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应用层——《计算机网络》

程序员文章站 2024-02-21 22:25:04
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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

域名系统DNS

DNS把便于人们使用的及其名字转换成IP地址。

用户与因特网上某个主机通信时,必须要知道对方的IP地址,应用层为了便于用户记忆各种网络应用,更多的是使用主机名字。

因特网的域名系统被设计成为一个联机分布式数据库系统,并采用客户-服务器方式。DNS使大多数名字都在本地进行解析。

域名到IP地址的解析过程:

1)当某个应用进程需要把主机名解析为IP地址时,该应用进程就调用解析程序,并成为DNS的一个客户

2)把待解析的域名放在DNS请求报文中,以UDP用户数据报方式发给本地域名服务器

3)本地域名服务器在查找域名后,把对应的IP地址放在回答报文中返回,应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信

域名结构

mail.cctv.com(三级域名.二级域名.*域名)

域名的分类:

*域名:国际*域名nTLD、通用*域名gTLD、基础结构域名(arpa)
二级域名:类别域名、行政区域名

域名的解析过程

1)主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询

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

2)本地域名服务器向根域名服务器的查询通常都是采用的迭代查询

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,要么给出所要查询的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。

文件传送协议

FTP

基于TCP的TCP和基于UDP的简单文件传送协议TFTP都是文件共享协议中的一大类,即复制整个文件,其特点是:
1)若要存取一个文件,就必须先获得一个本地的文件副本
2)如果要修改文件,只能对文件的副本进行修改,然后再把修改后的文件副本传回到原节点

FTP的基本工作原理

文件传送协议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FRP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。

主进程的工作步骤如下:
1)打开熟知端口(21),使客户进程能够连接上。
2)等待客户进程发出连接请求。
3)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,但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程

TFTP的基本工作原理

TFTP只支持文件传输而不支持交互

优点:1)可用于UDP环境; 2)代码所占的内存较小

万维网WWW

统一资源定位符URL

<协议>://<主机>:<端口>/<路径>

超文本传送协议HTTP

HTTP协议定义了浏览器怎样向万维网服务器请求万维网文档,以及服务器怎样把文档传送给浏览器

用户浏览页面的方式有两种:

1)在浏览器的地址窗口中键入所要找的页面的URL。
2)在某一个页面中用鼠标点击一个可选部分,这时浏览器会自动在因特网上找到索要链接的页面

下面具体说明在用户点击鼠标后发生的几个事件:

1)浏览器分析链接指向页面的URL;
2)浏览器向DNS请求解析域名对应的IP地址;
3)DNS解析出IP地址;
4)浏览器与服务器简历TCP连接;
5)浏览器发出取文件命令:GET/<路径>;
6)服务器发出响应,把文件发送给浏览器;
7)释放TCP连接;
8)浏览器显示文本。

HTTP协议是无状态的,也就是说同一个用户第二次访问同一个服务器上的页面时,服务器的响应与第一次被访问时相同。

HTTP协议与服务器简历TCP连接需要使用三次握手。当三次握手前两部分完成后(即经过一个RTT时间后),万维网客户就把HTTP请求报文作为三次握手的第三个报文的数据发送给万维网服务器。服务器收到收到HTTP请求报文后,就把所请求的文档作为响应报文返回给客户。

HTTP/1.0采用的是非持续连接,就是每请求一个文档都要有两倍RTT的开销。

HTTP/1.1采用的是持续连接,万维网服务器在发送响应后一段时间内保持这段连接。有流水线式和非流水线式

HTTP报文结构

例子:

GET /chn/yxsz/index.html HTTP/1.1  {请求行使用了相对URL}
HOST: www.tsinghua.edu.cn  {此行是首部行的开始,这行给出主机的域名}
Connection: close  {告诉服务器发送完请求的文档后就可释放连接}
User-Agent: Mozilla/5.0  {表明用户代理是使用Netscape浏览器}
Accept-Language: cn  {表示用户希望优先得到中文版本的文档}
{请求报文的最后还有一个空行}

电子邮件

ARPANET的电子邮件标准:简单邮件传送协议SMTP因特网文本报文格式

由于因特网的SMTP只能传送可打印的7位ASCII码邮件,因此又提出了通用因特网邮件扩充MIME,可同时传送多种类型的数据

一个电子邮件系统应具有三个主要组成构件:用户代理、邮件服务器、邮件发送协议(SMTP)和邮件读取协议(POP3)

动态主机配置协议DHCP

一个IP地址指出了一台计算机连接在哪一个网络上,当计算机还在生产时,无法知道它在出厂后将被连接到哪一个网络上。因此,需要连接到因特网的计算机,必须对IP地址等项目进行协议配置。

现在广泛使用的动态主机配置协议DHCP提供了一种机制,称为即插即用连网。

DHCP对运行客户软件和服务器软件的计算机都适用。当运行客户软件的计算机移至一个新的网络时,就可使用DHCP获取其配置信息而不需要手工干预。DHCP给运行服务器软件而位置固定的计算机指派一个永久地址,而当这计算机重启后其地址不改变。

1)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(将目的IP地址置为全1,即255,255,255,255),这时该主机就称为DHCP客户;
2)DHCP服务器对此广播报文进行回答(提供报文)。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,就从服务器的IP地址池中取一个地址分配给该计算机

简单网络管理协议SNMP