請問4G和TCP/IP之間是什麼關係？

兩者在功能劃分方面有什麼共性、交集、區別？

兩者在硬體實現方面有什麼共性、交集、區別？

大概看了一點兒資料，感覺TCP/IP偏重於通信協議，4G偏重於硬體實現，但是TCP/IP裡面好像還包括物理層的內容，本小白就比較暈了。

還請專家們多多指點，非常感謝！

TCP/IP協議是4G/5G的上層協議。

4G/5G是為了無線通信特製的，物理層和MAC層的設計，而TCP/IP協議的核心是網路層和傳輸層協議。

接下來是解釋。

互聯網上的數據傳輸需要通過各種不同協議，在計算機網路中，這些協議被劃分為不同數據層。數據傳輸的過程對應現實世界就像物流。

在發送快遞（數據）的過程中，會有 發送人-物流公司-交通運輸-物流公司-接收人 這樣的流程。

而互聯網數據發送時，因為需要告訴不同設備發送數據的信息，數據(快遞）會根據不同協議分別打包封裝，並加入消息頭（郵戳) ，用消息頭來標示層內使用的數據解析協議和要送達的該層地址。

這可以類比於一個包裹，快遞公司會根據包裹類型不同，選擇不同的打包方式，因為每層中接受者類型不一定相同，所以每層都需要使用一個新的快遞公司，在原有快遞公司基礎上打包。這和跨國快遞要在接收國家郵政系統打上郵戳和地址翻譯是類似的道理。

在通用網路模型: OSI七層模型中，數據的打包（封裝)方式是這樣的，

如果把TCP/IP協議族和4G/5G放進上圖，TCP/IP中的核心協議位於傳輸層和網路層， 4G/5G協議族位於物理層和數據鏈路層。

如下圖，來自IEEE communication tutorial survey，5G設計主要涉及物理層和MAC層(數據鏈路層的一部分)，

這個題目有另一個角度的理解，TCP/IP協議可能會被理解為廣義的TCP/IP網路模型。

目前有兩種網路分層模型，我上文中給出的是OSI模型，而從題目來看，題主有可能困惑於TCP/IP模型里也包含物理層的問題。OSI和TCP/IP模型的模型大概可以這麼映射。

因為一些歷史遺留問題，TCP/IP協議組分為：「必須」，「推薦」，「可選」三類。在TCP/IP模型里，應用層和網路介面層是被當做黑盒子看的。應用層和網路介面層的大部分協議都並不是TCP/IP協議組的「必須」協議。

這意味著，這些協議可以被替換，例如在網路介面層的有線通信協議和設備(光纖，銅纜，乙太網，HDTC，幀中繼)可以被替換為無線協議(4G/5G/wifi(802.11)）系列，不影響其它實現。。

補充:

上述描述只考慮4G/5G用以互聯網數據傳輸:

語音服務並不一定採用上述模型，目前主要有兩種方式傳輸語音。

• VOLTE (基於IP的LTE語音傳輸)，採用與數據傳輸同種形式，
• CSFB (電路域衰落)，採用2G網路傳輸語音。

當使用VOLTE技術時，會用到IP層及以上的部分協議。

當採用CSFB衰落到2G網路時，運營商有專門的語音網路，在這個網路上只支持手機，不支持互聯網其他設備接入，不必考慮其它層的數據封裝。此時整個網路模型只有物理層和MAC層，沒有上層。

完。

如果把TCP/IP比作快遞物流公司，那麼4G可以比作高速公路。

物流公司所有的快遞包裹(IP報文)，將在4G高速公路上運輸。如果用甲方、乙方來比喻雙方，很顯然，物流公司是甲方，高速公路是乙方，乙方的存在是為了更好地服務於甲方。

在整個互聯網數據通信服務鏈里，TCP/IP是甲方、被4G服務的高層。4G是乙方、是服務TCP/IP的底層。

但TCP/IP、4G的存在是為了更好地服務於人類的通信事業，所以人類才是互聯網通信鏈里真正的甲方，TCP/IP、4G、5G、WIFI、Ethernet統統是乙方。但是，人類無法與TCP/IP、4G直接打交道，幫助人類完成此項光榮而艱巨任務的是代理（User Agent）。

