1. TCP/IP网络模型有哪几层
对于同一台设备上的进程间通信，有很多种方式，比如管道、消息队列、共享内存、信号等。而对于不同设备上的进程间通信，就需要网络通信，而设备是多样性的，所以要兼容多种多样的设备，就协商出了一套通用的网络协议。
1.1 应用层
最上层的，也是我们能直接接触到的就是应用层，我们电脑或者手机使用的应用软件都是在应用层实现。那么，当两个不同设备的应用需要通信的时候，应用就把应用数据传给下一层，也就是传输层。
所以，应用层只需要关注于为用户提供应用功能，比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。
应用层是工作在操作系统中的用户态，传输层及以下则工作在内核态。
1.2 传输层
应用层的数据包传给传输层，传输层为应用层提供网络支持。
在传输层有两个传输协议，分别是TCP和UDP。
TCP：大部分应用使用的都是TCP传输层协议，TCP相比UDP多了很多特性，比如流量控制、超时重传、拥塞控制。这些都是为了保证数据包能可靠的传输给对方。
UDP：简单到只负责发送数据包，不保证数据包是否能抵达对方，但他实时性相对更好，效率也高。
应用需要传输的数据可能会非常大，如果直接传输就不好控制，因此 当传输层的数据包大小超过MSS（TCP最大报文长度），就要将数据包分块，这样即使中途有了一个分块丢失或者损坏了。只需要重新发送这一个分块。而不用重新发送整个数据包，在TCP协议中，我们把每个分块称为一个TCP段。
当设备作为接收方，传输层要负责把数据包传给应用，但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据，因此，需要用一个编号将应用区分开来，这个编号就是端口。
1.3 网络层
事实上，传输层协议不需要处理太多的事情，只需要服务好应用即可，让其作为应用间数据传输的媒介，帮助实现应用到应用的通信，而实际的传输功能就交给下一层，也就是网络层。
网络层最常使用的是IP协议，IP协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上IP包头组成IP报文，如果IP报文大小超过MTU（以太网中一般为1500字节）就会再次进行分片，得到一个即将发送到网络的IP报文。
1.4 网络接口层
生成了IP头部之后，接下来要交给网络接口层，在IP头部的前面加上MAC头部，并封装成数据帧发送到网络上。
IP头部中的接收方IP地址表示网络包目的地，通过这个地址，我们就可以判断要将包发送到哪里，但在以太网世界中，这个思路是不可行的。
什么是以太网？电脑上的以太网接口，wifi接口，以太网交换机，路由器上的千兆、万兆以太网口、还有网线，他们都是以太网的组成部分。以太网就是一种在局域网内，把附近的设备连接起来，使他们之间可以通讯的技术。
以太网在判断网络包目的地和IP的方式不同，因此，必须采用相匹配的方式才能在以太网中将包发送到目的地。而MAC头部就是干这个的，所以，在以太网进行通讯要用到MAC地址。
MAC头部是以太网使用的头部，他包含了接收方和发送方的MAC地址信息，我们可通过ARP协议获取对方的MAC地址。
所以，网络接口层主要为网络层提供链路级别的传输服务，负责在以太网、wifi这样的底层网络上传送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用MAC地址标识网络上的设备。
总结：
TCP/IP网络通常是由上到下分成四层，分别是 应用层、传输层、网络层和网络接口层。
其中，每一层的封装格式
网络接口层的传输单位是帧、IP层的传输单位是包、TCP层传输单位是段、应用层传输单位是消息或者报文。
补充：TCP如何实现流量控制、超时重传、拥塞控制。
- 流量控制
TCP的流量控制通过滑动窗口机制实现，主要作用是防止发送端发送过多的数据，导致接收端处理不过来，从而引发数据丢失或者缓冲区溢出。具体机制如下：
- 滑动窗口协议：TCP的
接收方在每次确认包中都会告诉发送方当前的接收窗口大小，即接收方能够接受的最大数据量。- 发送方根据接收方提供的窗口大小，决定要发送的数据量。如果接收方的接收窗口变为0，发送方就暂停发送，直到窗口重新打开。
- 超时重传
超时重传用于应对网络环境中的数据丢失现象。其核心机制是TCP的超时定时器和重传机制。
- 超时定时器：TCP为每个已经发送但是未确认的分组设置一个定时器，如果在指定的超时时间内没有收到对应的ACK，TCP将假定该分组在传输过程中丢失。于是重新传输该数据包。
- 自适应超时时间：TCP会动态调整超时时间，基于往返时延的估计，TCP通过计算连续包的往返时延和平均偏差，得出合适的超时时间，这样可以更好的适应网络状况的变化。
- 拥塞控制
TCP的拥塞控制是为了避免网络因过载而引发的拥塞问题，通常分为以下几个阶段实现：
- 慢启动：TCP连接初始阶段，发送方会设置一个拥塞窗口。一开始，窗口较小，每当接收到一个ACK，窗口大小加倍，直到达到一个阈值。这允许发送方快速探测可用带宽。
- 拥塞避免：当拥塞窗口达到阈值后，TCP不再以指数级增长，而是逐渐增大窗口，每经过一个往返时延，窗口增加一个MSS（最大报文长度），以此避免拥塞。
- 快速重传和快速恢复：当发送方收到3个重复的ACK时，认为数据丢失，但网络未完全拥塞，直接进入快速重传。此时，TCP不进入慢启动，而是将阈值减半，并将拥塞窗口恢复为阈值，进入拥塞避免阶段。
