一.网络分层模型
1.链路层：有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆的物理接口细节。
2.网络层：有时也称作互联网层。主要解决IP的问题，在TCP/IP协议族中，网络层协议有：
①IP协议（网际协议）
②ICMP协议（Internet Control Message Protocol，Internet互联网控制报文协议)：用于探路，检测对方主机是否与我的主机相通，如ping命令。
③IGMP协议(Internet Group Management Protocol，Internet组管理协议)：将IP进行分组，广播时用到。
④ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议)：将IP转为物理地址。
⑤RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议)：将物理地址转为IP地址。
3.传输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协
议：TCP (Transmission Control Protocol传输控制协议)和UDP(User Datagram Protocol用户数据报协议)。
4.应用层：负责处理特定的应用程序细节。
二.数据的封装和拆装
位于TCP/IP四层模型各个层的数据通常用一个公共的机制来封装：定义描述元信息和数据包的部分真实信息
的报头的协议，这些元信息可以是数据源、目的地和其他的附加属性。当信息在不同的层之间传递时，都会在每一个层被封装上协议的特有头部。而当我们收到数据时会一层层的剥离头部，直至取出数据。
比如以HTTP协议发送的数据包为例：
不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。
三.以太网帧格式
源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（也叫MAC地址），长度是48位，是在网卡出厂时固化的。用ifconfig命令看一下，“HWaddr 00:15:F2:14:9E:3F”部分就是硬件地址。协议字段有三种值，分别对应IP、ARP、RARP。帧末尾是CRC校验码。
以太网帧中的数据长度规定最小46字节，最大1500字节，ARP和RARP数据包的长度不够46字节，要在后面补填充位。最大值1500称为以太网的最大传输单元（MTU），不同的网络类型有不同的MTU，如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上，数据包长度大于拨号链路的MTU了，则需要对数据包进行分片，ifconfig命令的输出中也有“MTU:1500”。注意，MTU这个概念指数据帧中有效载荷的最大长度，不包括帧首部的长度。
四.两主机的通信过程
假如一个局域网内有PC1，PC2，PC3三台主机，PC1要与IP为192.168.1.101的主机建立链接。建立链接首先要知道目的电脑的物理地址，为了知道目的地址，则会先发送一个ARP包，上面是PC1发送的ARP，下面是PC2回复的ARP。过程如下：
1.发送ARP（ARP填写目的IP与源IP，目的物理地址（不知道的情况下填FF）与源物理地址）到交换机，交换机再群发到当前局域网内的每一台主机。
2.局域网内的每一台主机通过物理地址判断是否接收。因为ARP目的物理地址是FF，所以PC2，PC3都会接收消息。
3.PC2，PC3去掉以太网头部以后就跑到网络层了，并把数据递交到网络层。
4.网络层开始解析ARP包，取出目的IP。网络层主要解决IP的问题，那么它只需要解析IP就行了。因为目的IP与PC2的IP相同，所以PC2会回复一个ARP包给PC1，这时PC1通过PC2回复的ARP包就知道了PC2的信息物理地址。而PC3因为IP不匹配则会丢弃消息。
5.PC1知道PC2的物理地址后就可以通信了。
在网络通讯时，源主机的应用程序知道目的主机的IP地址和端口号，却不知道目的主机的硬件地址，而数据先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符，则直接丢弃。因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址。ARP协议就起到获取物理地址的作用。
每台主机都维护一个ARP缓存表，可以用 arp ‐a 命令查看。缓存表中的表项有过期时间（一般为20分钟），
如果20分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效，下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。