请问4G和TCP/IP之间是什么关系？

两者在功能划分方面有什么共性、交集、区别？
两者在硬体实现方面有什么共性、交集、区别？
大概看了一点儿资料，感觉TCP/IP偏重于通信协议，4G偏重于硬体实现，但是TCP/IP里面好像还包括物理层的内容，本小白就比较晕了。
还请专家们多多指点，非常感谢！

TCP/IP协议是4G/5G的上层协议。

4G/5G是为了无线通信特制的，物理层和MAC层的设计，而TCP/IP协议的核心是网路层和传输层协议。

接下来是解释。

互联网上的数据传输需要通过各种不同协议，在计算机网路中，这些协议被划分为不同数据层。数据传输的过程对应现实世界就像物流。

在发送快递（数据）的过程中，会有 发送人-物流公司-交通运输-物流公司-接收人 这样的流程。

而互联网数据发送时，因为需要告诉不同设备发送数据的信息，数据(快递）会根据不同协议分别打包封装，并加入消息头（邮戳) ，用消息头来标示层内使用的数据解析协议和要送达的该层地址。

这可以类比于一个包裹，快递公司会根据包裹类型不同，选择不同的打包方式，因为每层中接受者类型不一定相同，所以每层都需要使用一个新的快递公司，在原有快递公司基础上打包。这和跨国快递要在接收国家邮政系统打上邮戳和地址翻译是类似的道理。

在通用网路模型: OSI七层模型中，数据的打包（封装)方式是这样的，

如果把TCP/IP协议族和4G/5G放进上图，TCP/IP中的核心协议位于传输层和网路层， 4G/5G协议族位于物理层和数据链路层。

如下图，来自IEEE communication tutorial survey，5G设计主要涉及物理层和MAC层(数据链路层的一部分)，

这个题目有另一个角度的理解，TCP/IP协议可能会被理解为广义的TCP/IP网路模型。

目前有两种网路分层模型，我上文中给出的是OSI模型，而从题目来看，题主有可能困惑于TCP/IP模型里也包含物理层的问题。OSI和TCP/IP模型的模型大概可以这么映射。

因为一些历史遗留问题，TCP/IP协议组分为：「必须」，「推荐」，「可选」三类。在TCP/IP模型里，应用层和网路介面层是被当做黑盒子看的。应用层和网路介面层的大部分协议都并不是TCP/IP协议组的「必须」协议。

这意味著，这些协议可以被替换，例如在网路介面层的有线通信协议和设备(光纤，铜缆，乙太网，HDTC，帧中继)可以被替换为无线协议(4G/5G/wifi(802.11)）系列，不影响其它实现。。

补充:

上述描述只考虑4G/5G用以互联网数据传输:

语音服务并不一定采用上述模型，目前主要有两种方式传输语音。

VOLTE (基于IP的LTE语音传输)，采用与数据传输同种形式，
CSFB (电路域衰落)，采用2G网路传输语音。

当使用VOLTE技术时，会用到IP层及以上的部分协议。

当采用CSFB衰落到2G网路时，运营商有专门的语音网路，在这个网路上只支持手机，不支持互联网其他设备接入，不必考虑其它层的数据封装。此时整个网路模型只有物理层和MAC层，没有上层。

完。

如果把TCP/IP比作快递物流公司，那么4G可以比作高速公路。

物流公司所有的快递包裹(IP报文)，将在4G高速公路上运输。如果用甲方、乙方来比喻双方，很显然，物流公司是甲方，高速公路是乙方，乙方的存在是为了更好地服务于甲方。

在整个互联网数据通信服务链里，TCP/IP是甲方、被4G服务的高层。4G是乙方、是服务TCP/IP的底层。

但TCP/IP、4G的存在是为了更好地服务于人类的通信事业，所以人类才是互联网通信链里真正的甲方，TCP/IP、4G、5G、WIFI、Ethernet统统是乙方。但是，人类无法与TCP/IP、4G直接打交道，帮助人类完成此项光荣而艰巨任务的是代理（User Agent）。

代理

其实就是各种应用程序，比如浏览器、邮件客户端、聊天软体，做为甲方（人类）的代表完成与乙方的交互。

甲方： 浏览器、邮件客户端、聊天软体

乙方： TCP/IP、4G

上面的两层分类太笼统，如果将通信链分成三层则比较合理。

甲方： 浏览器、邮件客户端、聊天软体

乙方： TCP/IP

乙方的乙方： 4G

所谓甲方乙方，就是服务与被服务的关系！看到分层，是不是想到OSI参考模型？

TCP/IP 与4G 谁决定人类访问互联网的速度与效率？

没有高速公路的支撑，即使TCP/IP这家快递公司很牛X，物流调度水平全球第一（使用了最新的BBR流量调度），物流也快不起来。

同理，即使有四通八达的高速公路，但TCP/IP这家快递公司管理一泡污，让用户的快递在仓库里睡大觉，而白白浪费了闲置的高速公路资源。

所以，4G代表是硬体实力，而TCP/IP则代表软体实力。只有软硬全面发展，才能带来飞速的流量速度与效率。

人类为了更快地物流人类的IP包裹，分别从硬实力、软实力入手。

硬实力提升

4G，Forth Generation的缩写，经常还写作LTE，Long Term Evolution的缩写，意思是人类与移动通信的斗争是持久战。

目前5G已经处于实验阶段，要不了多久5G将会商用。

软实力提升

传统的TCP流量调度演算法，基于丢包来决定发送速率，已经严重制约了人类对高速通信的追求。聪明的人类通过增加路由器的的缓冲队列，来缓冲互联网上无法及时转发的IP报文，本意是提高物流速度，可是聪明反被聪明误，无限制增加缓冲队列非但没有增加网速，反而让互联网更慢了。

