协议分层
ISO/OSI(国际标准化组织/开放系统互联)参考模型把数据通信协议分为7层，自底向上分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。
IETF的TCP/IP的层次模型可以看作比OSI少几层的结构。一般分为4层，自底向上分别是网络存取层，网际层，传输层，应用层。
不同层次对数据使用有不同的名称。在应用层，TCP应用称数据为Stream。UDP的应用程序称数据为Message。在传输层TCP把数据叫做Segment，而UDP称为Packet。在网际层，所有的数据视为Datagram。在网络存取层，数据称为Frame。
网络存取层不是物理层，它定义和物理层的接口，可以认为是操作系统中的硬件驱动程序这一层。粗略可以认为和OSI的数据链路层等价。
网络存取层协议有PPP，Ethernet等。PPP代表Point-to-PointProtocol，用来直连两个网络节点，多用来拨号访问。有PPPoE(PPPover Ethernet)和PPPoA(PPPover ATM)。Ethernet是LAN技术中基于Frame的协议族。Ethernet由802.3定义。它定义了物理层和数据链路层的内容。
在网际层，包括IP,ARP,RARP,ICMP协议。ARP协议用来把IP转化为MAC的。RARP反过来是通过MAC地址来得到IP地址，为了配置IP的目的。RARP已被DHCP取代。ICMP用来汇报错误，诊断，路由等。
传输层协议是主要是TCP/UDP，比较新的有SCTP。在创建socket的时候可以指定TCP/UDP。SOCK_STREAM指示用TCP，SOCK_DGRAM指示用UDP。还可以指定一种类型是SOCK_RAW，相当于用户可以直接收发IP层的报文，基于此，用户可以实现自己的传输层协议。
应用层协议有HTTP，FTP，DHCP，DNS等。DHCP利用UDP协议实现。DNS既利用了UDP，又利用了TCP。
连接建立拆除
TCP连接建立需三次握手。拆除是四次挥手。
1、建立连接协议（三次握手）
（1）客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。
（2）服务器端回应客户端的，这是三次握手中的第2个报文，这个报文同时带ACK标志和SYN标志。因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应；同时又标志SYN给客户端，询问客户端是否准备好进行数据通讯。
（3）客户必须再次回应服务段一个ACK报文，这是报文段3。
2、连接终止协议（四次挥手）
由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
（1）TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送（报文段4）。
（2）服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
（3）服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。
（4）客户段发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。
为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
在TCP编程中，用close来关闭socketdescriptor，这时通过此sd既不能读也不能写；用shutdown来指定关闭读、写还是读写。
发送接收数据
TCP传输是可靠传输，具有错误检测，流控，拥塞控制。
TCP在发送Segment时会给Segment编号，确保接收端能够按序组装收到的Segment。TCP采用CumulativeAcknowledgement，一条确认消息代表被确认的序号之前的所有Segment都已收到，不用一一确认。TCP发送端检测到Segment丢失，会重传。序号和确认确保了可以丢掉重复Segment，重传丢失的包。TCPcksum确保了正确性。
TCP采用滑窗（SlidingWindow）的方法解决发端发送快，收端接收慢的问题，此为流控。TCP还有拥塞控制算法。
交换方式
数据通信网的交换方式有电路交换，报文交换和分组交换。电路交换电路接续时间长，线路利用率低。报文交换采用存储转发的方式，若报文较长，需要较大容量的存储器，若将报文放到外存储器中去时，会造成响应时间过长，增加了网路延迟时间。另一方面报文交换通信线路的使用效率仍不高。分组交换与报文交换都是采用存储转发交换方式。分组交换首先把来自用户的信息文电暂存于存储装置中，并划分为多个一定长度的分组，每个分组前边都加上固定格式的分组标题，用于指明该分组的发端地址、收端地址及分组序号等。以报文分组作为存储转发的单位，分组在各交换节点之间传送比较灵活，交换节点不必等待整个报文的其他分组到齐，一个分组、一个分组地转发。这样可以大大压缩节点所需的存储容量，也缩短了网路时延。另外，较短的报文分组比长的报文可大大减少差错的产生，提高了传输的可靠性。每个分组可以分开选路。
路由器完成IP选路的功能。路由表可以用RADIX树的方式存储。RADIX树是二叉树，左孩子是0右孩子是1。这样整个路由表可以保存在深度最深32（对IPv4）的树中。除了RADIX树的方式，还有Hashtable的方式。还有完全由硬件来存储和查找路由表的方式。
参考资料：
TCP/IP网络管理(O'Reilly)
http://en.wikipedia.org/wiki/Address_Resolution_Protocol