什么是互联网基础？
互联网基础指的是支撑全球网络互通的底层技术与标准，包括物理层的光纤、卫星链路，数据链路层的以太网、Wi-Fi，网络层的IP协议，以及传输层的TCP/UDP。这些层级共同构成“协议栈”，让不同厂商的设备可以无缝对话。
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网络协议有哪些？一张图看懂核心成员
网络协议数量庞大，但日常最常接触的可归纳为四大类：
- TCP/IP：面向连接的可靠传输，网页、邮件、文件传输都靠它。
- UDP：无连接、低延迟，视频会议、在线游戏首选。
- HTTP/HTTPS：Web世界的语言，HTTPS在HTTP之上加入TLS加密。
- DNS：把人类可读的域名翻译成机器可读的IP地址。
互联网应用研究为何离不开协议分析？
自问：为什么研究短视频卡顿，要先抓包看TCP重传？
自答：因为重传率高意味着丢包，而丢包往往与拥塞控制算法或链路质量相关。通过协议层面的分析，才能精准定位是服务器出口带宽不足，还是用户侧Wi-Fi干扰。
IPv4与IPv6：地址危机与升级路径
IPv4地址已枯竭，IPv6拥有3.4×10³⁸个地址，但迁移并非一蹴而就。
- 双栈部署：同一台主机同时运行IPv4/IPv6，逐步过渡。
- NAT64+DNS64：让纯IPv6客户端访问IPv4服务器。
- 应用层检测：优先使用IPv6，失败再回落IPv4，提升体验。
从HTTP/1.1到HTTP/3：性能提升的幕后推手
HTTP/1.1的队头阻塞让浏览器只能串行请求；HTTP/2的多路复用解决阻塞，却仍跑在TCP之上，一次丢包影响所有流；HTTP/3直接换成基于UDP的QUIC协议，把传输层与加密握手合二为一，0-RTT建链让首包延迟降低30%以上。
DNS安全：从劫持到DoH/DoT
传统DNS使用UDP 53端口，明文传输易被中间人篡改。
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- DoH（DNS over HTTPS）：把DNS查询封装进HTTPS，绕过运营商劫持。
- DoT（DNS over TLS）：在853端口建立TLS隧道，减少解析时延。
- 本地缓存+预取：浏览器提前解析常用域名，降低首屏时间。
CDN如何借助协议优化全球加速？
CDN节点通过Anycast IP把用户请求导向最近机房，再配合：
- TCP Fast Open：省去三次握手往返，节省1 RTT。
- Brotli压缩：比Gzip再省20%体积，提升移动端体验。
- HTTP/3+0-RTT：首次访问即可复用之前会话密钥，降低延迟。
物联网场景下的轻量级协议
设备内存只有几十KB，传统TCP太重，于是出现：
- MQTT：发布/订阅模型，遗嘱消息保证离线通知。
- CoAP：类似REST的UDP版，4字节头部极致精简。
- LwM2M：运行在CoAP之上，支持固件远程升级。
未来展望：协议与AI协同优化网络
谷歌正在试验的TCP-BBR v3把强化学习引入拥塞控制，根据实时带宽与RTT动态调整发送速率；微软的QUIC-AI项目则通过预测用户网络切换，提前建立新链路，减少移动场景下的卡顿率。协议不再是一成不变的“规则手册”，而是自适应、可演化的智能体。
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