计算机网络--应用层

一.域名系统和DNS概述

许多应用层软件经常使用域名系统DNS，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并且使用分布式的域名系统DNS。
名字到域名的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器在专设的结点上运行,运行该程序的机器称为域名服务器。
2.因特网的域名结构
因特网采用了层次树状结构的命名方法。
任何一个连接在因特网上的主机或路由器都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开。
顶级域名 TLD
国家顶级域名 nTLD：如： .cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国
国际顶级域名 iTLD： 采用.int 国际性的组织可以在.int下注册
通用顶级域名 gTLD： 最早的顶级域名是 .com表示公司企业
.net 表示网络服务机构 .org 表示非赢利组织

二级域名 inhe baidu 自己花钱买注册的。
三级域名 www mail ftp 跟不同服务相关的。
3.域名服务器
因特网允许各个单位根据具体情况将本单位的域名划分为若干个域名服务器管辖区，并在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。
(1)根域名服务器：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)顶级域名服务器：这些域名服务器负责管理在该项顶级域名服务器注册的所有二级域名(二级服务器)
(3)权限域名服务器：负责一个区的域名服务器。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，下面应当找哪个权限域名服务器。
(4)本地域名服务器：直连的服务器

递归查询

二、文件传输协议

FTP概述
网络环境中的一项基本应用就是将文件从一台计算机中复制到另一台可能相距离很远的计算机中。
FTP特点
文件传输协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务，它使用TCP可靠的运输服务。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。FTP使用客户服务器方式，一个FTP服务器进程可以同时为多个客户进程提供服务。FTP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。
主进程的工作步骤
打开熟知端口，使客户进程能够连接上
等待客户过程发出连接请求
启动从属进程来处理客户进程发来的请求，从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止。但从属进程在运行过程期间根据需要还可能创建其一些子进程。
回到等待状态，继续接受其他客户过程发来的请求，主进程与从属进程的处理是并发地进行。
两个链接
控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件、
两个不同的端口号
当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号，用于建立数据传送连接。

由于FTP使用了两个不同的端口号，所以连接与控制连接不会发生混乱。
使用两个独立的连接的主要好处就是使协议更加简单和更容易实现。在传输文件时还可以利用控制连接。

简单文件传送协议TFTP
TCP/IP协议族中还有一个简单文件传送协议TFTP，它是一个很小且易于实现的文件传送协议。
TFTP的特点
(1)每次传送的数据PDU中有512字节的数据，但最后一次可不足512字节
(2)数据PDU也称为文件块，每个块按序编号，从1开始
(3)支持ASCII码或二进制传送
(4)可对文件进行读或写
(5)使用很简单的首部
TFTP工作原理
发送一个文件块就等待对方确认，确认时应指明所确认的块编号。
发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发
发送确认PDU的一方若在规定时间内收不到下一个文件块，也要重发确认PDU。这样保证文件的传送不至于因某一个数据报的丢失而传送失败。

三.HTTP协议

HTTP协议是用的最多的协议，用来访问网站的协议。使用TCP的80端口。
网站的标识有IP地址、端口和域名。因此访问网站时，为了区分不同的网站，可以使用不同的IP地址、不同的端口或不同的主机头（域名）。
同一个服务器上如果有好几个网站，这些网站如果都使用一个服务器IP地址，都使用80端口，会有冲突。解决方法一是给服务器多加几个IP地址，一个网站用一个；二是给不同网站用不同的端口号，不要都用80端口。然而这两种方式都不方便。如果服务器只有一个地址，并且端口号只想用80，那么可以在服务器设置网站的访问方式，设置成只能用域名来访问。但是用域名访问，还需要在DNS里把记录加上。目前网络上各大服务器中存储的成千上万的网站，都是用最后一种方法，用域名访问来实现的。

