如何在与线不同的层上设置线上的节点？

Question 1

我们来玩盒子吧。

在某个时候，TikZ 引入了键behind path和in front of path（切换回来）基本上指定放置节点的一个或另一个路径框。当最终绘制路径时（在;路径末尾内），这些框会被“使用”：

背景图 ( \tikz@figbox@bg)
实际路径被绘制
前台 ( \tikz@figbox，这是节点的默认设置)

当 TikZ 在路径上找到一个节点时，它实际上并不只是绘制它，它在这两个框中的一个上绘制节点。

这些框在路径的开始处被重置。这些框是节点被放置在其路径顶部的原因（尽管它们一开始就是它们自己的路径）。

随着PGF 层，会发生一些非常类似的事情，但不只是一个节点，\begin{pgfonlayer}和之间的所有内容\end{pgfonlayer}都将放置在该框内。

在图片的最后，这些盒子被“使用”。（还有一些额外的整理工作，我认为是为了嵌套图片。）

;现在，我们不再需要将节点放在 TikZ 使用的框中，而是尝试将其直接放置在其中一个图层上。

由于这发生在几个组的深处，所以这需要是全局的（并且事实上\pgfonlayer它也是全局的，因为它可以在某个范围内使用 - 而且当你使用时它确实会这样on background layer）。

为了实现这一点，我将一个\setbox（幸运的是第一个）换成一个自定义的\tikz@setbox@which- 让它\setbox像往常一样工作 - 在将节点放置在路径的那个框上的宏里面。

关键node on layer是让它成为\tikz@setbox@which一个全局变量\setbox，并且该框是其中一个层而不是路径框之一。

现在你可以说

\begin{scope}[
  X/.append style={anchor=east},
  LC'/.style={yshift=-2mm}, % no transform canvas
  on background layer]
\draw[LC=teal] ([LC'] b1) % ........ ←
  to node[X, node on layer=foreground] {ACK(AckNum$=$1000)} ([LC'] a2);
\end{scope}

这已经显示了什么不起作用：

无法选择该main图层（它是一个特殊的图层，无法用\pgfonlayer任何方式选择）。
transform canvas不起作用（但也不适用于behind path）。可能有解决方法，但手册建议：

简而言之，除非您真正知道自己在做什么，否则不应该使用画布转换。

我要补充一下…除非你真的需要它。

LC我已经用键内的正常变换替换了您的添加，LC'该变换手动添加到每个坐标。（我确实希望有某种方法可以“取消固定”坐标/节点，以便它们充当正常坐标，并且变换也适用于它们，但即使是手册也只提供一个 @-ridden 的解决方法。

此外，不要将它与节点以外的其他东西一起使用。 “decider” 宏\tikz@whichbox不仅用于节点，还用于边、绘图标记、矩阵、子节点（与普通节点不同）和图片。\node on layer在那里使用不会起作用，最多您的边、绘图标记、矩阵、子节点和图片不会显示。（因为无论如何在当前路径之后都会忘记添加到框中。）必须为此进行更多修补。

也就是说，您也可以沿路径放置一个空节点/坐标（以保存位置和旋转），然后在所有线条绘制的末尾放置实际节点时引用该节点。不过，这需要一些很好的管理才能使其易于使用。

然后还有整个延迟节点定位首先“创建”一个节点，然后放置它（由forest图形绘制库使用）。不过，这也不是很直接。（更多框！）

代码

\documentclass[12pt, tikz, border=3mm]{standalone}
\usetikzlibrary{arrows, arrows.meta, backgrounds, positioning}
\pgfdeclarelayer{foreground}\pgfdeclarelayer{background}
\pgfsetlayers{background,main,foreground}
\makeatletter\ExplSyntaxOn % replace only first one
\tl_replace_once:Nnn \tikz@fig@continue { \setbox } { \tikz@setbox@which }
\ExplSyntaxOff
\let\tikz@setbox@which\setbox
\tikzset{node on layer/.code={%
  \expandafter\def\expandafter\tikz@whichbox\expandafter
    {\csname pgf@layerbox@#1\endcsname}%
  \def\tikz@setbox@which{\global\setbox}}}
\makeatother
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
  node distance = 0mm,
  LC/.style = {draw=#1, line width=1mm,
    arrows={-Stealth[fill=#1,inset=0pt,length=0pt 1.6,angle'=90]}},
  X/.style = {draw, very thin, fill=white, fill opacity=0.75,
    font=\scriptsize, text=black, text opacity=1, align=left,
   inner sep=2pt, sloped, anchor=west,pos=0.07}]
\sffamily\linespread{0.8}

\coordinate                     (a0)    at (0,0);
\coordinate[right=77mm of a0]   (b0);
\foreach \i [count=\xi from 0] in {1,2,...,4}
  \coordinate[below=7mm of a\xi]  (a\i)
   coordinate[below=7mm of b\xi]  (b\i);
\draw[|->] (a0) -- (a3) node[above left]   {$t$};
\draw[|->] (b0) -- (b3) node[above right]  {$t$};
\draw[LC=gray] (a1) to node[X] {data\\$(\text{SeqNum}=0,\ell=1000)$} (b2);

\begin{scope}[
  X/.append style={anchor=east},
  LC'/.style={yshift=-2mm}, % no transform canvas
  on background layer]
\draw[LC=teal] ([LC'] b1)
  to node[X, node on layer=foreground] {ACK(AckNum$=$1000)} ([LC'] a2);
\end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

输出

Answer