網際網路協定堆疊（五層）

資治通艦

發佈於資安

更新於 2025/03/18發佈於 2025/03/18閱讀時間約 3 分鐘

基本概念

網際網路協定堆疊（Protocol Stack）主要分為五層，如下

應用層（Application layer）
傳輸層（Transport layer）
網路層（Network layer）
鏈結層（Data link layer）
實體層（Physical layer）

另外還有OSI七層的模型，可以見筆者的另一篇文章OSI 七層架構。

應用層 (Application layer)

應用層是網路應用程式和其協定棲身之所，在應用層的協定包含HTTP、SMTP、FTP，我們將應用層的資訊封包（packet）稱為訊息（Message）

傳輸層 (Transport layer)

傳輸層會在應用程式端點間傳輸應用層資訊，網際網路存在兩種協定TCP和UDP，這兩種協定都可以用來傳輸應用層的訊息。我們將傳輸層的封包稱為區段（segment）

TCP：提供應用程式連線導向的服務。包含保證能夠將應用層的訊息傳遞到目的地，流量控制，將較長的message切割成較短的segment，並提供壅塞控制機制。

UDP：提供應用程式無連線服務。這是一種最低限度的服務，不提供可靠性、不提供壅塞控制。

這兩種協定詳細的運作機制請看TCP與UDP的文章（目前還沒有xd）。

網路層 (Network layer)

網路層會負責將資料報（datagram）的封包從一台主機移動到另一台主機。來源端主機的網際網路傳輸層協定（TCP or UDP）會將區段（segment）加上目的端的位址送給網路層。以郵差送信來舉例，segment就像是信件本身，包含了要傳遞的訊息，datagram就像是寫上地址的信件，寫上地址後郵差就可以將信送到收信者的家的感覺。

網路層所使用的協定為IP協定和其他協定

IP：定義datagram的欄位，以及終端系統與路由器該如何處理這些欄位。

關於IP協定詳細的運作機制請看IP的文章（目前也還沒有xd）。

資料連結層 (Data link layer)

網際網路的datagram運送會經由一連串的路由器，為了將封包從某個節點（主機或路由器）搬到下一個節點必須仰賴連結層的服務，我們將連結層的封包稱為訊框（frame）。

在每個節點，網路層會將datagram向下交給連結層，由連結層將datagram打包成frame再送給下一個節點，這個打包的過程稱為封裝（encapsulation），在 datagram 外加上連結層的標頭（header）和尾部（trailer）。在下一個節點，連結層會在將frame拆解回datagram向上交給網路層，這個拆解的過程稱為解封裝（decapsulation）。

而傳輸資料的手段包含乙太網路、wi-fi、纜線連接網路等方式，可能會涉及到不同的協定去處理。