本文主要是介绍互联网五层模型中每一层分别都有哪些协议，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
相关文章：
1、五层模型
2、 层与协议
2.1、实体层（或物理层）
2.2、链接层
2.2.1、Ethernet（以太网协议）
2.2.2、ARP协议&BARP协议
2.2.3、 IEEE802.3标准
2.2.4、PPP协议
2.2.5、CSMA/CD协议
2.3、网络层
2.3.1、IP协议
2.3.2、ICMP协议
2.3.3、IGMP协议
2.4、传输层
2.5、应用层
相关文章：
互联网协议入门（自己的）
TCP/IP五层模型详解（阅读量不多，但内容不错）
计算机网络各层协议（百度文库的文章，非常全面）
1、五层模型
互联网的实现，分成好几层。每一层都有自己的功能，就像建筑物一样，每一层都靠下一层支持。
用户接触到的，只是最上面的一层，根本没有感觉到下面的层。要理解互联网，必须从最下层开始，自下而上理解每一层的功能。
如何分层有不同的模型，有的模型分七层，有的分四层。我觉得，把互联网分成五层，比较容易解释。
2、 层与协议
每一层都是为了完成一种功能。为了实现这些功能，就需要大家都遵守共同的规则。
大家都遵守的规则，就叫做"协议"（protocol）。
互联网的每一层，都定义了很多协议。这些协议的总称，就叫做"互联网协议"（Internet Protocol Suite）。它们是互联网的核心，下面介绍每一层的功能，主要就是介绍每一层的主要协议。
图一：
图二：
2.1、实体层（或物理层）
没有什么协议
我们从最底下的一层开始。
电脑要组网，第一件事要干什么？当然是先把电脑连起来，可以用光缆、电缆、双绞线、无线电波等方式。
这就叫做"实体层"，它就是把电脑连接起来的物理手段。它主要规定了网络的一些电气特性，作用是负责传送0和1的电信号。
2.2、链接层
- Ethernet 美 [ˈiːθərnet] （以太网协议）：规定了一组电信号构成一个数据包，叫做"帧"（Frame）。每一帧分成两个部分：标头（Head）和数据（Data）
- ARP协议：Address Resolution Protocol，地址解析协议，将已知IP地址转换为MAC地址
- BARP协议：Rebellion（美 [rɪˈbeljən] 反逆）Address Resolution Protocol，逆转地址解析协议，将已知MAC地址转换为IP地址
- VLAN：Virtual Local Area Network，虚拟局域网
- STP：Spanning Tree Protocol，生成树协议
- ppp点对点协议 ：Point-to-Point Protocol点到点协议
- CSMA/CD：Carrier-Sense Multiple Access With Collision Detection，载波监听多点接入/碰撞检测
单纯的0和1没有任何意义，必须规定解读方式：多少个电信号算一组？每个信号位有何意义？
这就是"链接层"的功能，它在"实体层"的上方，确定了0和1的分组方式。
Ethernet 美 [ˈiːθərnet] （以太网协议）、ARP协议、BARP协议、IEEE802.3、PPP协议、CSMA/CD协议
2.2.1、Ethernet（以太网协议）
早期的时候，每家公司都有自己的电信号分组方式。逐渐地，一种叫做"以太网"（Ethernet）的协议，占据了主导地位。
以太网规定，一组电信号构成一个数据包，叫做"帧"（Frame）。每一帧分成两个部分：标头（Head）和数据（Data）。
"标头"包含数据包的一些说明项，比如发送者、接受者、数据类型等等；"数据"则是数据包的具体内容。
"标头"的长度，固定为18字节。"数据"的长度，最短为46字节，最长为1500字节。因此，整个"帧"最短为64字节，最长为1518字节。如果数据很长，就必须分割成多个帧进行发送。
head包含：（固定18个字节）
- 发送者/源地址，6个字节
- 接收者/目标地址，6个字节
- 数据类型，6个字节
2.2.2、ARP协议&BARP协议
相关文章：链接层（第二层）之 ARP协议&BARP协议
ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。其作用是在以太网环境中，数据的传输所依懒的是MAC地址而非IP地址，而将已知IP地址转换为MAC地址的工作是由ARP协议来完成的。
在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。
2.2.3、 IEEE802.3标准
以太网协议是由一组 IEEE 802.3 标准定义的局域网协议集。
2.2.4、PPP协议
PPP协议（2w阅读量）
2.2.5、CSMA/CD协议
CSMA/CD协议
2.3、网络层
- ICMP：Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议
- IP ：Internet Protocol，互联网协议
- OSPF：Open Shortest Path First，开放式最短路径优先
- BGP：Border Gateway Protocol，边界网关协议
- IPSec：Internet Protocol Security，互联网安全协议
- GRE：Generic Routing Encapsulation，通用路由封转协议
以太网协议，依靠MAC地址发送数据。理论上，单单依靠MAC地址，上海的网卡就可以找到洛杉矶的网卡了，技术上是可以实现的。
但是，这样做有一个重大的缺点。以太网采用广播方式发送数据包，所有成员人手一"包"，不仅效率低，而且局限在发送者所在的子网络。也就是说，如果两台计算机不在同一个子网络，广播是传不过去的。这种设计是合理的，否则互联网上每一台计算机都会收到所有包，那会引起灾难。
