TCP/IP协议栈和分层

### TCP/IP 协议栈与分层概述

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）协议栈是由一组协议组成的网络通信模型，它定义了设备在网络上如何相互通信的标准。TCP/IP 协议栈主要由四层构成：

1. **应用层**（Application Layer）
- 这一层直接面对应用程序和服务，包括 HTTP、FTP、SMTP 和 DNS 等。

2. **传输层**（Transport Layer）
- 提供端到端的数据流控制和错误恢复机制，包括 TCP（面向连接的服务）和 UDP（无连接的服务）。

3. **网络层**（Network Layer）
- 负责 IP 地址寻址和路由选择，实现数据包从源主机到目的主机的传输过程，主要是 IP 协议。

4. **链路层**（Link Layer）
- 处理物理连接细节，如以太网、Wi-Fi 或其他物理介质的特定技术，负责数据在相邻节点之间的传输。

### 实例演示：使用 Python 发送简单数据包

假设我们要发送一个简单的数据包并通过 Python 使用 socket 库来实现这一操作，这涉及到链路层和网络层的功能。

#### 示例代码：

import socket

# 创建套接字对象
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接到服务器
server_address = ('localhost', 10000)
sock.connect(server_address)

try:
    message = b'Hello, world'
    sock.sendall(message)
finally:
    sock.close()

这段代码创建了一个 TCP 套接字并尝试与本地主机上的 `10000` 端口建立连接，接着发送消息 `'Hello, world'`。

### 相关问题：

1. **TCP/IP 协议栈的每一层都有什么具体职责？**
2. **如何使用 Python 编写一个简单的服务器程序来接收上述示例中的数据包？**
3. **在实际网络环境中，为什么需要使用不同的协议层级？**