【考研计网：基础版】第六章：应用层

本章纲要

• 网络应用模型
• • 客户服务模型
• • P2P模型
• 域名系统DNS
• • 层次域名空间
• • 域名服务器
• • 域名解析空间
• 文件传送协议FTP
• • FTP协议的工作原理
• • 控制连接与数据连接
• 电子邮件EMAIL
• • 电子邮件系统的组成部分
• • 电子邮件格式和MIME
• • SMTP协议与POP3协议
• 万维网WWW
• • WWW的概念和组成
• • HTTP协议

关键在于搞好几个典型的应用层协议：。

1. 网络应用模型

1.1 CS模型（客户/服务模型）

服务器是等待接受请求，客户端是主动发出服务请求。

Web，FTP，远程登陆，电子邮件，这些都是典型的CS模型。

1.2 P2P模型

和CS不同，P2P 模型里面每个节点是对等的。本质上，每一个节点即作为服务端也作为客户端。典型的应用：电驴，迅雷，BT种子。

缺点：占用的资源非常多，损耗硬盘

2. DNS系统

全名：域名系统（Domain name system）

作用是把域名解析为IP地址。这个协议运行在UDP53端口。

DNS分为：

• 层次域名空间
• 域名服务器
• 解析器

2.1 层次域名空间

www.baidu.com

• www：三级域名

• baidu：二级域名

• com：顶级域名

• 英文不分大小写，只能用-，其他标点不能用

• 级别低的域名写左边

顶级域名一般表示国家：cn，hk，uk

• com：公司
• net：网络服务机构
• gov：政府部门

2.2 域名服务器

域名系统被设计成一个分布式的数据库系统，主要用四种域名服务器。

根域名服务器：就是任何一个DNS服务器不能解析的域名，都会向这个根域名服务器请求解析，但他解析的时候并不会直接解析为IP地址，而是委托告诉请求者他应该去向哪一个域名解析服务器去请求。

全世界有13个根域名服务器。

顶级域名服务器：负责收录注册的所有二级域名

授权域名服务器：每一台主机都必须要在授权域名服务器上等级。他总是能把主机名转换为主机的IP地址

本地域名服务器：假如我们自己需要用自己自定义的本地域名，我们就要一台本地的DNS服务器。

我们在配置本地连接的时候问DNS域名服务器的时候就是他。

2.3 域名解析过程

域名解析就是把IP地址映射成域名，或者反之。

递归查询：

如果某台主机询问的本地域名服务器不知道查询域名的IP，那么这台本地的域名服务器就会向根域名服务器去请求，这样层层下去。

迭代查询：
当询问的DNS服务器不知道你问的域名的IP的时候，他就会告诉你应该向谁继续问

例子：
假如我想知道：www.abc.com的IP地址：

• 客户机向本地的域名服务器发出DNS请求报文
• 本地DNS服务器查询记录，发现没有，他就向根域名服务器发出请求
• 根域名接收到之后，知道他是com域的，那么就会把dns.com的服务器的IP返回给本地域名服务器
• 本地域名服务器再向dns.com发出解析请求
• dns.com服务器判断这个域名属于abc.com域的，然后把dns.abc.com的IP返回给本地域名服务器
• 本地域名服务器继续问：dns.abc.com，然后这个域名服务器查找之后就会把www.abc.com的IP返回给本地域名服务器，本地域名服务器把他保存至缓存，同时返回给客户机

需要注意的是DNS缓存不是永久的。

3. 文件传输协议 FTP

FTP采用CS网络模型，使用TCP提供可靠的传输服务。由两个部分组成：

• 主进程：负责接收新的请求
• 从属进程：负责处理单个请求

【1】打开端口21
【2】等待客户发连接请求
【3】启动从属进程处理请求，主进程和从属进程并发执行。

服务器监听21端口的请求，建立在这个端口的连接，我们叫做控制连接。

FTP使用的是分离的控制连接，因此我们就管FTP的控制信息是带外传送的，使用FTP的时候如果需要修改服务器上的文件，我们需要把这个文件发到本地主机修改完再发回去。

4. 电子邮件

电子邮件是一种异步通信的方式。组成一个电子邮件系统包括：用户代理，邮件服务器，电邮协议

例子：

• 发送人调用用户代理发送邮件（用SMTP协议）到发送方的邮件服务器
• 发送方邮件服务器将邮件放入缓存队列
• 并且和接收方的邮件服务器建立TCP连接
• 接收方使用POP3或者IMAP将自己的邮件从接收方邮件服务器的邮箱取回

SMTP协议：简单邮件传输协议

• 连接建立：SMTP客户每隔一段时间就会对邮件缓存扫描一次，假如有邮件，就会SMTP的25端口与接收方的SMTP服务器建立TCP连接，接收方发出202服务就绪代号之后SMTP客户就会向SMTP服务器发出hello命令并且附上发送方的主机名。
• 邮件发送：使用RCPT命令查找接收人，只有当接收系统做好接收准备之后才发送邮件
• 连接释放：发送QUIT命令释放连接

由于SMTP只能发送ASCII字符，因此产生了：MIME协议。

POP3协议：
POP再传输层使用TCP协议，端口号是110。包括了：【下载保留，下载并删除】两种模式

IMAP协议是POP的改版，但目前未完全普及。

5. 万维网

5.1 HTTP

每个万维网的节点都有一个服务器进程不断监听80端口，监听到请求之后就会和浏览器建立连接，TCP连接建立之后，浏览器就会向服务器发送HTTP请求，呈现出Web页面之后，TCP连接释放。

HTTP协议是无状态的，因此仅仅使用HTTP请求服务器是无法知道你访问过他多少次的，就是他只知道当前，不知道过去。

所以，现实我们会使用Cookie来记录我们

HTTP本身是无连接的，虽然他用TCP传输，但他再交换HTTP报文的时候是不需要建立HTTP连接的。（有点绕，意思就是你在传输层建立的连接，在应用层就不用再连接了）

非持久连接：

(HTTP/1.1)可以使用持久连接：

HTTP报文结构：

附：应用层知识架构