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[计算机网络]传输协议_应用层

目录

JRPC协议

Kafka协议

与HTTP协议的核心区别

【Q1】计算机网络不就是传输信息用的吗,为啥要分那么多层?

【Q2】各层之间联通需要哪些物理介质?

【Q3】那路由器有啥用?

【Q4】路由器要插网线咩?

【Q5】不是说除了物理层都是软件层面的协议吗,那路由器用来干啥的呢?

【Q6】如何搭建一个属于自己的网址?

【Q7】通过POST和GET请求从前端拿到数据,通过啥把数据传到前端?

【Q8】拿到 JSON,渲染页面所以说影响网速和质量的只有物理层信息损失?


JRPC协议

JRPC 通常指 JSON-RPC(JSON Remote Procedure Call),是一种轻量级、无状态、跨传输的远程过程调用(RPC)协议,用 JSON 做数据格式 。

Kafka协议

Apache Kafka(常简称 Kafka)是开源分布式事件流平台,主打高吞吐、低延迟、持久化、可扩展,用于消息队列、数据管道、实时流处理。

卡夫卡(Kafka)是分布式流处理平台,并非单纯的通信协议,其核心是基于“发布-订阅”模式的消息队列系统,常用作高吞吐、低延迟的跨系统数据传输中间件。   核心特性(类比“高效快递中转站”) – 高吞吐:每秒可处理百万级消息,适合海量数据传输(如仿真平台的计算单元集下发)。 – 低延迟:消息传递延迟毫秒级,满足实时数据交互需求。 – 持久化存储:消息落地磁盘,支持数据回溯与故障恢复。 – 分布式架构:集群部署,具备高可用、高扩展能力,可应对系统扩容需求。  

与HTTP协议的核心区别

对比维度 Kafka HTTP  通信模式 发布-订阅/点对点 请求-响应  吞吐能力 极高(百万级/秒) 中等(千级/秒)  延迟性能 低(毫秒级) 中高(视网络/处理逻辑)  适用场景 高吞吐实时数据传输(如日志同步、仿真数据下发) 短连接请求(如接口调用、网页访问) 

由问题反向延伸知识网络。

【Q1】计算机网络不就是传输信息用的吗,为啥要分那么多层?

不就是发个数据吗,为啥要拆成 7 层、5 层、4 层?7层包括会话层和表示层,5层市场主流模型,4层离线/局域网开发。 1. 不分层会怎样?(灾难现场) 想象一下: 你要发一条消息给别人。 如果不分层,你必须自己搞定: – 怎么把文字变成电信号 – 怎么通过网线/光纤传出去 – 怎么找对方的地址 – 怎么保证不丢包 – 怎么加密 – 怎么处理拥堵 – 怎么兼容不同设备(手机、电脑、路由器、交换机) 所有逻辑混在一起,代码几亿行,没人能维护,换个设备全崩。 这就是不分层的后果:牵一发而动全身,无法扩展,无法兼容,无法维护。 OR_DORE便是这么一种集合体,几千万/上亿代码,难以维护。 (1)分工明确:每层只干自己的事 – 应用层:只管“发什么内容”(HTTP、DNS) – 传输层:只管“可靠传输、端口”(TCP/UDP) – 网络层:只管“找路、寻址”(IP) – 数据链路层:只管“局域网内传输”(MAC) – 物理层:只管“电信号、光信号” 每层只关心下一层给它什么,不关心底层怎么实现。 就像快递: 你只管打包(应用) 快递员只管运输(链路) 司机只管开车(物理) 分拣中心只管路线(网络) 你不需要知道司机怎么开车,司机也不需要知道你寄的是什么。 (2)解耦:改一层不影响其他层 – 换网线(物理层)→ 不影响 HTTP(应用层) – 换路由器(网络层)→ 不影响 TCP(传输层) – 换协议(HTTP → HTTPS)→ 不影响底层传输 如果不分层,改任何一个细节,整个系统全要重写。 (3)标准化:全世界设备能互通 – 全世界遵守同一套分层模型 – 华为、思科、小米、苹果设备才能互相通信 – 没有分层 → 每家厂商自己一套 → 无法互联 这就是为什么互联网能存在:分层 = 通用语言。 (4)易排查、易调试 网络出问题时: – 上不了网 → 先看物理层(网线) – 能 ping 通但打不开网页 → 看应用层 – 丢包严重 → 看传输层 分层让问题定位像查字典一样快。 计算机网络不是简单传信息,而是一个庞大复杂的分布式系统。不分层,人类根本驾驭不了。(发明计算机网络OSI层级模型的,简直就是一个天才)

【Q2】各层之间联通需要哪些物理介质?

