应用层

一、域名系统

        域名系统(Domain Name System, DNS)是因特网使用的命名系统，用来把便于人们记忆的具有特定含义的主机名(如www.xxx.com)转换为便于机器处理的IP地址。相对于IP地址，人们更喜欢使用具有特定含义的字符串来标识因特网上的计算机。值得注意的是，DNS系统采用客户/服务器模型，其协议运行在UDP之上，使用53号端口。

1.层次域名空间

域名空间的树状结构：

2.域名服务器

        DNS使用了大量的域名服务器，它们以层次方式组织。没有一台域名服务器具有因特网上所有主机的映射，相反，该映射分布在所有的DNS上。采用分布式设计的DNS，是一个在因特网上实现分布式数据库的精彩范例。主要有4种类型的域名服务器。

1. 根域名服务器
2. 顶级域名服务器
3. 权限域名服务器
4. 本地域名服务器

DNS的层次结构如图：

3.域名解析过程

        域名解析是指把域名映射成为IP地址或把IP地址映射成域名的过程。前者称为正向解析,后者称为反向解析。当客户端需要域名解析时，通过本机的DNS客户端构造一个DNS请求报文，以UDP数据报方式发往本地域名服务器。域名解析有两种方式:递归查询和递归与迭代相结合的查询。递归查询的过程如下图所示， 由于该方法给根域名服务造成的负载过大，所以在实际中几乎不使用。

常用递归与迭代相结合的查询方式如图所示，该方式分为两个部分。

1. 主机向本地域名服务器的查询采用的是递归查询
2. 本地域名服务器向根域名服务器的查询采用迭代查询

二、文件传输协议FTP

        文件传输协议(File Transfer Protocol, FTP)是因特网上使用得最广泛的文件传输协议。FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限。它屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中的任意计算机之间传送文件。

        FTP采用客户/服务器的工作方式，它使用TCP可靠的传输服务。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成:一个主进程，负责接收新的请求;另外有若干从属进程，负责处理单个请求。其工作步骤如下:

1. 打开熟知端口21 (控制端口)，使客户进程能够连接上。
2. 等待客户进程发连接请求。
3. 启动从属进程来处理客户进程发来的请求。主进程与从属进程并发执行，从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止。
4. 回到等待状态，继续接收其他客户进程的请求。

        FTP在工作时使用两个并行的TCP连接:一个是控制连接(端口号21)，一个是数据连接(端口号20)。使用两个不同的端口号可使协议更加简单和更容易实现。

三、电子邮件协议

        一个电子邮件系统由三部分组成：用户代理、邮件服务器以及邮件协议。邮件协议包含发送协议和读取协议，发送协议常用 SMTP，读取协议常用 POP3 和 IMAP。

1.SMTP

        简单邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocol, SMTP) 是一-种提供可 靠且有效的电子邮件传输的协议，它控制两个相互通信的SMTP进程交换信息。由于SMTP使用客户/服务器方式，因此负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户,而负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器。SMTP用的是TCP连接，端口号为25。

2.POP3

        邮局协议(Post Office Protocol, POP)是一个非常简单但功能有限的邮件读取协议，现在使用的是它的第3个版本POP3。POP3采用的是“拉”(Pull)的通信方式，当用户读取邮件时，用户代理向邮件服务器发出请求，“拉”取用户邮箱中的邮件。POP也使用客户/服务器的工作方式，在传输层使用TCP，端口号为110。接收方的用户代理上必须运行POP客户程序，而接收方的邮件服务器上则运行POP服务器程序。POP有两种工作方式:“下载并保留”和“下载并删除”。在“下载并保留”方式下，用户从邮件服务器上读取邮件后，邮件依然会保存在邮件服务器上，用户可再次从服务器上读取该邮件;而使用“下载并删除”方式时，邮件一旦被读取，就被从邮件服务器上删除，用户不能再次从服务器上读取。

3.IMAP

        因特网报文存取协议(IMAP)， 它比POP复杂得多，IMAP为用户提供了创建文件夹、在不同文件夹之间移动邮件及在远程文件夹中查询邮件的命令，为此IMAP服务器维护了会话用户的状态信息。IMAP的另一特性是允许用户代理只获取报文的某些部分，例如可以只读取一个报文的首部,或一个多部分MIME报文的一部分。这非常适用于低带宽的情况，用户可能并不想取回邮箱中的所有邮件，尤其是包含很多音频或视频的大邮件。