【网络协议】网络分层的真实含义是什么？
最近学习了极客时间，刘超老师的课程，记录下课程中的重点部分。
一、网络为什么要分层？
因为，是个复杂的程序都要分层，分层可以更好的明确每一层的职责。 理解计算机网络中的概念，一个很好的角度是，想象网络包就是一段Buffer，或者一块内存，是有格式的。同时想象自己是一个处理网络包的程序，而且这个程序可以跑在电脑上，可以跑在服务器上，可以跑在交换机上，也可以跑在路由器上。你想象自己有很多网口，从某个口拿进一个网络包来，用自己的程序处理一下，再从另一个网口发送出去。
二、程序是如何工作的
当一个网络包从一个网口经过的时候，你看到了，首先先看看要不要请进来，处理一下。有的网口配置了混杂模式，凡是经过的，全部拿进来。 拿进来之后，就要交给一段程序来处理。于是，你调用process_layer2(buffer).当然这是一个假的函数。但是你明白其中的意思，知道肯定是有这么个函数的。那这个函数是干什么的？从Buffer中，摘掉二层的头，看一看，应该根据头里面的内容做什么操作。 假设你发现这个包的MAC地址和你的相符，那说明就是发给你的，于是需要调用process_layer3(buffer)。这个时候Buffer里面往往就没有二层的头了，因为已经在上层的一个函数的处理中拿掉了。或者将开始的偏移量移动一下。在这个函数里面，摘掉第三层的头，看着到底是发送给自己的，还是希望自己转发出去的。 怎么判断呢？如果IP地址不是自己的，那就应该转发出去；如果IP地址是自己的，那就是发给自己的。根据IP头里面的标识，拿掉三层的头，进行下一层的处理，到底是调用process_tcp(buffer)呢，还是调用process_udp(buffer)呢？ 假设这个地址是TCP的，则会调用process_tcp(buffer)。这时候，Buffer里面没有三层的头，就需要查看四层的头。看着是一个发起，还是一个应答，又或者是一个正常的数据包，然后分别由不同的逻辑进行处理。如果是发起或者应答，接下来可能要发送一个回复包；如果是一个正常的数据包，就需要上交给上层了。交给谁呢？是不是有process_http(buffer)函数呢？ 没有的，如果你是一个网络包处理程序，你不需要有process_http(buffer)，而是应该交给应用去处理。交给哪个应用呢？在四层的头里面有端口号，不同的应用监听不同的端口号。如果发现浏览器应用在监听这个端口，那你发给浏览器就行了。置于浏览器怎么处理，和你没有关系。 浏览器自然是解析HTML，显示出页面来。如果这时电脑的主人点击了鼠标，点击鼠标的动作被浏览器捕获。浏览器知道，又要发起另一个HTTP请求了，于是使用端口号，将请求发给了你。 你应该调用send_tcp(buffer).不用说，Buffer里面就是HTTP请求的内容。这个函数里面加一个TCP的头，记录下源端口号。浏览器会给你目的端口号，一般为80端口。 然后调用send_layer3(buffer).Buffer里面已经有了HTTP头和内容，以及TCP的头。在这个函数里面加一个IP的头，记录下源IP的地址和目标IP的地址。 然后调用send_layer2(buffer).Buffer里面已经有了HTTP的头和内容。TCP的头，以及IP的头。这个函数里面要加一下MAC的头，记录下MAC的地址，得到的就是本机器的MAC地址和目标的MAC地址。如果不知道的话，就要通过一定的协议处理过程，找到MAC地址。这样就完成了一个程序的任务。
要记住一点：只要是在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没上层，绝对不可能有上层没下层。