只有物理层需要介质。上面 4~6 层(应用、传输、网络、数据链路)全部不依赖介质,只依赖协议。所以说除了物理层的网址其他层,只是给原有的数据加了一些规则的标识符,上级之间的交流都需要由物理层来完成。 物理层负责把 0/1 变成电信号、光信号或无线信号 → 必须依赖物理介质 1. 有线介质(最常见) – 双绞线(Twisted Pair) 网线、超五类、六类、七类线 – 光纤(Optical Fiber) 单模/多模,长距离、高速 – 同轴电缆(Coaxial) 早期以太网、有线电视用得多 2. 无线介质 – 无线电波(Wi‑Fi、蓝牙) – 微波(卫星通信、5G/6G) – 红外线 应用层(HTTP、DNS) → 不需要介质 HTTP 只是协议,用什么网线不管它 传输层(TCP/UDP) → 不需要介质 TCP 只管可靠传输,不关心走光纤还是网线  网络层(IP) → 不需要介质 IP 路由逻辑,不依赖物理介质 数据链路层(MAC、以太网) → 不需要介质 以太网是帧格式,不关心走双绞线还是光纤 只有物理层真正“触达介质”。

计算机这些协议是怎么运作的呢? 1. 协议到底是什么?(本质) 协议就是: – 数据长什么样(格式) – 先发什么、后发什么(顺序)e.g.TCP发送的时序关系。 – 出问题怎么办(规则) 比如 TCP 协议: – 格式:必须有源端口、目的端口、序号、确认号 – 顺序:三次握手 → 传数据 → 四次挥手 – 规则:丢包重传、乱序重组 没有协议,设备之间就是“鸡同鸭讲”。 以你打开网页(HTTP)为例,全程 5 步: 第1步:应用层(HTTP)打包内容 你输入网址 → 浏览器生成 HTTP 请求: GET /index.html HTTP/1.1 Host: www.baidu.com 这就是应用层协议。 第2步:传输层(TCP)加端口、保证可靠 TCP 给 HTTP 数据加头: – 源端口(你的电脑) – 目的端口(80) – 序号(防止乱序) – 确认号(确认收到) TCP 做:三次握手、丢包重传、流量控制。 第3步:网络层(IP)加地址、找路 IP 给 TCP 包加头: – 源 IP(你的电脑) – 目的 IP(百度服务器) 路由器只看 IP 头,负责转发、路由、寻址。 第4步:数据链路层(以太网)加MAC、局域网传输 以太网加头: – 源 MAC(你的网卡) – 目的 MAC(下一跳路由器) 交换机只看 MAC,负责局域网内转发。 第5步:物理层(电信号)发送 把数据包变成 0/1 电信号,通过网线发出去。

【Q3】那路由器有啥用?

路由器到底干啥?(3 个核心功能) 1. 跨网段转发(最核心) – 电脑、手机都在局域网(内网) – 外网(互联网)是无数个别的网段 – 路由器唯一能跨网段转发数据包 交换机只能在同一个局域网里转发,不能跨网段。 一句话: 没有路由器,你只能和家里的设备通信,上不了互联网。

【Q4】路由器要插网线咩?

情况1:普通家用路由器(99%的人) 必须插网线! 家里的宽带是从运营商(电信/移动/联通)拉一根光纤到你家,接在光猫上。 你必须用网线把 光猫的网口 接到 路由器的 WAN 口。 – 插法: 1. 运营商光纤 -> 光猫(光纤口) 2. 光猫(网口) -> 路由器(WAN 口) 3. 电脑/电视 -> 路由器(LAN 口) 为什么? 因为路由器需要通过 WAN 口获取公网 IP(NAT 转换),没有这根网线,它连不上互联网。 情况2:无线路由器(Wi-Fi) WAN 口插网线,LAN 口插设备,手机连 Wi-Fi。 路由器核心功能是把有线信号转换成无线信号。 – 网线:负责连接外网(光猫)和连接电脑/电视。 – Wi-Fi:负责手机、平板、笔记本无线上网。 情况3:光猫自带路由功能(一体机) 通常不需要额外买路由器,但依然有“网线”需求。 现在很多新安装的宽带,光猫本身已经集成了路由和 Wi-Fi 功能。 – 如果只上网: 直接把网线插光猫网口,或者连光猫自带 Wi-Fi,不需要额外路由器。 – 如果信号不好/设备多: 你买的路由器通常是“无线AP”模式,这时不需要插 WAN 口网线,只需要插 LAN 口当做交换机用。 情况4:企业级/高端路由器(少见) – 光口/电口: 插光纤或网线。 – 业务口: 插不同部门的网线。

【Q5】不是说除了物理层都是软件层面的协议吗,那路由器用来干啥的呢?

