计算机网络思维导图学习总结(六)

在计算机网络世界里，应用层就像一个繁忙的港口，各种各样的应用程序在这里互相交流，交换信息。它位于网络协议栈的最顶端，直接与用户打交道，我们每天使用的各种网络应用，比如浏览网页、收发邮件、观看视频等，都离不开应用层的支持。

应用层协议就像港口里的交通规则，它们规定了应用程序之间如何通信，确保信息能够准确、高效地传输。这些协议种类繁多，每个协议都有其特定的功能和用途，就像港口里不同类型的船只，各有各的航线和目的地。

我们平时接触最多的应用层协议或许就是HTTP了。当你打开浏览器输入网址访问网页时，浏览器和网站服务器之间就通过HTTP协议进行通信，浏览器发送请求获取网页内容，服务器响应请求并返回网页数据。HTTPS则是在HTTP的基础上增加了加密功能，可以保护你的网络通信安全，防止信息被窃取或篡改。

除了HTTP/HTTPS，还有很多其他的应用层协议，例如：

• FTP（文件传输协议） : 就像它的名字一样，FTP协议主要用于在计算机之间传输文件，你可以用它从服务器下载文件，也可以将文件上传到服务器。
• SMTP（简单邮件传输协议） : 这是电子邮件发送的标准协议，当你发送邮件时，你的邮件客户端会使用SMTP协议将邮件发送到邮件服务器。
• POP3（邮局协议版本3）和IMAP（互联网消息访问协议） : 这两个协议用于接收电子邮件，POP3协议允许你将邮件下载到本地电脑，而IMAP协议则允许你在服务器上直接读取邮件。
• DNS（域名系统） : DNS协议就像一个网络电话簿，它将域名（例如www.example.com）转换成对应的IP地址，这样计算机才能找到目标服务器。
• DHCP（动态主机配置协议） : DHCP协议可以自动为网络设备分配IP地址和其他网络参数，简化网络配置。

需要注意的是，应用层协议和网络应用并不是一回事。应用层协议只是网络应用的一部分，网络应用还包括应用程序本身。例如，电子邮件应用就包括电子邮件客户端程序（例如Outlook、Gmail）和SMTP、POP3、IMAP等应用层协议。

根据工作方式的不同，应用层协议可以分为面向连接的协议和无连接的协议。

• 面向连接的协议 : 在数据传输开始前，需要先建立连接，就像打电话一样，需要先拨通对方的电话才能开始通话。TCP协议就是一种面向连接的协议，它能够确保数据的可靠传输，即使网络出现拥塞或丢包，也能保证数据完整地到达目的地。
• 无连接的协议 : 不需要建立连接，数据可以直接发送，就像寄信一样，不需要提前通知收件人。UDP协议就是一种无连接的协议，它传输速度快，但不能保证数据的可靠性，如果网络出现问题，数据可能会丢失。

应用层协议在不断发展变化，新的协议不断涌现，现有的协议也在不断改进。例如，HTTP/3协议就是HTTP协议的最新版本，它采用了新的传输协议QUIC，能够提供更快的速度和更强的安全性。

总而言之，应用层协议是计算机网络不可或缺的一部分，它们支撑着我们日常使用的各种网络应用，并且随着网络技术的发展不断演进。

常见问题及其解答

1. HTTP和HTTPS有什么区别？

HTTP是超文本传输协议，用于在Web浏览器和网站服务器之间传输数据。HTTPS是HTTP的安全版本，它使用SSL/TLS协议对数据进行加密，可以保护你的网络通信安全，防止信息被窃取或篡改。

2. 为什么有些网站使用HTTP，有些网站使用HTTPS？

使用HTTPS需要网站服务器安装SSL/TLS证书，并且需要进行一些配置工作。一些简单的网站或者对安全性要求不高的网站可能会选择使用HTTP，而一些涉及用户隐私信息或者交易信息的网站则必须使用HTTPS。

3. DNS是什么？它有什么作用？

DNS是域名系统，它就像一个网络电话簿，将域名（例如www.example.com）转换成对应的IP地址，这样计算机才能找到目标服务器。如果没有DNS，我们就需要记住每个网站的IP地址，这显然是不现实的。

4. TCP和UDP有什么区别？

TCP是面向连接的协议，它能够确保数据的可靠传输，但传输速度较慢。UDP是无连接的协议，它传输速度快，但不能保证数据的可靠性。不同的应用会根据其对数据传输可靠性和速度的要求选择不同的协议。例如，网页浏览通常使用TCP协议，而视频直播则通常使用UDP协议。

5. 如何查看我的电脑使用了哪些应用层协议？

你可以使用网络抓包工具（例如Wireshark）来查看你的电脑使用了哪些应用层协议。网络抓包工具可以捕获网络上的数据包，并显示每个数据包的详细信息，包括使用的协议、源地址、目标地址等。