系统设计中的关键协议
Posted: Tue Feb 18, 2025 3:30 am
网络协议构成了分布式系统通信的基础。从数据传输到安全性和性能，每种协议都发挥着特定的作用，从而能够构建针对各种需求进行优化的强健、可扩展的应用程序。我们回顾一下这些：
1.HTTP/HTTPS
超文本传输协议(HTTP)是网络通信的基础，允许浏览器从服务器请求资源，例如 HTML 页面、图像或视频。HTTPS通过 SSL/TLS 加密增加了一层安全性，确保客户端和服务器之间传输的数据是保密且完整的。
实际例子：每次你在浏览器中输入URL时，都会使用HTTP/HTTPS来请求和加载内容。
重要性： HTTPS 对于保护 Web 应用程序中的敏感数据（例如登录、银行交易和表单）至关重要。
2.TCP（传输控制协议）
TCP是网络中应用最广泛的传输协议。通过将数据分成数据包 饭团数据库 、编号并确保它们完整且按照正确的顺序到达，确保数据的可靠传输。
实际例子：当你发送电子邮件或下载文件时，TCP 确保内容正确传递。
重要性：在数据准确性和完整性是优先考虑的应用中，例如银行服务或消息传递系统，它至关重要。
3.UDP（用户数据报协议）
与 TCP 不同，UDP 是一种无连接协议，它优先考虑速度而不是可靠性。它不确保数据包的传递或顺序，因此非常适合实时应用程序。
实际示例：视频通话、在线游戏和实时视频流使用 UDP 来最大限度地减少延迟。
重要性：它的效率使其成为少量数据丢失不会显著影响用户体验的场景的最佳选择。
4. IPv4/IPv6（互联网协议版本 4 和 6）
这些协议负责跨网络寻址和路由数据包。IPv4采用 32 位地址，正逐渐被IPv6所取代，后者采用 128 位地址，并且允许使用几乎无限数量的地址。
实际示例： IPv4 仍然为当今大多数网络提供支持，但 IPv6 对于支持物联网设备的扩展至关重要。
重要性： IPv6 是确保未来应用程序能够在拥有数十亿联网设备的世界中运行的关键。
5. WebSocket
WebSocket 允许客户端和服务器之间进行双向实时通信。与需要多次请求和响应的 HTTP 不同，WebSocket 建立持久连接。
实际示例：实时聊天应用程序（例如 Slack）和金融交易平台使用 WebSocket 即时更新数据。
重要性：提高需要频繁更新的交互式应用程序的速度和效率至关重要。
6.WebRTC（Web实时通信）
WebRTC 促进浏览器之间直接进行实时通信，使其成为音频、视频和数据传输应用程序的理想选择。
实际示例： Google Meet 或 Zoom 等应用程序中的视频通话基于 WebRTC。
重要性：无需中间服务器即可实现高效、安全的传输。
7. DNS（域名系统）
DNS 充当互联网的电话簿，将人类可读的域名（例如 www.google.com）转换为机器可读的 IP 地址。
实际例子：当你在浏览器中输入域名时，DNS会将其转换为相应服务器的IP地址。
重要性：如果没有 DNS，用户就必须记住 IP 地址，这对于日常浏览来说是不切实际的。
8.MQTT（消息队列遥测传输）
MQTT 是一种专为物联网设备等低带宽环境设计的轻量级协议。使用发布/订阅模型促进多个设备之间的通信。
实际示例：在家庭自动化系统中，例如控制智能灯和恒温器的系统，MQTT 在设备之间发送消息。
重要性：它的效率使其成为传感器和连接设备网络的理想选择。
9. SSH（安全外壳协议）
SSH 是一种用于安全访问远程设备并在其上执行命令的协议。通过加密保护连接。
实际示例：系统管理员使用它来远程访问服务器并执行配置。
重要性：管理云服务器和确保远程操作的安全至关重要。
10.DHCP（动态主机配置协议）
DHCP 自动为网络上的设备分配 IP 地址，从而无需手动配置即可轻松连接。
实际示例：当您连接到 Wi-Fi 网络时，DHCP 会自动为您的设备分配 IP 地址。
重要性：简化网络管理并确保设备具有正确的网络配置。
11.ICMP（互联网控制消息协议）
网络设备使用 ICMP 来诊断连接问题并验证主机是否可访问。
实际示例： ping 命令使用 ICMP 来测试两个设备之间的连通性。
重要性：它是识别网络问题和确保最佳运行的重要工具。
12.ARP（地址解析协议）
ARP 将 IP 地址转换为 MAC 地址，这是本地网络上的设备进行通信所必需的。
