计算机网络-应用层

2023-11-16

1.概述

定义：为应用进程的通信提供服务

主要功能：

文件传输、访问和管理
电子邮件
虚拟终端
查询服务和远程作业登录

重要协议：

FTP
SMTP、POP3
HTTP
DNS

应用层的两种模型

客户服务器模型（C/S）
P2P模型（Peer to Peer）- 对等模型

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客户服务器模型主要应用：Web、文件传输FTP、远程登录（TELNET），电子邮件

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-53TARfUx-1650722870503)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418130222919.png)]$

P2P模型：

点对点直接通信
可扩展性好
网络健壮性好
IP地址不定
每个主机也能作为服务器使用

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3xIfmb6h-1650722870504)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418130250151.png)]$

2.DNS

1.域名

多级域名：

顶级域名
- 国家顶级域名 cn、us等
- 通用定义域名 edu（教育机构）、org（非营利性组织）、net（网络机构）、gov（政府部门）、mil（军事部门）、com（商业组织）、int（国际组织）等
- 基础结构域名/反向域名 arpa
二级域名
- 类别域名 ac、com、org、edu等（可以是通用顶级域名）e.g www.xxx.com.cn->表示中国的某个商业组织
- 行政区域名用于我国的省份、直辖市、自治区等，bj、tw等 e.g www.xxx.edu.tw.cn ->表示中国台湾的某个教育机构
三级域名
四级域名
…

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2.域名服务器

每一个域名服务器都存放了在该类别域名下注册的IP地址

例如：根域名服务器存放的是各个顶级域名服务器的IP地址，而顶级域名服务器存放的是在某个顶级域名下注册的所有的对应的二级域名的IP地址。

根域名服务器：管理顶级域名

顶级域名服务器：管理各顶级域名下的二级域名

…

本地域名服务器：当主机发出DNS查询请求，这个查询请求报文首先发送给本地域名服务器。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-t7KPdGcP-1650722870505)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418131319686.png)]$

3.域名解析过程

DNS实质上就是实现域名到IP地址的解析（映射）

1.递归方法

根据所查找的域名从根域名与服务器自上而下进行域名的查找

2.迭代方法

用本地域名服务器进行查找，通过根域名服务器返回的信息，本地域名服务器进入下一级的域名服务器进行查找

==高速缓存:==每次查找了一个域名就会将对应的域名放入高速缓存，下一次查找的时候先在高速缓存中查找

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-imGXmtKg-1650722870506)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418131812099.png)]$

3.FTP

1.概述及功能

提供不同种类主机系统（硬、软件体系系统都不一致）之间的文件传输能力

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FaC0Nmhj-1650722870506)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418131900124.png)]$

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SRb692yS-1650722870508)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418131906898.png)]$

2.工作原理

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eS6NrTNj-1650722870508)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418131913115.png)]$

3.传输模式

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dJMDE5pM-1650722870509)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132012922.png)]$

4.电子邮件

1.格式

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dNgQsnZG-1650722870510)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132043902.png)]$

2.组成结构

用户代理：电子邮件客户端软件，用于撰写、显示、处理、通信。比如Outlook。

邮件服务器：发送&接受邮件、向发件人报告邮件传送结果

协议：

发送：SMTP
接受：POP3、IMAP

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cANHLwFN-1650722870510)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132114821.png)]$

3.发送邮件协议

1.SMTP

规定了两个SMTP进程如何交换信息，规定了14条命令和（几个字母）和21种应答信息（三位数字代码+简单文字说明）

TCP连接、端口号25，C/S模型

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-az6NAeq0-1650722870511)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132445923.png)]$

通信三个阶段

连接建立：SMTP若有能力接受信息，则回答“250 OK”

邮件发送

连接释放：SMTP客户端发送QUIT命令，SMTP服务器返回“221”，表示同意释放连接

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0cNEy4cW-1650722870511)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132507283.png)]$

缺点

不能传送可执行文件或其他二进制对象
仅限于传送7位ASCII码，不能传送其他非英语国家的文字
SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件

2.MIME

相比较SMTP而言

可以通过因特网邮件扩充MIME
使电子邮件系统可以支持声音、图像、视频、多种国家语言

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-kDAhn7iY-1650722870512)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132703656.png)]$

4.接收邮件协议

1.POP3

TCP连接、端口号110，C/S模型

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4E9TNKwr-1650722870512)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132805014.png)]$

2.IMAP

比POP3协议复杂，用户可以直接看到邮箱的首部，只有当用户需要打开某个邮件时，该邮件才会上传到用户的计算机上

可以让用户在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读处邮件，还允许只读邮件中的一部分正文（先看正文，有WIFI的时候才下载附件）

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-86zeUm4R-1650722870513)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418132903424.png)]$

5.基于万维网的电子邮件

直接在网页上进行某邮件系统的官网，无需借助软件，更加方便,比如人们现在直接通过QQ进行QQ邮箱进行电子邮件的相关操作，不需要下载单独的软件。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xSFb87ky-1650722870514)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418133040459.png)]$

5.万维网&HTTP

1.万维网

URL（统一资源定位器）

一般形式：<协议>://<主机>:<端口>/<路径>(URL不区分大小写)

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J3VricuD-1650722870514)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418134635386.png)]$

2.HTTP

1.概述

定义了如何向服务器发送请求，以及服务器如何响应请求

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-U2YswaUk-1650722870514)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418134751786.png)]$

2.特点

HTTP协议无状态，导致站点没有记忆，用户的每一次访问站点都相当于第一次访问站点

cookie->站点拥有记忆性，能够存储用户的访问记录，访问过的用户进行非首次访问时网站就会针对性提供内容

HTTP虽然是在运行TCP之上的协议，但HTTP本身并无连接性，也就是在交换信息的时候无需实现建立连接（三次握手）

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dO39jGz5-1650722870515)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418134849576.png)]$

3.连接方式

非持久连接：每次发送信息的时候都要先建立连接

持久连接：首次发送信息后，后续的信息交换无需建立连接

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HehT3N99-1650722870515)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418135229742.png)]$

4.报文结构

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$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HmYoEAil-1650722870516)(C:\Users\周畅\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220418135442836.png)]$

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