路由器是用来解析和封装网络层协议的,一般的主机解决不了,实质上路由器 = 运行网络层协议的专用计算机。给出数据传输的计网全流程?

一、发送方:从应用层到物理层(层层打包)

第1步:应用层(HTTP)生成请求你在浏览器输入 www.baidu.com → 浏览器生成 HTTP 请求:这一步负责:你要“说什么”。第2步:传输层(TCP)加端口、保证可靠TCP 加上头信息:- 源端口(随机,如 54321)

– 目的端口(80 或 443)

– 序号(防乱序)

– 确认号(确认收到)然后 TCP 会做:- 三次握手建立连接

– 分段数据

– 丢包重传

– 流量控制这一步负责:可靠传输 + 端口区分。第3步:网络层(IP)加 IP 头、寻址IP 加上头信息:- 源 IP(你的设备)

– 目的 IP(百度服务器的 IP,比如 180.101.50.242)IP 负责:- 寻址

– 路由选择

– 跨网段转发这一步负责:找目的地 + 规划路线。第4步:数据链路层(以太网)加 MAC 头数据链路层给 IP 包加上 MAC 头:- 源 MAC(你的网卡)

– 目的 MAC(下一跳路由器的 MAC)然后生成以太网帧。这一步负责:局域网内传递 + MAC 地址转发。第5步:物理层(PHY)转成电信号、发出物理层把帧转换成:- 电信号(网线)

– 光信号(光纤)

– 无线电波(Wi‑Fi)这一步负责:真正发送比特流 0/1。到这里,数据包从你的设备出发了。二、网络中间设备:路由器、交换机如何处理第1步:交换机(局域网内)交换机只看 MAC 头。- 取出目的 MAC

– 查表

– 转发到正确端口它只在局域网内跑。第2步:路由器(跨网转发)路由器看 IP 头:- 目的 IP

– 查路由表

– 决定下一跳

– 更换 MAC(源 MAC、目的 MAC 重新写)

– 转发到下一个网段路由器负责:- 跨网段转发

– 找路

– NAT(内网IP→外网IP)三、到达目标服务器:层层解封装第1步:物理层信号 → 0/1 比特

→ 传给数据链路层。第2步:数据链路层去掉 MAC 头

→ 取出 IP 包

→ 传给网络层。第3步:网络层去掉 IP 头

→ 取出 TCP 段

→ 传给传输层。

第4步:传输层(TCP)

– 校验序号

– 重组乱序数据

– 确认收到数据

→ 取出应用层数据

→ 传给应用层。

第5步:应用层(HTTP)

解析 HTTP 响应,生成网页内容

→ 浏览器渲染,你看到百度页面。

【Q6】如何搭建一个属于自己的网址?

二、完整搭建流程(4 步搞定)1. 买域名(网址名字)域名就是你的“门牌号”。去哪里买:- 阿里云(万网)

– 腾讯云

– 华为云买什么后缀:

– .com (最通用、最贵)

– .cn (国内)

– .top / .xyz (便宜,几块钱一年)操作:1. 打开阿里云 → 域名注册

2. 搜你想要的名字(如 zhangsan.com )

3. 能买就下单(一年几十块)

4. 必须实名认证(国内强制)2. 买服务器(放网页的地方)服务器就是你的“房子”,用来放网页文件。小白推荐:虚拟主机 / 轻量应用服务器- 便宜(一年 100 左右)

– 不用配置环境去哪里买:- 阿里云轻量应用服务器

– 腾讯云轻量应用服务器买完后你会得到:- IP 地址(如 123.123.123.123 )

– 账号密码(登录用)3. 域名解析(把域名指向服务器)这一步是“把门牌号绑到房子上”。操作:1. 进入域名控制台

2. 添加解析记录

3. 记录类型:A记录

4. 主机记录:www

5. 记录值:填你的服务器IP

6. 保存等待 10 分钟生效。4. 上传网页(最简单的页面)你只需要一个最简单的 index.html :上传方法:- 用 FileZilla(免费FTP工具)

– 连接服务器

– 把 index.html 传到 wwwroot 目录完成!离线环境下的前端网址创建呢?