实际例子：如果你的计算机需要向同一网络上的另一台设备发送数据，它会使用ARP来查找相应的MAC地址。
1.HTTP/HTTPS
超文本传输协议(HTTP)是网络通信的基础，允许浏览器从服务器请求资源，例如 HTML 页面、图像或视频。HTTPS通过 SSL/TLS 加密增加了一层安全性，确保客户端和服务器之间传输的数据是保密且完整的。
实际例子：每次你在浏览器中输入URL时，都会使用HTTP/HTTPS来请求和加载内容。
重要性： HTTPS 对于保护 Web 应用程序中的敏感数据（例如登录、银行交易和表单）至关重要。
2.TCP（传输控制协议）
TCP是网络中应用最广泛的传输协议。通过将数据分成数据包 饭团数据库 、编号并确保它们完整且按照正确的顺序到达，确保数据的可靠传输。
实际例子：当你发送电子邮件或下载文件时，TCP 确保内容正确传递。
重要性：在数据准确性和完整性是优先考虑的应用中，例如银行服务或消息传递系统，它至关重要。
3.UDP（用户数据报协议）
与 TCP 不同，UDP 是一种无连接协议，它优先考虑速度而不是可靠性。它不确保数据包的传递或顺序，因此非常适合实时应用程序。
实际示例：视频通话、在线游戏和实时视频流使用 UDP 来最大限度地减少延迟。
重要性：它的效率使其成为少量数据丢失不会显著影响用户体验的场景的最佳选择。
4. IPv4/IPv6（互联网协议版本 4 和 6）
这些协议负责跨网络寻址和路由数据包。IPv4采用 32 位地址，正逐渐被IPv6所取代，后者采用 128 位地址，并且允许使用几乎无限数量的地址。
实际示例： IPv4 仍然为当今大多数网络提供支持，但 IPv6 对于支持物联网设备的扩展至关重要。
重要性： IPv6 是确保未来应用程序能够在拥有数十亿联网设备的世界中运行的关键。
5. WebSocket
WebSocket 允许客户端和服务器之间进行双向实时通信。与需要多次请求和响应的 HTTP 不同，WebSocket 建立持久连接。
实际示例：实时聊天应用程序（例如 Slack）和金融交易平台使用 WebSocket 即时更新数据。
重要性：提高需要频繁更新的交互式应用程序的速度和效率至关重要。
6.WebRTC（Web实时通信）
WebRTC 促进浏览器之间直接进行实时通信，使其成为音频、视频和数据传输应用程序的理想选择。
实际示例： Google Meet 或 Zoom 等应用程序中的视频通话基于 WebRTC。
重要性：无需中间服务器即可实现高效、安全的传输。
7. DNS（域名系统）
DNS 充当互联网的电话簿，将人类可读的域名（例如 www.google.com）转换为机器可读的 IP 地址。
实际例子：当你在浏览器中输入域名时，DNS会将其转换为相应服务器的IP地址。
重要性：如果没有 DNS，用户就必须记住 IP 地址，这对于日常浏览来说是不切实际的。
8.MQTT（消息队列遥测传输）
MQTT 是一种专为物联网设备等低带宽环境设计的轻量级协议。使用发布/订阅模型促进多个设备之间的通信。
实际示例：在家庭自动化系统中，例如控制智能灯和恒温器的系统，MQTT 在设备之间发送消息。
重要性：它的效率使其成为传感器和连接设备网络的理想选择。
9. SSH（安全外壳协议）
SSH 是一种用于安全访问远程设备并在其上执行命令的协议。通过加密保护连接。
实际示例：系统管理员使用它来远程访问服务器并执行配置。
重要性：管理云服务器和确保远程操作的安全至关重要。
10.DHCP（动态主机配置协议）
DHCP 自动为网络上的设备分配 IP 地址，从而无需手动配置即可轻松连接。
实际示例：当您连接到 Wi-Fi 网络时，DHCP 会自动为您的设备分配 IP 地址。
重要性：简化网络管理并确保设备具有正确的网络配置。
11.ICMP（互联网控制消息协议）
网络设备使用 ICMP 来诊断连接问题并验证主机是否可访问。
实际示例： ping 命令使用 ICMP 来测试两个设备之间的连通性。
重要性：它是识别网络问题和确保最佳运行的重要工具。
12.ARP（地址解析协议）
ARP 将 IP 地址转换为 MAC 地址，这是本地网络上的设备进行通信所必需的。
实际例子：如果你的计算机需要向同一网络上的另一台设备发送数据，它会使用ARP来查找相应的MAC地址。