常用的应用层网络协议对比

概述

对比概述

通信模式 ：

• WSS/WS ：全双工，适合实时交互 。
• HTTP/HTTPS ：请求-响应，适合单向数据获取 。
• MQTT/CoAP ：发布/订阅或观察模式，适合异步消息传递 。

加密性 ：

• WSS/MQTT/CoAP/gRPC ：支持 TLS/DTLS 加密，保障安全性 。
• WS/HTTP ：无加密，需依赖其他机制 。

适用网络 ：

• CoAP ：基于 UDP，适合低功耗、不可靠网络 。
• 其他协议 ：基于 TCP 或 HTTP/2，适合稳定网络环境 。

场景选择 ：

• 实时双向通信：WebSocket/WSS（安全）
• 物联网设备 ：MQTT（高可靠性）或 CoAP（低功耗）
• 微服务架构 ：gRPC（高效流式通信）
• 网页访问或 API 调用：HTTP/HTTPS（安全）
• 异步消息队列：MQTT

1. WebSocket / WSS 协议

定义：

• WSS （WebSocket over SSL/TLS）是 WebSocket 协议的安全版本。
• 使用端口：通常是 443（与 HTTPS 共享）或自定义端口。
• 基于 TCP 协议。
• 在建立连接时通过 HTTP Upgrade 请求切换到 WebSocket 协议。

特点：

• 全双工通信 ：客户端和服务器可以同时发送数据。
• 持久连接 ：连接一旦建立就不会断开，除非主动关闭。
• 低延迟 ：适用于实时通信。
• 加密传输 ：通过 TLS/SSL 实现数据安全。
• 跨域支持良好 ：适合 Web 应用。

使用场景：

• 实时聊天应用
• 股票行情推送
• 在线游戏
• 即时通知系统
• 实时协作工具（如在线文档编辑）

2. HTTP / HTTPS

定义：

• HTTP ：超文本传输协议，无加密。
• HTTPS ：HTTP + TLS/SSL 加密，保证数据安全。

特点：

• 请求-响应模型 ：客户端发起请求，服务器响应。
• 无状态 ：每次请求都是独立的。
• 广泛兼容性好 ，几乎所有的 Web 流量都走这个协议。
• 安全性强（HTTPS）

使用场景：

• Web 页面加载
• API 接口调用（RESTful）
• 表单提交
• 文件下载上传

3 . MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）

定义：
一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，专为低带宽、高延迟、不可靠网络设计。

特点：

• 轻量级 ：适合嵌入式设备和物联网。
• QoS 支持 ：提供三种服务质量等级。
• 异步通信 ：基于主题的消息发布与订阅机制。
• 持久化连接
• 支持 TLS 加密

使用场景：

• 物联网设备通信
• 智能家居
• 工业自动化
• 远程传感器监控

4. gRPC

定义：
Google 开发的高性能远程过程调用（RPC）框架，使用 HTTP/2 和 Protocol Buffers。

特点：

• 高效的二进制序列化格式（Protobuf）
• 支持多语言
• 支持四种通信方式 ：
  • Unary RPC
  • Server Streaming
  • Client Streaming
  • Bidirectional Streaming
• 基于 HTTP/2
• 支持 TLS 加密

使用场景：

• 微服务间通信
• 内部系统 API 调用
• 高性能分布式系统
• 移动端与后端通信

5. CoAP（Constrained Application Protocol）

定义：
专为受限设备和网络环境设计的应用层协议，常用于物联网。

特点：

• 基于 UDP ：减少资源消耗。
• 支持 RESTful 风格
• 低功耗
• 支持 DTLS 加密
• 适用于 IPv6 和低功耗网络

使用场景：

• 低功耗传感器网络
• 智能城市基础设施
• 医疗设备通信
• 自动抄表系统