1.应用层协议:FTP、SSH、Telnet、SMTP、POP3、IMAP、DNS、DHCP、HTTP、HTTPS、SNMP
①FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
作用:传输文件
端口号:数据TCP 20、控制TCP 21
下层协议:TCP
②SSH(Secure Shell)安全外壳协议
作用:远程登录设备
特点:可靠传输、密文通信、安全
端口号:TCP 22
下层协议:TCP
③Telnet(Telecommunication Network)远程终端协议
作用:远程登录、远程管理设备、测试TCP端口
特点:可靠传输、明文通信、不安全、已基本被SSH取代
端口号:TCP 23
下层协议:TCP
SSH与Telnet对比:
| 项目 | SSH | Telnet |
|---|---|---|
| 英文全称 | Secure Shell | Telecommunication Network |
| 默认端口 | TCP 22 | TCP 23 |
| 是否加密 | ✅ 是 | ❌ 否 |
| 账号密码 | 加密 | 明文 |
| 命令 | 加密 | 明文 |
| 可靠传输 | TCP | TCP |
| 企业使用 | ★★★★★ | ★(几乎淘汰) |
④SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单文件传输协议
作用:发送邮件
端口号:TCP 25(默认-不加密)、587(现代最常用)、465(SSL/TLS)
下层协议:TCP
⑤POP3(Post Office Protocol Version 3) 邮局协议第3版
作用:下载邮件
端口号:TCP 110 (默认明文)、TCP 995 (POP3 over SSL/TLS加密)
下层协议:TCP
⑥IMAP(Internet Message Access Protocol)互联网邮件访问协议
作用:同步邮件
端口号:TCP 143 (默认明文)、 TCP 993 (IMAPS-SSL/TLS)
下层协议:TCP
POP3和IMAP对比:
| 项目 | POP3 | IMAP |
|---|---|---|
| 英文全称 | Post Office Protocol Version 3 | Internet Message Access Protocol |
| 作用 | 下载邮件 | 同步邮件 |
| 默认端口 | 110 / 995 | 143 / 993 |
| 多设备同步 | ❌ 差 | ✅ 好 |
| 已读状态同步 | ❌ 不同步 | ✅ 同步 |
| 文件夹同步 | ❌ 不支持 | ✅ 支持 |
| 企业使用 | 较少 | ★★★★★ 主流 |
⑦DNS(Domain Name System)域名系统
作用:域名解析、邮件服务器查询、服务发现等
端口:UDP 53(主要)、TCP 53(特殊)
常见记录:A、AAAA、CNAME、MX、NS、PTR、TXT、SRV
查询方式:客户端递归、DNS服务器迭代
下层协议:UDP(主要)
DNS资源记录:
| 记录类型 | 全称 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|---|
| A | Address Record | 域名 → IPv4 | www.example.com → 192.0.2.10 |
| AAAA | IPv6 Address Record | 域名 → IPv6 | www.example.com → 2001:db8::10 |
| CNAME | Canonical Name | 别名记录 | www.example.com → web.example.net |
| MX | Mail Exchange | 邮件服务器 | example.com → mail.example.com |
| NS | Name Server | 权威DNS服务器 | 指定负责该域名解析的DNS服务器 |
| PTR | Pointer | 反向解析(IP → 域名) | 8.8.8.8 → dns.google |
⑧DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议
作用:自动分配IP及网络参数
端口:UDP 67(服务器)、UDP 68(客户端)
下层协议:UDP
⑨HTTP(HyperText Transfer Protocol)超文本传输协议
作用:访问网页、调用API、传输超文本资源
端口:TCP 80
下层协议:TCP
特点:请求-响应、无状态、默认明文
⑩HTTPS(HyperText Transfer Protocol Secure)安全超文本传输协议
作用:安全访问网页、API 等
端口TCP 443
下层协议:TCP
HTTP和HTTPS对比:
| 项目 | HTTP | HTTPS |
|---|---|---|
| 英文全称 | HyperText Transfer Protocol | HyperText Transfer Protocol Secure |
| 默认端口 | 80 | 443 |
| 是否加密 | ❌ 否 | ✅ 是 |
| 是否认证服务器 | ❌ 否 | ✅ 是(证书) |
| 是否校验完整性 | ❌ 否 | ✅ 是 |
| 抓包是否可见内容 | ✅ 可以 | ❌ 不可以(只能看到加密数据) |
| 下层协议 | TCP | TLS → TCP |
①①SNMP(Simple Network Management Protocol)简单网络管理协议
作用:网络设备监控、性能统计、告警、管理
端口:UDP 161(查询)、UDP 162(Trap/Inform)
下层协议:UDP
2.传输层协议:TCP、UDP
①TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议
