TCP/IP 應用層協議入門：HTTP、FTP、WebSocket 一次搞懂

你有沒有想過，當你打開網頁、傳檔案、收 Email 的時候，電腦到底是怎麼「溝通」的？

其實網路通訊有一套分層架構，叫做 TCP/IP 模型，從下到上分成四層：

1. 網路存取層：處理實體線路、網卡這些硬體層面的事
2. 網際網路層：負責 IP 位址、路由，讓資料知道要送去哪
3. 傳輸層：確保資料完整送達（TCP）或快速傳輸（UDP）
4. 應用層：直接面對使用者的服務，像是網頁、Email、檔案傳輸

這篇文章要介紹的，就是最上面那層——應用層的協議。

簡單說，應用層協議就是定義「我們要怎麼用網路做某件事」的規則。瀏覽網頁有瀏覽網頁的規則（HTTP），傳檔案有傳檔案的規則（FTP），收發信有收發信的規則（SMTP、POP3）。

接下來，我會用最白話的方式，帶你認識這些常見的應用層協議。放心，不會太硬！

瀏覽網頁：HTTP 和 HTTPS

HTTP：網頁背後的功臣

每次你在瀏覽器輸入網址、逛網站，背後都是 HTTP 在幫你搬資料。

簡單說，HTTP 就是幫你把網頁從伺服器「搬」到你的電腦上顯示。

它的工作模式很單純

• 你發一個請求（我要看這個網頁）
• 伺服器回你一個回應（好，網頁給你）
• 結束，掰掰

每次都是這樣一來一回，做完就斷線。這種方式叫做「短連接」，等等會跟另一種「長連接」做比較，你就更懂了。

HTTPS：多一個 S，多一層保護

你有沒有注意過，有些網址是 http:// 開頭，有些是 https://？

多的那個 S 代表 Secure（安全），意思是資料有加密過。

打個比方

• HTTP 像是寄明信片，內容誰都能看
• HTTPS 像是寄密封信，只有收件人能打開

所以現在只要牽涉到登入、付款、個資，網站都會用 HTTPS。你看到網址旁邊有個小鎖頭，就是 HTTPS 在保護你。

延伸閱讀：HTTP 與 HTTPS 的差別：新手完整指南

遠端連線：Telnet 和 SSH

當你需要「進到別台電腦裡面操作」的時候，就需要用到遠端連線協議。就像你人在家裡，但可以遙控公司的電腦一樣。

Telnet：老派但還活著

Telnet 是很早期的遠端連線方式，在網路發展初期就存在了。

Telnet 是做什麼的？

簡單說，Telnet 讓你可以透過網路「登入」到另一台電腦，然後在上面打指令、執行程式，就像你人坐在那台電腦前面一樣。

現在還有人用嗎？

老實說，Telnet 現在幾乎被淘汰了。但在台灣，它還有一個很知名的用途——連 PTT：

telnet://ptt.cc

telnet://ptt.cc

你可以在終端機輸入：

telnet ptt.cc

telnet ptt.cc

就會連進 PTT 的文字介面，這就是 Telnet 的經典應用。

安全性問題

不過 Telnet 有個致命的缺點：完全沒加密。

你輸入的帳號、密碼、所有操作內容，都是「明文」在網路上傳輸。只要有人在中間攔截封包，就能看到你打了什麼。

這就像你在咖啡廳大聲報出自己的銀行密碼——誰都聽得到。

所以現在除了 PTT 這種特殊情況，正經的伺服器管理都已經改用 SSH 了。

SSH：工程師的日常工具

SSH 的全名是 Secure Shell，顧名思義，就是「安全的 Shell」。它是 Telnet 的安全升級版，所有傳輸內容都經過加密。

SSH 能做什麼？

• 遠端登入伺服器：連進 Linux 主機，執行指令、管理檔案
• 安全傳輸資料：透過加密通道傳檔案（SFTP、SCP）
• 建立加密隧道：讓其他服務「搭便車」走 SSH 的加密通道

