网络传输协议有哪些？

网络传输协议是网络通信中用于规定数据传输格式、顺序和控制机制的规则集合，常见的网络传输协议包括传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）、互联网协议（IP）以及超文本传输协议（HTTP）、文件传输协议（FTP）等应用层协议，每种协议在不同场景下发挥着独特作用。
传输控制协议（TCP）
1.特点与工作原理
TCP 是一种面向连接的、可靠的传输协议。它在数据传输前，通过三次握手建立连接，确保通信双方的连接状态正常。例如，客户端向服务器发送 SYN 包，服务器收到后回复 SYN + ACK 包，客户端再发送 ACK 包，三次握手完成后连接建立。在数据传输过程中，TCP 采用序列号和确认号机制保证数据的有序传输和完整性。发送方为每个数据包分配序列号，接收方根据序列号按顺序接收并通过确认号告知发送方已成功接收的数据包，若发送方未收到确认，会重发数据包。此外，TCP 还具备流量控制和拥塞控制机制，通过窗口机制调节数据发送速率，避免网络拥塞。
2.应用场景
TCP 适用于对数据准确性和完整性要求较高的场景，如文件传输、电子邮件发送、网页浏览等。在文件传输过程中，确保文件内容完整无误地到达接收方至关重要，TCP 的可靠传输特性可满足这一需求。对于网页浏览，TCP 保证 HTML、CSS、JavaScript 等文件准确传输，使网页能正确显示。

用户数据报协议（UDP）
1.特点与工作原理
UDP 是一种无连接的传输协议，它不建立连接，直接将数据报发送出去，因此传输速度快，但不保证数据的可靠传输。UDP 没有复杂的握手过程和确认机制，数据发送后不关心对方是否收到。然而，UDP 为每个数据报添加了源端口和目的端口信息，用于标识应用程序。虽然 UDP 不保证数据的有序到达和完整性，但在某些情况下，应用层可自行处理这些问题，以利用 UDP 的快速传输优势。
2.应用场景
UDP 适用于对实时性要求高但对数据准确性要求相对较低的场景，如实时视频流传输、音频流传输（如网络电话、在线直播）以及 DNS（域名系统）查询等。在实时视频流传输中，偶尔丢失一些数据包对视频观看体验影响较小，而保证视频的实时性更为重要，UDP 可满足这种快速传输需求。DNS 查询需要快速获取结果，UDP 的低延迟特性使其成为 DNS 查询的常用协议。

互联网协议（IP）
1.特点与工作原理
IP 是网络层协议，负责将数据包从源地址传输到目的地址。IP 协议为每个网络设备分配唯一的 IP 地址，数据包在网络中通过路由器等设备根据 IP 地址进行路由转发。IP 协议有 IPv4 和 IPv6 两个版本，IPv4 使用 32 位地址，由于地址资源有限，逐渐被 128 位地址的 IPv6 取代。IP 协议不保证数据包的可靠传输，可靠性由上层协议（如 TCP）来实现，它主要专注于数据包的寻址和路由功能。
2.应用场景
IP 协议是网络通信的基础，所有基于网络的应用都依赖 IP 协议进行数据传输。无论是通过 TCP 还是 UDP 传输的数据，最终都要封装在 IP 数据包中在网络中传输。它在互联网的架构中起着核心作用，使得不同网络之间能够相互通信。

超文本传输协议（HTTP）
1.特点与工作原理
HTTP 是应用层协议，用于在 Web 浏览器和 Web 服务器之间传输超文本（如 HTML 页面）。HTTP 基于请求 - 响应模型，客户端（如浏览器）向服务器发送 HTTP 请求，请求中包含请求方法（如 GET、POST 等）、请求头和请求体（GET 请求一般无请求体）。服务器收到请求后，根据请求内容进行处理，并返回 HTTP 响应，响应包含状态码（如 200 表示成功，404 表示未找到）、响应头和响应体（如 HTML 页面内容）。HTTP 是无状态协议，即服务器不保留客户端的请求状态信息，每次请求都是独立的。
2.应用场景
HTTP 是网页浏览的基础协议，几乎所有的网页访问都使用 HTTP 协议。用户在浏览器中输入网址，浏览器通过 HTTP 协议向服务器请求网页资源，服务器返回网页内容，浏览器解析并显示页面。此外，许多 Web 应用程序的 API（应用程序编程接口）也使用 HTTP 协议进行数据交互，实现前后端的数据传输与业务逻辑处理。

文件传输协议（FTP）
1.特点与工作原理
FTP 是用于在网络上进行文件传输的应用层协议。它使用客户端 - 服务器模型，客户端与服务器建立连接后，可进行文件的上传（从客户端传输到服务器）和下载（从服务器传输到客户端）操作。FTP 有两种工作模式：主动模式和被动模式。在主动模式下，服务器主动连接客户端的数据端口进行数据传输；在被动模式下，服务器开放一个端口等待客户端连接进行数据传输。FTP 协议需要用户提供用户名和密码进行身份验证，以确保文件传输的安全性。
2.应用场景
FTP 常用于文件共享和数据传输场景，特别是在需要传输大量文件或对文件管理有特定需求的情况下。例如，网站管理员使用 FTP 将网站的更新文件上传到服务器，或者企业内部员工通过 FTP 从文件服务器下载工作所需的资料。一些软件更新平台也会使用 FTP 协议供用户下载软件安装包。然而，由于 FTP 在传输过程中用户名和密码等信息以明文形式传输，存在一定安全风险，在现代网络环境中，更安全的 SFTP（SSH File Transfer Protocol）或 FTPS（FTP over SSL/TLS）逐渐被广泛使用，它们在 FTP 的基础上增加了加密功能，保障数据传输的安全性。

拓展阅读：
-TCP 三次握手为何是三次：三次握手可以确保双方都能确认彼此的发送和接收能力。第一次握手，客户端向服务器发送 SYN 包，表明客户端具备发送能力；第二次握手，服务器回复 SYN + ACK 包，表明服务器具备接收和发送能力，同时确认收到客户端的 SYN 包；第三次握手，客户端发送 ACK 包，确认收到服务器的 SYN + ACK 包，至此双方确认彼此的收发能力，建立可靠连接。若少于三次，无法完整确认双方状态；多于三次则增加不必要开销。
-UDP 如何实现实时性传输：UDP 无连接、无复杂确认机制，减少了传输延迟，数据包可快速发送。应用层可采用一些策略配合 UDP 实现实时性，如在视频流传输中采用前向纠错（FEC）技术，即使部分数据包丢失，仍能通过冗余信息恢复视频数据，保证视频播放的连续性，满足实时性要求。
-IPv4 与 IPv6 的区别：IPv4 地址长度为 32 位，可提供约 43 亿个地址；IPv6 地址长度为 128 位，地址数量几乎无限。IPv6 还增强了安全性，集成了 IPsec 协议用于加密和认证；在路由效率上，IPv6 的报头格式更简洁，提高了数据包处理速度。同时，IPv6 更好地支持移动设备和物联网设备接入网络。