说网络通信原理之前必须先了解操作系统的概念，操作系统（Operating System，简称OS）是管理和控制计算机硬件和软件资源的计算机程序，是直接运行在裸机上的最基本的操作软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持先才能运行。
然而，一台计算机有了操作系统就能正常的工作了，但是还不能跟其他计算机进行交流。如果需要跟其他计算机进行通信，那么还得连接到 Internet 上，互联网的本质其实就是一堆网络协议，这些协议定义了计算机如何接入 Internet ，以及接入 Internet 的计算机通信的标准。
互联网协议按照功能不同人为划分为七层（简称osi七层协议）：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。物理层主要是基于电器特性发送高低电压（电信号），高电压对应数字1，低电压对应数字0；然而，单纯的电信号0和1是没有任何意义的，必须规定电信号多少位一组，每组是什么意思，所以就有了数据链路层的概念了，数据链路层规定了电信号的分组方式 —— 以太网协议（ethernet）：
1、一组电信号构成一个数据包，称为‘帧’（数据帧）
2、每一个数据帧分成报头 head 和数据 data 两部分
其中，head 包含：（固定18个字节）
①发送者 / 源地址 （6个字节） mac地址
②接收着 / 目标地址 （6个字节） mac地址
③数据类型 （6个字节）
data包含：（最短46字节，最长1500字节）
IP数据包、数据包的具体内容
IP数据包也分为head何data部分，head长度为20字节，data最长是65515字节
所以可以算出： head 长度 + data 长度 = 最短64字节，最长1518字节，如果超过最大限制则会分片发送。
ethernet 规定接入 Internet 的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址是网卡的地址，称为mac地址（每块网卡出厂时都会有一个唯一的标志，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前6位是厂商编号，后6位是流水号），例： 02:88:65:3e:a1:ec）。有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了，一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址。
所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送。通信是基于mac的广播方式实现的，计算机在发包时，先获取自身的mac地址，然后通过arp协议获取目标主机的mac地址，也就是说，arp协议的作用就是规定以广播的方式发送数据包，并获取目标主机的mac地址。有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网广播的方式，那么一台计算机发送的包全世界都能收到，这会导致效率非常的低。世界大网络由一个个彼此相隔的局域网组成，以太网包只能在一个局域网内发送，一个局域网是一个广播域，以太网的广播只能在一个广播域内发送，跨广播域通信只能通过路由转发。说到这里，就必须得找出一种方法来区分那些计算机是属于同一个广播域的，如果是同一个广播域就采用广播的方式发送，如果不是，就采用路由的方式发送，这就要提到网络层了，网络层引入一套新的地址用来区分不同的广播域 / 子网，这就是我们熟悉的网络地址（IP地址）。
规定网络地址的协议叫做 IP 协议，它定义的地址称为 IP 地址，广泛采用的版本为 IPV4，它规定网络地址由32位2进制表示，范围是：0.0.0.0-255.255.255.255，一个 IP 地址通常写成四段十进制数，例如：172.16.10.1 ；IP地址分为两部分：网络部分和主机部分，网络部分标识子网，主机部分标识主机，单纯的IP地址只是标识了IP地址的种类，从网络部分或者主机部分都无法辨识一个IP所处的子网。那么如何判断是否在同一个子网呢？这就需要提到子网掩码的概念呢了，所谓子网掩码，就是标识子网特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，转化为10进制就是255.255.255.0 。知道了子网掩码就能判断任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法就是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明他们在同一子网络中，否则不是。总而言之，IP协议的作用就是两个：为每台计算机分配IP地址，确定哪些地址在同一个子网络。
网络层的IP帮我们区分了子网，以太网层的mac帮我们找到了主机，然后大家使用的都是应用程序，比如qq，微信等，那么我们通过IP和mac找到一个特定的主机，如何标识这个主机上的应用程序呢？答案就是端口，端口就是应用程序与网卡关联的编号。那么，在通信的桥梁上还缺一块——端口与端口之间的通信，然而这个功能正是由传输层实现的。端口的范围是0-65535，其中0-1023是系统占用的端口。
用户使用的都是应用程序，均工作于应用层，大家都可以开发自己的应用程序，然而数据也多种多样，必须规定好数据的组织方式，这就是应用层干的活了。TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如e-mail、www、ftp等等。那么，必须有不同协议规定点子右键、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了应用层。
补充：tcp协议是比较可靠的传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保一个TCP数据包不必再分割。
TCP数据包 = 以太网头 + IP头 + TCP头 + 数据