓存、操作系统（
hosts文件）、本地 DNS 路由器缓存，若未命中则向 ISP 的 DNS 服务器发起请求，并最终解析出真正要通信的服务器 IP 地址。
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TCP 建立连接（传输层三次握手）
- 拿到目标 IP 后，操作系统的协议栈准备在双端之间建立可靠的数据通道。
- 客户端（浏览器随机分配端口）向服务端（默认 443 端口）发起 TCP 三次握手（SYN -> SYN+ACK -> ACK）。
- （注：因为是 HTTPS，随着 TCP 链接建成后，立刻会追加进行 TLS/SSL 四次安全握手以协商加密密钥。）
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封装并发送 HTTP 请求（层层包装出海）
- 浏览器将用户的访问意图组装成纯文本的 HTTP Request 报文（包含 Header 与体）。
- 传输层：将超长的 HTTP 报文切分成多个 TCP 段 (Segment)，标上源目的端口号与序号。
- 网络层：将 TCP 段打包成 IP 数据报 (Packet)，标上源 IP 与目标 IP。
- 数据链路层：如果目标 IP 不在局域网内，通过查询路由表，利用 ARP 请求得出“默认网关（光猫/路由器接口）”的 MAC 地址，封装包进入以太网帧 (Frame) 中。
- 物理层：网卡将帧转化为光电/无线电波信号，向外发送。
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路由转发与寻址（网络层的万里长征）
- 数据包离开你的路由器，进入主干网，途径经过一个个骨干路由器与交换机。
- 路由器一层一层拆开数据包，查看网络层里的目标 IP，查询自己的路由表（最长前缀匹配Longest Prefix Match），再重新包装链路层的 MAC 后，将数据包扔向下一跳（Next Hop）。直至抵达百公里外的机房主机。
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服务器处理并响应（层层解包归原）
- 目标服务器收到光电信号后，一层接着一层去壳拆盒**（解封装）**：核对 MAC -> 剥掉 IP 头 -> 剥掉 TCP 头组装好乱序的分段 -> 将完整的 HTTP Request 数据通过预设端口递交给应用层的 Nginx / Tomcat 进程。
- Web 进程读取完请求并查询数据库后，组装好 HTTP Response（包含 HTML 等资源）按照同样的逻辑原路发回给你的主机。
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浏览器解析渲染
- 浏览器收到回传的 HTML 页面资源后，开始解析 DOM 树与 CSSOM 树，引擎构建呈现出精美的画面。并进一步发请求拉取相应的图片与 JS 文件。
