网络通信协议有哪些

你打开手机刷短视频，数据从服务器穿过半个中国落到屏幕上，通信中间至少经过十几层协议在接力。协议最底下的网络那层你根本看不见——网卡在物理线路上跑电平信号，上面每一层都往上叠了一层“信封”。通信TCP/IP 不是协议单一协议，它是网络一整套协议栈的统称。真正在互联网上跑的通信协议，掰手指头数，协议常用的网络也就二十来个。

从物理层往上数，通信先看链路和网络

以太网协议（Ethernet）管的协议是局域网里怎么把数据帧从一个网卡送到另一个网卡。你插上网线，网络电脑识别出 1000Mbps 全双工，通信这就是协议以太网在协商。Wi-Fi 则是 802.11 系列协议，和以太网干的事类似，只是介质从铜线换成了无线电。PPP 协议现在家用的少了，以前 ADSL 拨号上网时常见，负责在点对点链路上传数据。

到了网络层，IP 协议是绝对主角。IPv4 地址枯竭喊了二十年，现在 IPv6 慢慢铺开，但大量服务器还是双栈运行。IP 只负责把数据包从源地址送到目的地址，不保证顺序，也不保证到达。ICMP 是 IP 的“通知员”——你 ping 一个域名，返回的“时间=23ms”就是 ICMP 报文。ARP 协议干的事很具体：已知 IP 地址，问局域网里“谁是 192.168.1.1？把 MAC 地址告诉我”。没有 ARP，数据包连网关都出不去。

传输层：TCP 和 UDP 的取舍

TCP 和 UDP 的区别，面试背了无数遍，但实际写代码时感受更直接。TCP 有三次握手、滑动窗口、拥塞控制，代价是延迟高、头部大。你发一条微信文字，走的是 TCP，丢一个包会重传，保证对方完整收到。UDP 头部只有 8 字节，不握手、不重传、不排序。看直播时画面偶尔花屏，就是 UDP 包丢了——但花屏半秒比卡顿三秒强，所以直播用 UDP。DNS 查询默认也是 UDP，因为一次请求一个响应，重传成本比建立连接低。

应用层：你每天在用的那些

HTTP 和 HTTPS 不用多说。HTTP/1.1 一个连接一次请求，HTTP/2 多路复用，HTTP/3 换到 QUIC。FTP 传文件，现在被 SFTP 和云盘替代得差不多了。SMTP 发邮件，POP3 和 IMAP 收邮件——IMAP 能同步已读状态，POP3 默认下载后就删服务器副本，这是两者最大区别。SSH 远程登录，Telnet 早就不安全了，基本只在实验环境里见到。

DNS 把域名翻译成 IP。你输入 baidu.com，系统先查本地 hosts 文件，再问递归 DNS 服务器，一路问到根域名服务器。整个过程通常几百毫秒。DHCP 协议让你连上 Wi-Fi 后自动拿到 IP 地址、子网掩码、网关和 DNS 服务器地址。没有 DHCP，每台设备都得手动配 IP，咖啡厅的 Wi-Fi 就没法用了。

还有一堆专用协议

SNMP 用来监控路由器、交换机的状态，网管软件每隔几分钟轮询一次设备。NTP 同步时间，你的电脑和手机时间准不准，全靠它跟时间服务器对时。RTP 和 RTCP 配合传输音视频流，WebRTC 底层就用它们。MQTT 是物联网设备常用的轻量级消息协议，一个温度传感器每 5 秒发一条 2 字节的数据，用 HTTP 太重，MQTT 刚好。

协议这东西，学的时候按 OSI 七层背，用的时候按场景挑。写爬虫关心 HTTP 和 DNS，做音视频关心 RTP 和 UDP，搞物联网关心 MQTT 和 CoAP。没有哪个协议能包打天下，每种选择背后都是延迟、可靠性、开销的权衡。