代理

其實就是各種應用程序，比如瀏覽器、郵件客戶端、聊天軟體，做為甲方（人類）的代表完成與乙方的交互。

甲方： 瀏覽器、郵件客戶端、聊天軟體

乙方： TCP/IP、4G

上面的兩層分類太籠統，如果將通信鏈分成三層則比較合理。

甲方： 瀏覽器、郵件客戶端、聊天軟體

乙方： TCP/IP

乙方的乙方： 4G

所謂甲方乙方，就是服務與被服務的關係！看到分層，是不是想到OSI參考模型？

TCP/IP 與4G 誰決定人類訪問互聯網的速度與效率？

沒有高速公路的支撐，即使TCP/IP這家快遞公司很牛X，物流調度水平全球第一（使用了最新的BBR流量調度），物流也快不起來。

同理，即使有四通八達的高速公路，但TCP/IP這家快遞公司管理一泡污，讓用戶的快遞在倉庫里睡大覺，而白白浪費了閑置的高速公路資源。

所以，4G代表是硬體實力，而TCP/IP則代表軟體實力。只有軟硬全面發展，才能帶來飛速的流量速度與效率。

人類為了更快地物流人類的IP包裹，分別從硬實力、軟實力入手。

硬實力提升

4G，Forth Generation的縮寫，經常還寫作LTE，Long Term Evolution的縮寫，意思是人類與移動通信的鬥爭是持久戰。

目前5G已經處於實驗階段，要不了多久5G將會商用。

軟實力提升

傳統的TCP流量調度演算法，基於丟包來決定發送速率，已經嚴重製約了人類對高速通信的追求。聰明的人類通過增加路由器的的緩衝隊列，來緩衝互聯網上無法及時轉發的IP報文，本意是提高物流速度，可是聰明反被聰明誤，無限制增加緩衝隊列非但沒有增加網速，反而讓互聯網更慢了。

Google公司BBR流量調度演算法，實時測量IP報文的吞吐效率，然後讓TCP的發送速率等於或接近實時測量IP報文的吞吐效率，可以更有效地利用網路，從而提高網速。

過N年之後再驀然回首，審視人類這些技術努力，可能只是人類邁向更高文明的一小步。但毫無疑問，通信技術的飛躍將帶來生產力的飛躍，生產力的飛躍又進一步推升人類的整體文明程度。

文章來自公眾號：chexiaopangnetwork

儘可能簡單的說下架構。以下全部都不是嚴格性專業術語，主要是我的理解。

通信有兩個方面，一是網路架構，二是協議架構。

一般來說，通信的目的是在有一定距離的兩者之間進行信息溝通，通信的兩個主體之間是同層的。

等到發展到現在我們用的計算機通信和無線通信這一代，也就是說要做到客戶端到伺服器的通信或者兩個客戶端之間的通信。

網路架構用來解決距離問題。比如兩個手機，通信過程就需要基站做接入，核心網做中轉，上層提供服務，等等。

協議架構是用在層級結構上的。通信里分層級的目的是兩個，一是對上層屏蔽掉底層的區別，保證上層實現的時候可以不考慮底層差異；二是對底層屏蔽上層的差別，保證底層實現的時候可以不考慮上層QoS的不同要求，類似於軟體工程里的模塊封裝，能分離的功能儘可能分離。其中TCP/IP是很主要的中間層協議，對上對下屏蔽不同差異。比如手機和手機的通話軟體作為上層，要一層一層封裝，封裝到最後物理層，根據物理介質用不同的物理層協議。比如無線的234G，wifi，有線的以太幀，甚至光網，等等。而通信主體（包括網路架構的中間各個實體），都會分層。通信定義使用相同協議的兩個層級之間可以通信，因為協議一樣就互相可以理解。實際物理連接只有物理層，但是通過中間層級轉發，各層之間都有虛擬連接，最後實現了比如手機和手機的通話上層的通信。撥打一個電話，這邊撥出，那邊響鈴，其實就是邏輯直觀的虛擬連接展示。

兩者在發展中的大概思路是，最開始為了實現通信需求，決定採用分層的方式，定義了每一層的功能並探索不同層適合的協議，其中TCP/IP大面積應用；為了實現無線通信需求，制定了一個網路架構，包括手機，基站+基站控制器，核心網等等，並定義了每個網元的協議架構和網元的功能；之後為了克服現有無線物理層的不足（速率太慢延時太大），又定義了4G，採用了新的物理層，並對網路架構做了一定的改進（去掉BSCRNC，核心網業務和信令分級等等）。

說到問題中的兩個方面。

IP是在層級結構中，一個最主要的匯總虛擬層。所以會有IP over everything和everything over IP的說法。TCP和UDP作為IP的上層，主要是為了體現不同的QoS要求。你所說的TCP/IP里包含的物理層內容，應該是TCP/IP over everything的一種情況舉例。

以4G為例的各個協議棧，首先都會定義物理層（決定了包括介質，最大傳輸速率，時長等等）和層二（與物理層直接相接，所以物理層的差異還需要體現），其次在4G里為了實現網路設計要求（某種特定的需求）會對網路架構做一定更改，就是你感覺的所謂硬體實現。在網路架構的各個層級中，某些層（無線、核心網、傳輸）會選用TCP/IP和其他協議。嚴格來說無線協議只和空口的底層有關，但4G里對無線網路架構也有所調整，所以打包一起說了。

