学习记录——应用层

所用教材为： 计算机网络（第六版） 谢希仁 编著

运输层为应用进程提供了端到端的通信服务，但不同的网络应用的应用进程之间，还需要有不同的通信规则。

因此在运输层协议之上，还需要有应用层协议。每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题。而问题的解决又必须通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的。应用进程之间的这种通信必须遵循严格的规则。应用层的具体内容就是精确定义这些通信规则。

应用层的许多协议都是基于客户-服务器方式。客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

域名系统DNS

域名系统的功能

 将域名解析为主机能使别的IP地址

因特网的域名系统

定义：

      任何一个连在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一地层次结构的名字，即域名。

域的层次

（1）“域”是名字空间中一个可被管理的划分

（2）域还可以划分为子域，子域还可以继续划分为子域的子域。这样就形成了顶级域、二级域、三级域等等。

语法

 三级域名.二级域名.顶级域名

例 mail.cctv.com

顶域名的分类：三大类

 （1）国家顶级域名

 （2）通用顶级域名

 （3）基础结构域名

域名服务器

定义：

 域名到IP地址的解析是由分布在因特网上的许多域名服务器程序共同完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，而人们也常把运行域名服务器程序的机器也成为域名服务器。

区：

一个服务器所负责管辖的范围叫做区。

每个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。

DNS服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以区为单位。区是DNS服务器实际管辖的范围。

区可能等于或小于域，但一定不可能大于域。

树状结构的DNS域名服务器

域名服务器的层次划分（四种不同类型）

因特网上的DNS域名服务器也是按照层次安排的。每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。根据域名服务器所起的作用，可以把域名服务器划分为以下四种不同的类型。

根域名服务器

（1）根域名服务器是最高层次的域名服务器，也是最重要的域名服务器

（2）所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址

（3）根域名服务器是最重要的域名服务器，因为不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析（即转换成IP地址），只要自己无法解析，就首先要求助于根域名服务器。

（4）在因特网上共有13个不同IP地址的根域名服务器，它们的名字是用一个英文字母命名，从a一直到m（前13个）

（5）在许多情况下，根域名服务器并不直接把待查询的域名直接转换成IP地址（根域名服务器也没有存放着这种信息），而是告诉本地域名服务器下一步应当找哪一个顶级域名服务器进行查询。

顶级域名服务器

（1）这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。

（2）当收到DNS查询请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一步应当找的域名服务器的IP地址）

权限域名服务器

（1）即前面讲过的负责一个区的域名服务器。

（2）当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的DNS客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器。

本地域名服务器

（1）不属于树状图所示的域名服务器层次结构，但它对域名系统非常重要

（2）当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。

（3）每一个因特网服务提供者ISP，或一个大学，甚至一个大学里的系，都可以拥有一个本地域名服务器，这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。

域名解析过程

注意：

（1）主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。

          递归查询就是：如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的IP地址，那么本地域名服务器就以DNS客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文，而不是让该主机自己进行下一步的查询。

          因此，递归查询返回的查询结果或者是所查询的IP地址，或者是报错，表示无法查询到所需的IP地址

（2）本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询。

          迭代查询的特点是：

          当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所查询的IP地址，要么告诉本地域名服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。

          然后让本地域名服务器进行后续的查询（而不是代替本地域名服务器进行后续的查询）。

          根域名服务器通常是把自己知道的顶级域名服务器的IP地址告诉本地域名服务器，让本地域名服务器再向顶级域名服务器查询。

          顶级域名服务器在收到本地域名服务器的查询请求后，要么给出要查询的IP地址，要么告诉本地域名服务器下一步应该向哪一个权限域名服务器进行查询，本地域名服务器就这样进行迭代查询。

          最后知道了所要解析的域名的IP地址，然后把这个结果返回给发起查询的主机。

本地域名服务器的高速缓存的作用

（1）可以大大减轻根域名服务器的负荷

（2）能够使因特网上的DNS查询请求和回答报文的数量大为减少。

文件传送协议FTP

FTP的基本工作原理

主要功能

   只提供文件传送的一些基本服务。它使用TCP可靠的传输服务

   减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。

工作方式

（1）采用客户服务器方式

（2）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，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。

