网络层和传输层

在仅限本地的数据链路层之上，有两层负责实现更广泛的通信。第 3 层是网络层，第 4 层是传输层。网络层使用逻辑地址在不同网络之间传送数据，而传输层负责管理应用之间的通信，包括可靠性。两者共同将数据传遍互联网，并交付给正确的程序。

网络层负责逻辑寻址和路由，选择路径，让数据能够跨越多个网络。它的核心是IP 地址（互联网协议），这是一种可以在互联网的任何位置标识设备的逻辑地址，不同于本地 MAC 地址。网络层负责规划并指引数据从一个网络前往远端网络的路径。

IP 地址是一种可以在互联网中进行路由的逻辑分层地址。由于它具有结构，路由器可以利用其中的部分信息来决定方向，就像读取邮政编码一样。IP 地址可以分配和更改，而 MAC 地址通常是固定的。这种逻辑寻址使数据包能够找到世界另一端的服务器。

路由器是第 3 层的关键设备。路由器读取每个数据包的目标 IP 地址，并逐跳将其转发到正确的网络。路由器将不同网络连接在一起，这就是家用路由器能够把您的 LAN 接入互联网的原因。每当数据必须从一个网络跨越到另一个网络时，都会由第 3 层路由器做出决定。

网络层使用的数据单元是数据包。数据包会用包含源 IP 地址和目标 IP 地址的 IP 首部封装传输层数据。路由器读取这个首部来为数据包选择路由。与帧不同，数据包专为跨越多个网络而构建；即使每一跳周围的本地帧发生变化，数据包两端的 IP 地址仍保持不变。

传输层负责管理应用之间的端到端通信。它会将数据拆分成多个段，可以确保可靠交付，并使用端口号将数据指向正确的程序。第 3 层负责将数据包送到正确的设备，而第 4 层则确保数据包到达该设备上的正确应用，并且内容正确。

TCP（传输控制协议）是可靠的传输协议。它会建立连接、为各个段编号、通过确认来确认交付，并重新发送任何丢失的数据。TCP 可确保数据完整且按顺序到达，非常适合网页、电子邮件和文件传输。代价是需要进行这些细致跟踪，因此会产生一些额外开销。

UDP（用户数据报协议）是一种快速、轻量的传输协议。它无需建立连接、确认或保证顺序即可发送数据。这使 UDP 快速而高效，非常适合实时视频、语音通话和游戏；在这些场景中，速度比重新发送丢失的数据包更重要。UDP 以可靠性换取低开销和最小延迟。

端口号使一台设备能够同时运行多个网络应用。每项服务都会监听一个端口，例如用于网页流量的 80 端口或用于安全网页流量的 443 端口。传输层利用端口将传入数据交付给正确的应用。如果没有端口，设备就无法判断到达的数据是发给浏览器、电子邮件还是游戏的。

这些层共同构成互联网交付的核心。网络层使用 IP 地址和路由器，将数据包跨越多个网络送到正确的设备。随后，传输层使用端口以及 TCP 或 UDP，将数据可靠或快速地交付给正确的应用。第 3 层寻找设备；第 4 层寻找程序。

第 3 层即网络层，负责逻辑IP 寻址以及通过路由器进行路由，将数据包在网络之间传送。第 4 层即传输层，使用端口管理端到端交付，并在可靠的TCP与快速的UDP之间进行选择。这些中间层使数据能够跨越全球互联网，并最终到达准确的应用。

哪一层使用 IP 地址和路由器在不同网络之间传送数据？

网络层（第 3 层）使用逻辑IP 地址和路由器在不同网络之间为数据包选择路由。传输层（第 4 层）管理端到端交付，使用端口号将数据送达正确的应用，并选择 TCP 进行可靠、有序的交付，或选择 UDP 进行快速、轻量的传输。第 3 层寻找设备；第 4 层寻找程序。两者共同将数据传遍互联网。