离线环境下,真正像网站一样用 http://localhost 访问。方法1:Python 自带服务器(最稳、无需安装)几乎所有电脑都有 Python(没有就装一个,很小)打开命令行,进入你的网站文件夹:然后浏览器访问:

http://localhost:8080✅ 完全离线

✅ 支持所有前端:HTML/CSS/JS/Vue/React

✅ 局域网内手机也能访问(用本机 IP)方法2:Node.js + http-server(前端最常用)安装:运行:访问: http://localhost:8080方法3:VSCode Live Server(一键启动)在 VSCode 装插件 Live Server

右键 index.html → Open with Live Server

自动打开 http://127.0.0.1:5500

【Q7】通过POST和GET请求从前端拿到数据,通过啥把数据传到前端?

2. 完整交互流程(最关键)前端发请求(GET/POST)- GET:数据放 URL( ?name=xxx&age=xxx )

– POST:数据放 请求体(body,JSON/表单)后端接收- 解析 URL 或 body

– 处理逻辑(查数据库、计算)后端返回数据(核心)- 把结果放进 HTTP 响应体(Response)

– 一般是 JSON

– 状态码 200 = 成功前端接收响应-

【Q8】拿到 JSON,渲染页面所以说影响网速和质量的只有物理层信息损失?

完全不是。

这是一个非常经典、非常容易误解的结论。一句话直接戳破:

网速和质量,物理层只是“下限”,上层协议(传输层、网络层、应用层)才是“上限”。下面用最直白、最工程化、最硬核的逻辑讲清楚(不废话、不绕弯)。1. 物理层:决定“理论最大速度”(下限)物理层(网线、光纤、Wi‑Fi、信号)决定:- 每秒能传多少比特(带宽)

– 信号会不会丢、会不会干扰(误码率)比如:- 百兆网线:理论最大 100Mbps

– 千兆网线:理论最大 1000Mbps

– 5G:理论 1Gbps+物理层决定:你最多能跑多快。

但现实中,你永远跑不到理论值。2. 真正拖慢网速的,全是上层协议(重点)90% 的卡顿、延迟、丢包、慢,都来自 传输层、网络层、应用层。下面给你最关键的 4 个“限速元凶”:(1)传输层(TCP):拥塞控制、重传、滑动窗口TCP 为了保证可靠,会做:- 丢包就重传(一丢就慢)

– 网络拥堵就主动降速(拥塞控制)

– 滑动窗口太小 → 吞吐量低哪怕物理层 1000M,TCP 也能把你压到 10K。(2)网络层(IP):路由拥堵、NAT、转发延迟- 路由器排队(队列满 → 丢包 → 慢)

– 跨运营商(电信→联通)转发慢

– NAT 转换消耗物理层再好,路由堵车照样慢。(3)应用层(HTTP/HTTPS):握手、并发、压缩- HTTPS 多次 TLS 握手(延迟高)

– 服务器处理慢(CPU 忙)

– 数据没压缩(体积大)光纤再快,服务器卡,你还是慢。(4)数据链路层:MAC 冲突、重传Wi‑Fi 环境下尤其明显:- 多人抢信道 → 冲突 → 重传 → 慢3. 最直观比喻(秒懂)把网络传输比作 高速公路跑车:- 物理层 = 公路质量(柏油路/泥路、几车道)

泥路肯定慢,但柏油路也会堵车。

– 传输层 TCP = 司机驾驶习惯

司机胆小、频繁刹车、遇到事故就停很久 → 车再快也慢。

– 网络层 = 交通调度、收费站

收费站排队、路线绕远 → 速度上不去。

– 应用层 = 货物装卸

装货慢、卸货慢 → 全程慢。

公路(物理层)好,不代表你跑得快。

司机、调度、装卸(上层)才是关键。

4. 最终结论(硬核、准确)

1. 物理层决定理论上限(能不能跑快)

2. 上层协议决定实际速度(会不会跑快)

3现实中 90% 网速问题来自上层,不是物理层

物理层是“路”,上层是“交通系统”。

路再好,交通系统烂,照样堵死。

一句话记住:

物理层管“能不能传”,上层管“传得快不快、稳不稳”。

由校园网的设计思路,提问VLAN虚拟局域网技术:

https://www.doubao.com/thread/ac6207cc640c6

https://www.doubao.com/thread/aa8bd071b4256

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