计算机网络协议是实现网络通信的规则集合,其中TCP/IP协议栈和HTTP协议是应用最广泛的协议族。TCP/IP协议栈分为四层:网络接口层、网际层、传输层和应用层,各层协议分工明确。
传输层的TCP协议是面向连接的可靠传输协议,通过三次握手建立连接:第一次握手(客户端→服务器,SYN=1,seq=x),第二次握手(服务器→客户端,SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1),第三次握手(客户端→服务器,ACK=1,ack=y+1)。四次挥手释放连接:客户端发送FIN报文,服务器回复ACK;服务器发送FIN报文,客户端回复ACK,确保双方都已完成数据传输。TCP通过序号、确认号、滑动窗口机制实现可靠传输,拥塞控制采用慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复算法。TCP常用端口号:HTTP(80)、HTTPS(443)、FTP(21)、Telnet(23)。
网际层的IP协议负责数据包的路由选择,IP地址(IPv4为32位,IPv6为128位)用于标识网络中的主机。ICMP协议作为IP的辅助协议,用于发送差错报告和控制报文,如ping命令基于ICMP的echo请求与回复。ARP协议用于将IP地址映射为MAC地址,工作在局域网中。
应用层的HTTP协议是超文本传输协议,采用请求-响应模式。HTTP请求方法包括GET(获取资源)、POST(提交数据)、PUT(更新资源)、DELETE(删除资源)等。响应状态码分为五类:1xx(信息)、2xx(成功,如200)、3xx(重定向,如302)、4xx(客户端错误,如404)、5xx(服务器错误,如500)。
HTTPS是HTTP的安全版本,通过SSL/TLS协议加密传输数据,使用非对称加密交换会话密钥,对称加密传输实际数据,确保数据机密性和完整性。DNS协议用于域名解析,将域名转换为IP地址,使用UDP端口53。FTP协议用于文件传输,控制连接使用21端口,数据连接使用20端口。
了解各协议的工作原理和端口号,有助于排查网络故障和理解网络通信过程,是计算机网络学习的基础。
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