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接著之前的說啊。還是主要是我的理解。討論。

通信很重要的就是分層結構。然後每一層採用不同的協議實現對等層通信。

TCP/IP用於網路層屏蔽上下差異，4G主要定義了物理層，層的定義上就是這樣。（所以每個協議都需要關注是應用在哪層上）。

而網路架構跟層協議的關係是，網路架構里的不同實體，實現了某幾層的功能。

在網路架構的圖裡，基本是介面和網元。介面是一個固定的協議棧，不同的網元設備實現的是不同介面協議棧之間的轉換。

所以有一個地方很有意思。4G的空口，就是你手機到基站無線的這部分。從協議的角度定義，空口不是手機到基站的介面，是手機到eUTRAN之間的介面。

eUTRAN是所有的網路側設備。在上網場景里包括基站、核心網、應用服務商的伺服器。

原因是空口的協議棧從物理層開始，一路到了應用層。而終端應用層實際上通信的另一端是應用服務商的伺服器（比如騰訊、淘寶這些）。基站只是跟手機的下邊幾層做了通信。

所以從協議棧的角度來說，層級相同的才能作為對等實體。舉例子，看上去運營商的網路很大，手機很小，但實際上他們是對等實體。手機是一個麻雀雖小五臟俱全的功能。

總結以上這部分：4G主要定義的是物理層的區別。但是4G的協議棧是一路上沿到了應用層，其中當然也包含了TCPIP層。

哪個設備里有TCPIP，可以根據哪個設備有IP地址粗略判斷。但是一個設備內部可能有多個IP地址，就是我之前說的，IP是個可以嵌套的協議，IP over everything，everything over IP，所以會出現多個IP地址。

然後你的問題，在智能手機的SOC里，是不是可以說：

TCP/IP協議棧是由AP（Application Processor，剛學的^_^）藉助運行軟體來實現、4G網路的客戶端部分是由BP（Baseband Processor）藉助硬體+軟體實現？

如果是這樣，BP到AP（4G到TCP/IP）的介面是什麼數據格式？乙太網嗎？

手機內部操作的時候，不需要向網路側一樣層級那麼分明。

類比應該是手機和網路是對等實體，假設都是公司吧。

網路是大公司，層級分明，部門眾多，有事請打報告，有翻譯有流程。

手機是小公司，內部溝通可以按需做，保證對外溝通符合外部協議就行。

網路這邊，手機小公司的需求，先到基站（前台）這個級別，包裹皮去掉，按內部流程往核心網交，核心網也是把皮去掉，最後發現最上層的需求是淘寶，OK大公司對外事務部轉給淘寶這個部門。從前台一直到淘寶，跟手機小公司是對等通信。

而在智能手機內部，從協議棧出發，自上而下的流程大概是這樣（說的不會太全）。

某一個應用，決定要通信了。發一個消息，到手機操作系統。（基本應該純軟體）

手機操作系統把所有的通信消息調度封裝打包，這塊應該跟CPU有關係，CPU里IP內容不確定是否單獨封裝晶元。

到了IP層，再往下，一步一步適配到無線4G的格式，這些是數據。同時空口為了保證連接穩定，IP層往下還會新加入空口的信令處理。

最終落到最底層，無線發送。

是軟體還是硬體？這個好像很難清晰區分。

BP到AP的介面是什麼數據格式？

首先肯定不是乙太網。乙太網也是個物理層協議。跟4G是同層的。（對了所有的物理層協議都會帶著匹配的層二，可以理解成物理層說的話不一樣，中間至少要加一層翻譯才能做到對上層是屏蔽差異的。）

介面是什麼數據格式。數據格式可以就理解成每層協議的一個定義內容。（就當語法吧，語法一樣互相才能看懂，畢竟都是二進位）。所以具體的數據格式要看不同的協議定義，每一層都不一樣。

多說兩個點，怕誤解。因為我前邊說的都是從某個方面入手的，實際並不全面。

通信協議里的層級，並不只是互相翻譯，還會在每一層有其他操作。比如要匯總，要糾錯檢錯，要調製解調，等等等等。

另一個是數據格式。數據格式跟所在的層有關係，跟這一層的功能也有關係。每一層的數據內容名字會不一樣。物理層block，層二frame，IP層packet。都是定義。

手機替代了PC，4G用無線電替代了網線，但不管在網線上傳輸信號，還是用無線電傳輸信號都得遵循TCP/ IP協議～

4G是通一系列技術的組合達成一定的通信要求的解決方案，不是具體某一項技術。TCP/IP則是一個通信體系，兩者不能直接對比。