（3）FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接：“控制连接”和“数据连接”。

        控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP客户所发出的传送请求，通过控制连接发送给服务器段的控制进程，但控制连接并不用来传送文件。

        实际用于传输文件的是“数据连接”

         服务器端的控制进程在接收到FTP客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送过程。

        数据传送进程实际完成文件的传送，在传输完毕后关闭“数据传送连接”并结束运行。由于FTP使用了一个分离的控制连接，因此FTP的控制信息是带外传送的

（4）由于FTP使用了两个不同的端口号，所以数据连接与控制连接不会发生混乱。

（5）使用两个独立连接的主要好处：使协议更加简单和更容易实现，同时在传输文件时还可以利用控制链接（例如，客户发生请求终止传输）。

万维网WWW 

一些名词的解释

 （1）统一资源定位符URL

           用于标志万维网上的各种文档

 （2）超文本传送协议HTTP 

           使万维网客户程序与万维网服务器程序之间的交互，实现万维网上的各种链接

 （3）超文本标记语言HTML

          使得万维网页面的设计者可以很方便地用链接从本页面的某处链接到以太网的任何一个万维网页面，并且能够在自己的主机屏幕上将这些页面显示粗来。

万维网的信息检索系统（搜索引擎）

全文检索搜索

特点

 （1）是一种纯技术型的检索工具

 （2）它的工作原理是通过搜索软件到因特网上的各网站收集信息，找到一个网站后可以从这个网站再链接到另一个网站，像蜘蛛爬行一样。然后按照一定的规则建立一个很大的在线数据库共用户查询。用户在查询时只要输入关键词，就从已经建立的索引数据库上进行查询（并不是实时地在因特网上检索到的信息）。

举例

谷歌

中文——百度

分类目录搜索

特点

（1）并不采集网站的任何信息

（2）利用各网站向搜索引擎提交的网站信息时填写的关键词和网站描述等信息，经过人工审核编辑后，如果认为符合网站登录的条件，则输入到分类目录的数据库中，供网上用户查询。因此，分类目录检索也叫做分类网站检索。

举例

雅虎中国

新浪

网易

电子邮件

电子邮件系统的组成（三部分）

用户代理UA，又称电子邮件客户端软件

功能：（至少这四个）

           （1）撰写

           （2）显示

           （3）处理

           （4）通信

邮件服务器

邮件服务器按照客户服务器方式工作。

需要使用两种不同的协议。

一种用于用户代理向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件，如SMTP，

另一种协议用于用户代理从邮件服务器读取邮件，如邮局协议POP3

邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）

简单邮件传送协议SMTP

主要特点：

（1）规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息

（2）SMTP使用客户-服务器方式

          负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户

          负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器

SMTP通信的三个阶段：

（1）连接建立：连接是在发送主句的SMTP客户和接收主机的SMTP服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器。

（2）邮件传送

（3）连接释放：邮件发送完毕或，SMTP应释放TCP连接。

邮局协议版本3（POP3）

特点：

非常简单，但功能有限

POP3协议：

只要用户从POP服务器读取了邮件，POP服务器就把该邮件删除。

工作过程：

POP使用客户-服务器的工作方式。在接收邮件的用户PC中的用户代理必须运行POP客户程序，而在收件人所连接的ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序。POP服务器只有在用户输入鉴别信息（用户名和口令）后，才允许对邮箱进行读取。

IMAP协议：

特点：用户在自己的PC上就可以操纵邮件服务器的邮箱，就像在本地操作一样，因此IMAP是一个联机协议。

IMAP和POP的区别

POP是一个脱机协议，所有对邮件的处理都在用户的PC机上进行

IMAP是一个联机协议，用户可以操纵ISP的邮件服务器的邮箱。

通用因特网邮件扩充MIME

产生原因

（1）SMTP的局限性

          1、SMTP不能传送可执行文件或其他的二进制对象

          2、SMTP限于传送7位的ASCII码

          3、SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件

          4、某些SMTP的实现并没有完全按照SMTP的因特网标准

（2）没有改动或取代SMTP

          继续使用原来的邮件格式，但增加了邮件主题的结构，并定义了传送非ASCII码的编码规则。

三部分内容

（1）5个新的邮件首部字段

（2）定义了许多邮件内容的格式

（3）定义了传送编码

动态配置主机协议DHCP

简单网络管理SNMP