传输层及其以下的机制由 内核提供，应用层由 用户进程提供（后面将介绍如何使用socket API编写应用程序），应用程序 对通讯数据的含义进行解释，而传输层及其以下处理通讯的细节，将数据从一台计算机通过一定的路径发送到另一台计算机。应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部（header），称为封装（Encapsulation），如下图所示： ​ TCP/IP通信过程： ​

TCP/TP数据包封装： 不同的协议层 对数据包有不同的名称：

数据 封装成帧 后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。

首部字段 很简单，只有8个字节，由4个字段组成，每个字段的长度都是两个字节。 各字段（Field）意义如下：

IP数据报的首部长度和数据长度都是可变长的，但总是4字节的整数倍。

想一想，前面讲了以太网帧中的最小数据长度为46字节，不足46字节的要用填充字节补上，那么如何界定这46字节里 前多少个字节是IP、ARP或RARP数据报 而后面是填充字节？

在网络通讯时，源主机 的应用程序 知道 目的主机 的IP地址 和端口号，却不知道 目的主机的 硬件地址，而 数据包首先是被 网卡接收 到 再去处理 上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符，则直接丢弃。因此在通讯前必须获得 目的主机 的 硬件地址。ARP协议就起到这个作用。

源主机发出 ARP请求，询问“IP地址是192.168.0.1 的主机的 硬件地址 是多少”，并将这个请求广播到本地网段（以太网帧首部的 硬件地址 填 FF:FF:FF:FF:FF:FF 表示 广播），目的主机接收到广播的ARP请求，发现其中的IP地址与本机相符，则发送一个 ARP应答数据包 给源主机，将自己的硬件地址填写在 应答包 中。

每台主机都维护一个ARP缓存表，可以用 arp -a 命令查看。缓存表中的表项有过期时间（一般为20分钟），如果20分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效，下次还要发 ARP请求 来获得目的主机的硬件地址。想一想，为什么表项要有过期时间而不是一直有效？

ARP数据报 的格式如下所示：

以太网帧中的 数据长度 规定最小46字节，最大1500字节，ARP 和 RARP 数据包的长度不够46字节，要在后面补填充位。 最大值1500 称为以太网的 最大传输单元（MTU），不同的网络类型有不同的 MTU，如果一个数据包从 以太网 路由到 拨号链路上，数据包长度大于拨号链路的 MTU了，则需要对 数据包进行 分片（fragmentation）。

ifconfig 命令的输出中也有“MTU:1500”。注意，MTU这个概念指 数据帧中 有效载荷的最大长度，不包括 帧首部的长度。