Google公司BBR流量调度演算法，实时测量IP报文的吞吐效率，然后让TCP的发送速率等于或接近实时测量IP报文的吞吐效率，可以更有效地利用网路，从而提高网速。

过N年之后再蓦然回首，审视人类这些技术努力，可能只是人类迈向更高文明的一小步。但毫无疑问，通信技术的飞跃将带来生产力的飞跃，生产力的飞跃又进一步推升人类的整体文明程度。

文章来自公众号：chexiaopangnetwork

尽可能简单的说下架构。以下全部都不是严格性专业术语，主要是我的理解。

通信有两个方面，一是网路架构，二是协议架构。

一般来说，通信的目的是在有一定距离的两者之间进行信息沟通，通信的两个主体之间是同层的。

等到发展到现在我们用的计算机通信和无线通信这一代，也就是说要做到客户端到伺服器的通信或者两个客户端之间的通信。

网路架构用来解决距离问题。比如两个手机，通信过程就需要基站做接入，核心网做中转，上层提供服务，等等。

协议架构是用在层级结构上的。通信里分层级的目的是两个，一是对上层屏蔽掉底层的区别，保证上层实现的时候可以不考虑底层差异；二是对底层屏蔽上层的差别，保证底层实现的时候可以不考虑上层QoS的不同要求，类似于软体工程里的模块封装，能分离的功能尽可能分离。其中TCP/IP是很主要的中间层协议，对上对下屏蔽不同差异。比如手机和手机的通话软体作为上层，要一层一层封装，封装到最后物理层，根据物理介质用不同的物理层协议。比如无线的234G，wifi，有线的以太帧，甚至光网，等等。而通信主体（包括网路架构的中间各个实体），都会分层。通信定义使用相同协议的两个层级之间可以通信，因为协议一样就互相可以理解。实际物理连接只有物理层，但是通过中间层级转发，各层之间都有虚拟连接，最后实现了比如手机和手机的通话上层的通信。拨打一个电话，这边拨出，那边响铃，其实就是逻辑直观的虚拟连接展示。

两者在发展中的大概思路是，最开始为了实现通信需求，决定采用分层的方式，定义了每一层的功能并探索不同层适合的协议，其中TCP/IP大面积应用；为了实现无线通信需求，制定了一个网路架构，包括手机，基站+基站控制器，核心网等等，并定义了每个网元的协议架构和网元的功能；之后为了克服现有无线物理层的不足（速率太慢延时太大），又定义了4G，采用了新的物理层，并对网路架构做了一定的改进（去掉BSCRNC，核心网业务和信令分级等等）。

说到问题中的两个方面。

IP是在层级结构中，一个最主要的汇总虚拟层。所以会有IP over everything和everything over IP的说法。TCP和UDP作为IP的上层，主要是为了体现不同的QoS要求。你所说的TCP/IP里包含的物理层内容，应该是TCP/IP over everything的一种情况举例。

以4G为例的各个协议栈，首先都会定义物理层（决定了包括介质，最大传输速率，时长等等）和层二（与物理层直接相接，所以物理层的差异还需要体现），其次在4G里为了实现网路设计要求（某种特定的需求）会对网路架构做一定更改，就是你感觉的所谓硬体实现。在网路架构的各个层级中，某些层（无线、核心网、传输）会选用TCP/IP和其他协议。严格来说无线协议只和空口的底层有关，但4G里对无线网路架构也有所调整，所以打包一起说了。

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接著之前的说啊。还是主要是我的理解。讨论。

通信很重要的就是分层结构。然后每一层采用不同的协议实现对等层通信。

TCP/IP用于网路层屏蔽上下差异，4G主要定义了物理层，层的定义上就是这样。（所以每个协议都需要关注是应用在哪层上）。

而网路架构跟层协议的关系是，网路架构里的不同实体，实现了某几层的功能。

在网路架构的图里，基本是介面和网元。介面是一个固定的协议栈，不同的网元设备实现的是不同介面协议栈之间的转换。

所以有一个地方很有意思。4G的空口，就是你手机到基站无线的这部分。从协议的角度定义，空口不是手机到基站的介面，是手机到eUTRAN之间的介面。

eUTRAN是所有的网路侧设备。在上网场景里包括基站、核心网、应用服务商的伺服器。

原因是空口的协议栈从物理层开始，一路到了应用层。而终端应用层实际上通信的另一端是应用服务商的伺服器（比如腾讯、淘宝这些）。基站只是跟手机的下边几层做了通信。

所以从协议栈的角度来说，层级相同的才能作为对等实体。举例子，看上去运营商的网路很大，手机很小，但实际上他们是对等实体。手机是一个麻雀虽小五脏俱全的功能。

总结以上这部分：4G主要定义的是物理层的区别。但是4G的协议栈是一路上沿到了应用层，其中当然也包含了TCPIP层。

哪个设备里有TCPIP，可以根据哪个设备有IP地址粗略判断。但是一个设备内部可能有多个IP地址，就是我之前说的，IP是个可以嵌套的协议，IP over everything，everything over IP，所以会出现多个IP地址。