互联网是无数子网络共同组成的一个巨型网络，很像想象上海和洛杉矶的电脑会在同一个子网络，这几乎是不可能的。
因此，必须找到一种方法，能够区分哪些MAC地址属于同一个子网络，哪些不是。如果是同一个子网络，就采用广播方式发送，否则就采用"路由"方式发送。（"路由"的意思，就是指如何向不同的子网络分发数据包，这是一个很大的主题，本文不涉及。）遗憾的是，MAC地址本身无法做到这一点。它只与厂商有关，与所处网络无关。
这就导致了"网络层"的诞生。它的作用是引进一套新的地址，使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。这套地址就叫做"网络地址"，简称"网址"。
于是，"网络层"出现以后，每台计算机有了两种地址，一种是MAC地址，另一种是网络地址。两种地址之间没有任何联系，MAC地址是绑定在网卡上的，网络地址则是管理员分配的，它们只是随机组合在一起。
网络地址帮助我们确定计算机所在的子网络，MAC地址则将数据包送到该子网络中的目标网卡。因此，从逻辑上可以推断，必定是先处理网络地址，然后再处理MAC地址。
IP协议、ICMP协议、RIP协议、IGMP协议
2.3.1、IP协议
规定网络地址的协议，叫做IP协议。它所定义的地址，就被称为IP地址。
目前，广泛采用的是IP协议第四版，简称IPv4。这个版本规定，网络地址由32个二进制位组成。
习惯上，我们用分成四段的十进制数表示IP地址，从0.0.0.0一直到255.255.255.255。
互联网上的每一台计算机，都会分配到一个IP地址。这个地址分成两个部分，前一部分代表网络，后一部分代表主机。比如，IP地址172.16.254.1，这是一个32位的地址，假定它的网络部分是前24位（172.16.254），那么主机部分就是后8位（最后的那个1）。处于同一个子网络的电脑，它们IP地址的网络部分必定是相同的，也就是说172.16.254.2应该与172.16.254.1处在同一个子网络。
但是，问题在于单单从IP地址，我们无法判断网络部分。还是以172.16.254.1为例，它的网络部分，到底是前24位，还是前16位，甚至前28位，从IP地址上是看不出来的。
那么，怎样才能从IP地址，判断两台计算机是否属于同一个子网络呢？这就要用到另一个参数"子网掩码"（subnet mask）。
所谓"子网掩码"，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.254.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。
知道"子网掩码"，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。
比如，已知IP地址172.16.254.1和172.16.254.233的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算，结果都是172.16.254.0，因此它们在同一个子网络。
总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。
2.3.1.1、IP数据包
根据IP协议发送的数据，就叫做IP数据包。不难想象，其中必定包括IP地址信息。
但是前面说过，以太网数据包只包含MAC地址，并没有IP地址的栏位。那么是否需要修改数据定义，再添加一个栏位呢？
回答是不需要，我们可以把IP数据包直接放进以太网数据包的"数据"部分，因此完全不用修改以太网的规格。这就是互联网分层结构的好处：上层的变动完全不涉及下层的结构。
具体来说，IP数据包也分为"标头"和"数据"两个部分。
"标头"部分主要包括版本、长度、IP地址等信息，"数据"部分则是IP数据包的具体内容。它放进以太网数据包后，以太网数据包就变成了下面这样。
IP数据包的"标头"部分的长度为20到60字节，整个数据包的总长度最大为65,535字节。因此，理论上，一个IP数据包的"数据"部分，最长为65,515字节。前面说过，以太网数据包的"数据"部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。
2.3.2、ICMP协议
网络层（第三层）之 ICMP协议
2.3.3、IGMP协议
IGMP基础
2.4、传输层
- UDP：User Datagram Protocol，用户数据报协议
- TCP：Transmission Control Protocol，传输控制协议
2.4.1、TCP协议
2.4.2、UDP协议
2.5、应用层
- DHCP： Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议
- HTTP： Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议
- HTTPS： Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer 或 Hypertext Transfer Protocol Secure，超文本传输安全协议
- RTMP： Real Time Messaging Protocol，实时消息传输协议
- P2P： Peer-to-peer networking，对等网络
- DNS： Domain Name System，域名系统
- GTP： GPRSTunnellingProtocol，GPRS隧道协议
- RPC：Remote Procedure Call，远程过程调用
这篇关于互联网五层模型中每一层分别都有哪些协议的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
