各层协议总结
这节还是作为计算机网络各层协议的一个概览，具体协议细节还是到相应章节去看。在本节中关注以下几点：1. 应用层协议的端口和下层传输层协议是什么。2. 每一层具体有哪些协议。
网络协议要素
网络协议规定了通信双方交互的规则，主要包括以下三要素：
- 语法 ：定义信息的格式和结构（如报文结构、编码方式等）
- 语义 ：规定控制信息的含义和需要完成的操作
- 时序 ：定义事件的发生顺序和通信双方的协同工作方式（如请求与响应的先后顺序）
应用层协议
应用层协议直接面向用户，为应用程序之间的通信提供服务：
| 协议 | 常用端口 | 传输层 | 简要说明 |
|---|---|---|---|
| HTTP / HTTPS | 80 / 443 | TCP（HTTP/3 使用 QUIC/UDP） | 超文本传输协议；HTTPS 指 HTTP 经 TLS 提供机密性与完整性保护。408 通常按 HTTP/1.1、HTTP/2 基于 TCP 讨论。 |
| FTP | 21（控制）；20 常用于主动模式数据连接 | TCP | 文件传输协议。被动模式的数据连接端口由服务器另行协商，不固定为 20。 |
| SMTP | 25 | TCP | 简单邮件传输协议，用于邮件服务器之间的传送。 |
| POP3 | 110 / 995 | TCP | 从邮件服务器读取邮件；995 通常为 POP3 over TLS。 |
| DNS | 53 | UDP 或 TCP | 常规查询优先使用 UDP；区域传送、截断响应后的重试等情况使用 TCP。 |
| DHCP | 67（服务器）/ 68（客户端） | UDP | 自动分配 IP 地址及其他网络参数。 |
传输层协议
传输层为应用进程间提供可靠或不可靠的数据传输服务：
- TCP （Transmission Control Protocol） ：面向连接，提供可靠的字节流服务，适用于要求高可靠性的应用（如 HTTP、FTP）。
- UDP （User Datagram Protocol） ：无连接，不保证可靠性，但开销小、速度快，适用于实时性要求高的场景（如 DNS、视频流）。
网络层协议
网络层负责实现数据包从源主机到目标主机的传输：
- IP （Internet Protocol） ：不可靠的无连接协议，提供数据报服务，是整个互联网的核心协议。
- ICMP （Internet Control Message Protocol） ：用于发送错误报告与网络诊断信息（如 ping 命令使用的就是 ICMP 回显请求）。
- RIP / OSPF / BGP ：路由选择协议，主要用于自治系统内部（RIP、OSPF）或之间（BGP）的路由计算
- NAT（Network Address Translation）：网络地址转换，在私网和公网之间转换 IP 地址与必要的传输层端口信息。
数据链路层协议
数据链路层负责将网络层传来的数据组装成帧，在链路上传输并进行差错控制：
- ARP（Address Resolution Protocol）：地址解析协议，用于在本地链路上把 IPv4 地址解析为对应的 MAC 地址。它直接封装在链路层帧中、服务于 IP；不同教材可能将其列为网络层辅助协议或 TCP/IP 网络接口层协议。
- PPP （Point-to-Point Protocol） ：点对点协议，用于点对点链路的数据传输，常用于拨号上网。
- HDLC （High-Level Data Link Control） ：高级数据链路控制协议，用于同步链路的帧传输，支持面向比特流的通信。