协议号:6(IP报文中协议字段)
下层协议:IP
特点:可靠、面向连接
字段:源端口、目的端口、序列号、确认序列号、头部长度、保留字段、控制字段(URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN)、窗口字段、校验和、紧急指针、可选项、填充字段
头部长度:20~60字节
②UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议
协议号:17
下层协议:IP
特点:不可靠、无连接、低延迟
字段:源端口、目的端口、长度、校验和
头部长度:8字节
TCP和UDP的区别:
| 项目 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 英文名 | Transmission Control Protocol | User Datagram Protocol |
| 中文名 | 传输控制协议 | 用户数据报协议 |
| 连接方式 | 面向连接 | 无连接 |
| 可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 确认机制 | 有ACK | 无 |
| 重传 | 有 | 无 |
| 排序 | 有 | 无 |
| 流量控制 | 有 | 无 |
| 拥塞控制 | 有 | 无 |
| 头部大小 | 20~60字节 | 8字节 |
| 传输方式 | 字节流 | 报文 |
| 速度 | 较慢 | 较快 |
| 广播 | 不支持 | 支持 |
| 适用场景 | 网页、文件、邮件 | DNS、游戏、视频 |
3.网络层协议:IP、ICMP、ARP、RIP、OSPF、BGP
①IP(Internet Protocol)网际协议/互联网协议
作用:寻址、路由、数据转发
特点:无连接、不可靠、尽力而为
字段:版本号、头部长度、服务类型、总长度、标识位、标志位、片偏移、生存时间、协议、校验和、源IP、目的IP、可选项、填充字段
IPv4长度:32bit
IPv6长度:128bit
常见协议号指代:ICMP=1、TCP=6、UDP=17、OSPF=89
下层:Ethernet
②ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制报文协议
作用:错误报告、网络检测
协议号:1
应用:Ping、Traceroute
注意:ICMP不是传输层协议,它直接封装在IP里面。
③ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议
作用:IP地址解析MAC地址
工作位置:网络层与数据链路层之间
请求方式:广播
响应方式:单播
命令:arp -a //查看Mac地址映射表
④RIP(Routing Information Protocol)路由信息协议
作用:动态路由协议,自动学习路由信息
类型:距离矢量路由协议
最大跳数:15
UDP端口:520
RIPv2组播:224.0.0.9
更新时间:30秒
防环机制:水平分割、毒性逆转、最大跳数
缺点:收敛慢,不适合大型网络。【收敛指当网络拓扑发生变化(如链路断开、新增网络或路由器故障)时,全网所有路由器通过互相交换和重新计算路由信息,最终使所有路由器的路由表达到一致并处于稳定状态的过程】
⑤OSPF(Open Shortest Path First)开放最短路优先
作用:动态路由协议,通过交换链路状态信息,让每台路由器计算到达目标网络的最优路径。
类型:链路状态路由协议
协议号:89
组播:224.0.0.5 / 224.0.0.6
核心数据库:LSDB
核心报文:Hello、DBD、LSR、LSU、LSAck
区域:Area 0骨干区域
关键角色:ABR、ASBR、DR、BDR
RIP和OSPF的区别:
| 项目 | RIP | OSPF |
|---|---|---|
| 类型 | 距离矢量 | 链路状态 |
| 算法 | Bellman-Ford | Dijkstra |
| 度量 | 跳数 | Cost |
| 最大跳数 | 15 | 无限制 |
| 更新方式 | 30秒周期 | 触发更新 |
| 收敛速度 | 慢 | 快 |
| 适用范围 | 小网络 | 大型企业 |
| 协议层 | 网络层 | 网络层 |
⑥BGP(Border Gateway Protocol)边界网关协议
作用:不同自治系统(AS)之间交换路由信息。
类型:外部网关协议,路径矢量协议
关键报文:OPEN、UPDATE、KEEPALIVE、NOTIFICATION
OSPF和BGP的区别:
| 项目 | OSPF | BGP |
|---|---|---|
| 类型 | IGP | EGP |
| 范围 | AS内部 | AS之间 |
| 算法 | Dijkstra | 路径矢量 |
| 协议 | IP 89 | TCP 179 |
| 关注 | 最快路径 | 策略控制 |
| 更新 | LSA | Update |
| 规模 | 企业网络 | 互联网 |
4.数据链路层协议:以太网、VLAN
以太网Ethernet
标准:IEEE802.3
作用:局域网帧传输
寻址:MAC地址(48bit)
MTU:1500字节
最小帧长:64字节
Type字段(标识上层协议):0x0800-IPv4、0x0806-ARP、0x8100-VLAN
VLAN(Virtual Local Area Network)虚拟局域网
对传统的以太网帧格式进行了修改,在“源MAC地址”字段和“长度/类型”字段之间插入了一个4字节的“802.1Q Tag”字段。
标准:IEEE802.1Q
作用:划分广播域,把一个物理局域网逻辑上划分成多个独立广播域。
VLAN ID:1-4094
Tag长度:4字节
TPID:0x8100
VID长度:12bit
Access:终端接入
Trunk:交换机互联
Hybrid:灵活控制Tag
PVID:缺省VLAN ID
跨VLAN通信:需要三层设备