一、网络为什么要分层

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1、分层的优点

1）各层之间是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口（即界面）所提供的服务。由于每一层只实现一种相对独立的功能，因而可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的更小一些的问题。这样，整个问题的复杂程度就下降了。
2）灵活性好。当任何一层发生变化时（例如由于技术的变化），只要层间接口关系保持不变，则在这层以上或以下各层均不受影响。此外，对某一层提供的服务还可进行修改。
3）当某层提供的服务不再需要时，甚至可以将这层取消。
4）结构上可分割开。各层都可以采用最合适的技术来实现。
5）易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得6）易于处理，因为整个的系统已被分解为若干个相对独立的子系统。
能促进标准化工作。因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。

2、分层时应注意使每一层的功能非常明确。

若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。
但层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。

3、通常各层所要完成的功能主要有以下一些（可以只包括一种，也可以包括多种）：

1）差错控制使相应层次对等方的通信更加可靠。
2）流量控制发送端的发送速率必须使接收端来得及接收，不要太快。
3）分段和重装发送端将要发送的数据块划分为更小的单位，在接收端将其还原。
4）复用和分用发送端几个高层会话复用一条低层的连接，在接收端再进行分用。
5）连接建立和释放交换数据前先建立一条逻辑连接，数据传送结束后释放连接。
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我觉得最准确的回答应该是：封装对下层的变化。

如果学过或者了解过设计模式就知道，实现一个复杂的、多功能的程序，为了便于维护与拓展，程序的功能之间应该是解耦和的。因此，复杂的程序都要分层，这是程序设计的要求。（好好理解这句话）

举个例子，对于复杂的电商网站，会分为 Dao 层（专门负责数据库连接、增删改查等操作），Service层（专门负责业务逻辑处理），Controller层（专门负责业务模块的流程控制）等，除此之外，为了进一步解耦和，在这些层中还需要首先设计接口，再设计其实现类。每个层单独完成一份任务，专注一份任务，这就是分层的设计思路。

同样的道理，在计算机网络中，每一层的协议负责的工作都是不一样的，也就对应有了不同设备来处理（二层设备、三层设备）。同时，对下层的变化进行封装，这里有必要理解深刻一点。物理层只关心 0 和 1 是如何传输的，而对他们所表达的内容毫不关心；往上一层，数据链路层只关心数据帧是否准确地送到了对应MAC地址的目的主机，而不关心是通过光纤也好，同轴电缆也好，wifi也好，只要目的主机收到的数据帧没错就ok；继续往上，同理。

因此，这里引用极客时间中的两点作为总结：

始终想像自己是一个处理网络包的程序：如何拿到网络包，如何根据规则进行处理，如何发送出去。
始终牢记一个原则：只要在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没上层，但绝不能有上层而没下层。
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这里举个例子，对于土豆丝的实现，可以将其分为以下的几个步骤：

二、使用tcp协议实现两个进程间通信的功能

传输层使用tcp协议实现两个进程间通信的功能时，有一定的模式：

两边要进行通信，需要通过套接字（具有通过网络收发数据的能力）。

1、相关函数接口

inet_addr() – 字符串形式表示IP地址转成整型；
struct sockaddr; – 通用的地址结构，结构体保存套接字的地址(一般由IP加端口来表示）；
struct sockaddr_in; – IPv4专用的地址结构
表示不同的字节序列，大端小端，将大端称为网络字节序列。
htons() – “host to network long”,将长整形（32bit）的主机字节序数据转化为网络字节数据。内部会自动判断大小端，并内部进行转换。
ntohs() – 网络传输机

2、服务端代码实现示例

#include 
#include 
#include 
#include #include 
#include 
#include int main()
{//创建套接字int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd == -1){exit(0);}//ipv4专用地址struct sockaddr_in saddr,caddr;//清空memset(&saddr,0,sizeof(saddr));saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_port = htons(6000);//转成网络字节序列 ，ipsaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//端口//命名套接子int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));if( res == -1 ){printf("bind err\n");exit(0);}//创建监听队列 - listenres = listen(sockfd,5);if( res == -1 ){exit(0);}while(1){int len = sizeof(caddr);//使用accept接收//c为连接套接字  sockfd为监听套接字int c = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);if( c < 0 ){continue;}//printf("accept c = %d\n",c);//打印客户端idprintf("accept c = %d\n",c);char buff[128] = {0};int n = recv(c,buff,127,0);printf("recv(%d):%s\n",n,buff);send(c,"ok",2,0);close(c);}}

3、客户端代码实现示例

#include 
#include 
#include 
#include #include 
#include 
#include int main()
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if( sockfd == -1 ){exit(0);}struct sockaddr_in saddr;//服务器地址memset(&saddr,0,sizeof(saddr));saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_port = htons(6000);//saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("110.40.211.237");//连接int res = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));if( res == -1 ){printf("connect failed\n");exit(0);}//从键盘获取数据printf("input:\n");char buff[128] = {0};fgets(buff,128,stdin);send(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0);//发送数据memset(buff,0,128);recv(sockfd,buff,127,0);//接收返回的数据printf("buff = %s\n",buff);close(sockfd);exit(0);}

三、IP地址转换函数：

通常，人们习惯用可读性好的字符串来表示IP地址，比如用点分十进制字符串表示IPv4地址，以及用十六进制字符串表示IPv6地址。但编程中我们需要先把它们转化为整数(二进制数)方能使用。而记录日志时则相反，我们要把整数表示的IP地址转化为可读的字符串。下面3个函数可用于用点分十进制字符串表示的IPv4地址和用网络字节序整数表示的IPv4地址之间的转换:

inet_addr 函数将用点分十进制字符串表示的 IPv4 地址转化为用网络字节序整数表示的IPv4地址。它失败时返回 INADDR_NONE。
inet_aton 函数完成和 inet_addr 同样的功能，但是将转化结果存储于参数 inp 指向的地址结构中。它成功时返回 1,失败则返回 0。
inet_ntoa 函数将用网络字节序整数表示的 IPv4地址转化为用点分十进制字符串表示的 IPv4 地址。但需要注意的是，该函数内部用一个静态变量存储转化结果，函数的返回值指向该静态内存，因此 inet_ntoa 是不可重人的。代码清单5-2揭示了其不可重入性。

下面这对更新的函数也能完成和前面3个函数同样的功能，并且它们同时适用于IPv4 地址和 IPv6 地址:

inet_pton 函数将用字符串表示的 IP 地址 src (用点分十进制字符串表示的IPv4地址或用十六进制字符串表示的 IPv6 地址)转换成用网络字节序整数表示的IP地址，并把转换结果存储于dst指向的内存中。其中，af参数指定地址族，可以是 AF_INET 或者 AF_INET6。
inet_pton 成功时返回1,失败则返回 0 并设置 errno。
inet_ntop 函数进行相反的转换，前三个参数的含义与 inet_pton 的参数相同，最后一个参数 cnt 指定目标存储单元的大小。下面的两个宏能帮助我们指定这个大小(分别用于 IPv4 和 IPv6 ):

inet_ntop 成功时返回目标存储单元的地址，失败则返回 NULL 并设置 errno。