使用Web代理服务器访问网站
访问网站时不直接访问，而是先访问代理服务器，代理服务器去找目标网站，然后再把得到的网站返回给请求计算机。

好处：
a.节省内网访问Internet的带宽，加快上网速度。注意：别傻逼地用国外的代理上国内的网站，那得慢死！
b.通过Web代理绕过防火墙。翻墙软件就是使用国外的代理来上网的，能避免国内路由器的封锁；

如图所示，国内路由器封锁目的地址是到国外的某些网站，但是还有路由器不封锁的代理服务器，我们访问国外那些被封锁的网站只能通过代理。
c.避免追踪。如果在网上发帖子，不想让别人查到自己的地址，那就用代理在网上发帖子。ISP那边的记录，只能查到是代理在发帖子，查不到自己这里。
d.不用配网关（要上网的电脑和代理服务器在一个网段）、不用配DNS也能上网。
应用：在一个网段的计算机里，只要有一台计算机能上网，其他计算机就可以通过这台能上网的计算机上网。做法是将这台能上网的计算机设置成代理服务器，其他计算机指向它。

四.电子邮件服务

发送邮件的协议：SMTP使用TCP的25端口
读取邮件的协议：POP3 使用TCP的110端口和 IMAP使用TCP的143端口
收发邮件的过程如下：

a.发件人调用PC机中的用户代理撰写和编辑要发送的邮件。
b.发件人的用户代理把邮件用SMTP协议发给发送方邮件服务器。
c.SMTP服务器把邮件临时存放在邮件缓存队列中，等待发送。
d.发送方邮件服务器的SMTP客户与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接，然后就把邮件缓存队列中的邮件依次发送出去。
e.运行在接收方邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后，把邮件放入收件人的用户邮箱中，等待收件人进行读取。
f.收件人在打算收信时，就运行PC机中的用户代理，使用POP3（或IMAP）协议读取发送给自己的邮件。
基于万维网的电子邮件

电子邮件从 A 发送到网易邮件服务器是使用 HTTP 协议。
两个邮件服务器之间的传送使用 SMTP。
邮件从新浪邮件服务器传送到 B 是使用 HTTP 协议。

五、DHCP服务

动态主机配置协议 DHCP：负责给互联网上的计算机提供动态的IP地址。
连接到因特网的计算机都需要配置以下几个项目：
(1) IP 地址
(2) 子网掩码
(3) 默认路由器的 IP 地址即网关
(4) 域名服务器的 IP 地址

IP地址获取方式有两种，一种静态IP，一种动态IP。
静态IP是人工自己指定的，一般公司自己组建的局域网、学校机房的固定的计算机、机房服务器、互联网上的大型服务器，凡是位置固定不动的，都用静态IP地址。
动态IP地址是用DHCP服务器来分配的地址，适用于计算机位置不固定、家庭拨号上网等情况。可以避免产生IP地址冲突。
DHCP使用UDP协议工作。需要 IP 地址的主机在启动时就向DHCP 服务器广播发送发现报文，这时该主机就成为DHCP 客户。本地网络上所有主机都能收到此广播报文，但只有 DHCP 服务器才回答此广播报文。
DHCP 服务器先在其数据库中查找该计算机的配置信息。若找到，则返回找到的信息。若找不到，则从服务器的 IP 地址池(address pool)中取一个地址分配给该计算机。DHCP 服务器的回答报文叫做提供报文（DHCPOFFER）。
并不是每个网络上都有 DHCP 服务器，这样会使 DHCP服务器的数量太多。现在是每一个网络至少有一个DHCP 中继代理，它配置了 DHCP 服务器的 IP 地址信息。
当 DHCP 中继代理收到主机发送的发现报文后，就以单播方式向 DHCP 服务器转发此报文，并等待其回答。收到 DHCP 服务器回答的提供报文后，DHCP 中继代理再将此提供报文发回给主机。

应用层是最靠近用户的一层，主要是针对特殊的应用并展开服务。

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