什麼時候會聽到？

如果你聽到有人說：

• 「SSH 進去看一下 log」
• 「給我你的 SSH 金鑰」
• 「開一個 SSH 連線到 production」

這些都是工程師在說要遠端連進伺服器操作的意思。

實際怎麼用？

在終端機輸入：

ssh username@伺服器IP

ssh username@伺服器IP

比如說：

ssh root@192.168.1.100

ssh root@192.168.1.100

輸入密碼後，你就「進到」那台伺服器裡面了，可以開始打指令。

SSH 金鑰是什麼？

除了用密碼登入，SSH 還支援「金鑰認證」，這是更安全也更方便的方式。

原理是這樣的：

1. 你在自己電腦上產生一對金鑰：公鑰和私鑰
2. 把公鑰放到伺服器上
3. 之後連線時，伺服器會用公鑰驗證你的私鑰
4. 驗證通過就直接登入，不用再打密碼

這就像你家大門有一把特殊的鎖，只有你手上的鑰匙能打開。就算別人知道你家地址，沒有鑰匙也進不去。

為什麼 SSH 很重要？

SSH 不只是用來「連進伺服器打指令」，它建立的加密通道還可以讓其他服務搭便車：

• SFTP：透過 SSH 通道傳檔案（等等會介紹）
• SCP：用 SSH 複製檔案到遠端
• SSH Tunnel：把其他流量包在 SSH 裡面傳輸

可以說，只要你會 SSH，很多進階的伺服器操作都會用到它。這也是為什麼我們要先介紹 SSH，後面講 SFTP 時你才知道它背後的原理。

延伸閱讀：SSH 連線是什麼？初學者必看的安全連線工具指南

傳檔案：FTP 和 SFTP

FTP：專門搬檔案的搬運工

如果你需要把檔案傳到遠端的伺服器（比如上傳網站檔案），FTP 就是你的好幫手。

FTP 的全名是 File Transfer Protocol（檔案傳輸協議），顧名思義，它就是專門設計來「搬檔案」的。

什麼時候會用到 FTP？

• 架設網站：把你寫好的 HTML、CSS、圖片上傳到虛擬主機
• 學校空間：大學計算機中心通常會給學生一個個人網頁空間，你就是用 FTP 把東西傳上去
• 公司內部：有些企業會架設 FTP 伺服器，讓員工上傳下載大型檔案

常用工具

最常用的軟體叫 FileZilla，免費又好用，介面很直覺，拖拉就能上傳下載。

使用方式很簡單：

1. 輸入 FTP 伺服器的位址、帳號、密碼
2. 連線成功後，左邊是你的電腦，右邊是遠端伺服器
3. 把檔案從左邊拖到右邊，就上傳了

FTP 跟雲端硬碟差在哪？

你可能會想：「我用 Google Drive、Dropbox 不是也能傳檔案嗎？為什麼還要 FTP？」

這是個好問題！兩者的定位其實不太一樣：

簡單來說

• 雲端硬碟：像是租一個現成的倉庫，方便你放東西、跟朋友分享
• FTP：像是你有一台自己的貨車，可以把東西搬到任何你有權限進入的倉庫

如果你只是要備份照片、分享文件給朋友，用雲端硬碟就夠了。但如果你要「把檔案部署到伺服器上」，像是上傳網站、更新主機內容，FTP 才是正確的工具。

SFTP：加密版的 FTP

跟 HTTPS 的概念一樣，SFTP 就是 FTP 加上加密。

為什麼需要加密？

傳統的 FTP 有個問題：你輸入的帳號密碼、傳輸的檔案內容，都是「明文」在網路上跑的。如果有人在中間攔截，就能看到所有內容。

SFTP 透過 SSH 加密通道傳輸，就算被攔截，對方看到的也只是一堆亂碼。

什麼時候該用 SFTP？

• 傳輸敏感資料（客戶資料、公司機密）
• 連線到正式的生產環境伺服器
• 任何你在乎安全性的場合

現在大部分的主機商、雲端伺服器都支援 SFTP，建議優先使用。FileZilla 也支援 SFTP，設定方式幾乎一樣，只是連線時選擇 SFTP 協議就好。

收發 Email：SMTP 和 POP3

你每天收發 Email，有沒有想過信是怎麼從你的信箱「飛」到對方的信箱的？

其實 Email 的背後有好幾種協議在分工合作，各司其職。

Email 傳輸的三大協議

SMTP：負責把信「寄出去」

SMTP 就像郵局的寄件窗口，專門負責把你寫好的信送出去。

寄信的流程是這樣的

1. 你在 Gmail 寫好一封信，按下「寄送」
2. Gmail 的 SMTP 伺服器收到你的信
3. SMTP 伺服器查詢對方的郵件伺服器在哪裡
4. 把信送到對方的郵件伺服器
5. 對方的伺服器把信存起來，等收件人來拿

