什么是协议？| 网络协议定义

什么是网络协议？

在网络中，协议是一套用于格式化和处理数据的规则。网络协议就像计算机的一种共同语言。一个网络中的计算机可能会使用截然不同的软件和硬件，然而，协议的使用使它们能够相互通信。

标准化协议就像计算机可以使用的共同语言，类似于来自世界不同地区的两个人可能不理解对方的母语，但他们可以使用共同的第三语言进行交流。如果一台计算机使用互联网协议 (IP)，而第二台计算机也使用该协议，它们将能够进行通信——就像联合国依靠其 6 种官方语言在全球各地的代表之间进行交流一样。但是，如果一台电脑使用 IP，而另一台电脑不知道该协议，则它们将无法通信。

在互联网上，不同类型的进程有不同的协议。协议通常与进程在 OSI 模型中所属的层相关。

OSI 模型有哪些层？

开放系统互连 (OSI) 模型是互联网工作原理的抽象表示。它包含 7 层，每层代表不同类别的网络功能。

协议使这些网络功能成为可能。例如，互联网协议 (IP) 通过表明数据包*的来源和目的地，对数据进行路由。IP 使网络到网络的通信成为可能。因此，IP 被认为是一个网络层（第 3 层）协议。

再比如，传输控制协议 (TCP) 用于确保数据包在网络上的运输顺利进行。因此，TCP 被认为是一个传输层（第 4 层）协议。

*数据包是一个小的数据段，所有通过网络发送的数据都被分成多个数据包。

哪些协议在网络层运行？

如上所述，IP 是一个负责路由的网络层协议，但它不是唯一的网络层协议。

IPsec：互联网协议安全性 (IPsec) 通过虚拟专用网络 (VPN) 建立加密、认证的 IP 连接。从技术上讲，IPsec 不是一个协议，而是一个协议的集合，包括封装安全协议 (ESP)、身份验证头 (AH) 和安全关联 (SA)。

ICMP：互联网控制信息协议 (ICMP) 报告错误并提供状态更新。例如，如果一个路由器无法传送一个数据包，它将传回一个 ICMP 消息到数据包的来源。

IGMP：互联网组管理协议 (IGMP) 建立一对多的网络连接。IGMP 有助于设置多播，这意味着多台计算机可以接收指向一个 IP 地址的数据包。

互联网上还使用哪些协议？

需要了解的一些重要协议包括：

TCP：前面讲过，TCP 是一个传输层协议，用于确保可靠的数据传输。TCP 与 IP 一起使用，这两个协议经常被合称为 TCP/IP。

HTTP： 超文本传输协议 (HTTP) 是万维网（大多数用户与之交互的互联网）的基础，用于在设备之间传输数据。HTTP 属于应用程序层（第 7 层），因为它将数据转换成应用程序（如浏览器）无需进一步解释即可直接使用的格式。OSI 模型的较低层由计算机的操作系统处理，而非应用程序。

HTTPS：HTTP 的问题是它没有加密，任何截获 HTTP 信息的攻击者都可以读取它。HTTPS（HTTP 安全）通过加密 HTTP 信息修复了此问题。

TLS/SSL：传输层安全性 (TLS) 是 HTTPS 用于加密的协议。TLS 曾被称为安全套接字层 (SSL)。

UDP：User Datagram Protocol (UDP) 是传输层中 TCP 的一个替代品，速度更快，但没那么可靠。它经常被用于视频流和游戏等服务，在这些服务中，快速的数据传输最为重要。

路由器使用什么协议？

网络路由器使用某些协议来发现通往其他路由器的最有效网络路径。这些协议不用于传输用户数据。重要的网络路由协议包括：

BGP：边界网关协议 (BGP) 是一个应用程序层协议，网络使用该协议来广播它们控制的 IP 地址。该信息可让路由器决定数据包在前往目的地的途中应经过哪些网络。

EIGRP：增强型内部网关路由协议 (EIGRP) 用于识别路由器之间的距离。EIGRP 自动更新每个路由器的最佳路由记录（称为路由表），并将这些更新广播给网络内的其他路由器。

OSPF：开放式最短路径优先 (OSPF) 协议根据各种因素（包括距离和带宽）计算最有效的网络路线。

RIP：路由信息协议 (RIP) 是一个较早的路由协议，用于识别路由器之间的距离。RIP 是一个应用程序层协议。

网络攻击中如何使用协议？

就像计算的任何方面一样，攻击者可以利用网络协议的运作方式来入侵或击垮系统。许多此类协议被用于分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击。例如，在 SYN 洪水攻击中，攻击者利用了 TCP 协议的工作原理。它们发送 SYN 数据包，反复启动与服务器的 TCP 握手，直到服务器资源被所有虚假的 TCP 连接占用，导致服务器无法为合法用户提供服务。

Cloudflare 提供了许多解决方案来阻止这些和其他网络攻击。Cloudflare Magic Transit 能够缓解 OSI 模型第 3 层、第 4 层和第 7 层的攻击。在 SYN 洪水攻击的示例中，Cloudflare 代表服务器处理 TCP 握手过程，因此服务器的资源永远不会被开放式 TCP 连接所淹没。