SMTP 的特性

• 只負責「送」，不負責「收」
• 預設使用 Port 25（現在很多改用 587 或 465）
• 加密版本叫 SMTPS

POP3：把信「載下來」

POP3 像是你去郵局把信領回家。信件會從伺服器下載到你的電腦或手機，下載完後伺服器上的信預設會被刪除。

POP3 的特性

• 信件下載後存在本機
• 伺服器上的信通常會被移除（可設定保留）
• 適合只用一台裝置收信的人
• 預設使用 Port 110（加密版用 995）

POP3 的問題

如果你有手機、筆電、桌機三台裝置，用 POP3 會很麻煩——因為信下載到手機後，筆電和桌機就看不到了。

IMAP：信件「同步」在雲端

IMAP 解決了 POP3 的問題。它不會把信載下來，而是讓你的裝置跟伺服器「同步」。

IMAP 的特性

• 信件保留在伺服器上
• 所有裝置看到的信件狀態一致（已讀、未讀、資料夾）
• 適合多裝置使用者
• 預設使用 Port 143（加密版用 993）

現在主流是 IMAP

你用的 Gmail、Outlook、Yahoo Mail，背後幾乎都是用 IMAP 在同步。這也是為什麼你在手機上讀過的信，電腦打開也會顯示已讀。

用比喻總結一下

一封信的完整旅程

假設你用 Gmail 寄信給一個用 Yahoo 的朋友：

你 (Gmail)
    ↓ [SMTP]
Gmail 的 SMTP 伺服器
    ↓ [SMTP]
Yahoo 的郵件伺服器（信存在這裡）
    ↓ [IMAP 或 POP3]
你朋友的手機/電腦

你 (Gmail)
    ↓ [SMTP]
Gmail 的 SMTP 伺服器
    ↓ [SMTP]
Yahoo 的郵件伺服器（信存在這裡）
    ↓ [IMAP 或 POP3]
你朋友的手機/電腦

寄出去用 SMTP，收進來用 IMAP 或 POP3，各司其職。

自己架 Email 伺服器？三思！

如果你想在公司自己架 Email 伺服器，要有心理準備——這水非常深。

技術上要處理的事

• SMTP 伺服器：處理寄信
• IMAP/POP3 伺服器：處理收信
• DNS 設定：MX 記錄要指向你的伺服器
• SSL 憑證：加密傳輸

你會遇到的麻煩事

自架郵件伺服器最大的挑戰不是「能不能寄出去」，而是「對方能不能收到」。

現在的郵件系統有很多防垃圾信機制：

如果你沒設定好這些，你的信很可能會：

• 直接進垃圾郵件匣
• 被對方伺服器拒收
• 你的 IP 被列入黑名單

其他頭痛的問題

• 退信（Bounce）怎麼處理？
• 被列入黑名單怎麼申訴解除？
• 怎麼防止別人用你的伺服器發垃圾信？
• 信件備份和災難復原怎麼做？

建議：用現成的服務

除非你有特殊需求（例如法規要求資料不能放國外），不然建議直接用：

• Google Workspace（原 G Suite）
• Microsoft 365
• Zoho Mail

這些服務幫你處理好所有複雜的事，你只要專心收發信就好。每個月幾百塊，省下來的時間和麻煩絕對值得。

即時互動：WebSocket

先搞懂：短連接 vs 長連接

還記得前面說 HTTP 是「一來一回就斷線」的短連接嗎？

WebSocket 完全不同，它是「長連接」——連上之後，通道會一直保持著，雙方可以隨時互傳資料。

用比喻來理解

想像兩個國家要運送貨物：

HTTP（短連接）

每次都要派一艘船出海，送到之後船就回來了。下次要送，再派一艘新的船。

WebSocket（長連接）

兩國之間直接挖一條運河，貨物隨時都可以雙向流通，不用每次都重新出海。

WebSocket 用在哪？

需要「即時」的地方就會用到：

常見應用場景

• 網頁遊戲（玩家動作要馬上同步）
• 線上聊天室（訊息要秒傳）
• 股票報價（價格一直在跳動）

那為什麼不是所有網站都用 WebSocket？

好問題！因為維護這條「運河」是要成本的。

每個連線都會佔用伺服器的一個「接口」，接口數量有限。如果太多人同時連，伺服器就撐不住了。

這就是「分服」的原因

這就是為什麼玩線上遊戲常常聽到：

• 「一服滿了，請換二服」
• 「伺服器爆滿」

因為一台伺服器能承載的長連接數量有限啊！

對於一般的形象網站、官網、部落格，根本不需要這種即時互動，用 HTTP 的短連接就夠了，又省資源。

延伸閱讀：新手入門：WebSocket 是什麼

WSS：加密版 WebSocket

跟前面的邏輯一樣，WSS 就是 WebSocket + 加密，比較安全。

看影片直播：RTMP 和 RTSP

當你看 YouTube 直播或 Twitch 實況，背後用的不是一般的 HTTP，而是專門的串流協議。

兩種協議的分工

• RTMP：常用於直播「推流」（把畫面送出去）
• RTSP：常用於串流「播放」（把畫面拉回來看）

為什麼要用串流協議？

這兩個協議會把影片切成一小段一小段，連續傳送，所以延遲比較低，適合即時影音。

監視器、IP Camera 通常也是用這類協議。

總結：一張表搞定

最後的小建議

給初學者的三個方向

1. 先從 HTTP 開始理解，這是最基礎的
2. 動手玩玩看，裝個 FileZilla 連 FTP、用 SSH 連遠端主機
3. 記得認明「S」，有 S 的版本通常就是有加密的安全版

網路協議聽起來很技術，但其實概念不難。只要搞懂每個協議「是用來幹嘛的」，之後遇到相關問題就不會霧煞煞了！