计算机网络第二章

计算机网络自顶向下这本书第二章重点知识的整理，有助于理清思路，查漏补缺！下图包括了应用层协议的原理 、WEB应用与HTTP协议、 FTP(文件传输协议） 、 DNS(域名系统) 等方面的知识，快收藏学起来吧！

计算机网络第二章——应用层

• 应用层协议的原理
  • 1.网络应用体系结构
    • CS(客户—服务器)
      • 服务器：
        • 1.总是打开的主机 2.具有固定的、总所周知的ip地址 3.主机群集常被用于创建强大的虚拟服务器
      • 客户机：
        • 1.同服务器端通信 2.可以间断的同服务器连接 3.可以拥有动态ip地址 4.客户机相互之间不直接通信
    • P2P(peer to peer)
      • • 没有总是打开的服务器
        • 任意一对主机直接相互通信
        • 对等方间歇连接并且可以改变ip地址
    • CS+P2P
      • 即时通讯软件；Napster
  • 2.进程与套接字的含义
    • 进程
      • 运行在端系统上面的程序
      • 分类
        • 客户进程：发起通信的进程
        • 服务器进程：等待联系的进程
      • p2p中，进程既可以是客户机又是服务器
    • 套接字
      • 应用程序和网络之间的应用程序网络接口
    • 关系图
  • 3.因特网提供的运输服务
    • TCP
      • 面向连接，可靠
    • UDP
      • 无连接，不可靠
  • 4.常见的应用及其应用层协议和支持的运输层协议
  • 5.研发网络应用程序的核心
    • 写出能够运行在不同的端系统并通过网络彼此通信的程序（Web服务器软件）
  • 6.为什么没有应用程序运行在网络核心设备上
    • 网络核心设备不在应用层起作用
  • 7.应用需要的服务（区分协议运行TCP和UDP的重要依据）
    • 数据丢失率
      • 一些应用能容忍一程序的数据丢失；
      • 一些应用（文件传输，telnet）需要100%可靠的数据传输
    • 带宽和吞吐量
      • 带宽高：多媒体应用
      • 带宽低：其他弹性应用
    • 定时
      • 低延时：网络电话，多方游戏
    • 安全
      • 加密、数据完整性
• WEB应用与HTTP协议
  • 1. HTTP协议
    • 端口号
      • 80
    • 非持久的HTTP
      • 特点：每个TCP连接只传送一个对象，下载多个对象需建立多个TCP连接
      • 响应时间模型
        • • 第一个RTT用于建立TCP连接，第二个RTT用于HTTP请求、响应消息的交互
        • 总时间=2RTT+transmit time
      • http/1.0使用非持久
    • 持久的HTTP
      • 特点：一个TCP连接上可传送多个对象
      • 带流水线
        • ①默认使用http1.1②客户遇到一个引用对象就发送请求③所有引用对象只经历一个RTT
      • 不带流水线
        • ①客户收到先前消息，才发出新的请求②每个引用对象经历一个RTT
    • 报文格式
      • 请求报文
      • 响应报文
    • 往返時延RTT
      • 分组传播時延
      • 分组在中间路由器和交换机上的排队時延
      • 分组回到客户机的時延
  • 2.Cookie
    • 4个 组成
      • 1 在http响应报文中有一个cookie首部行
      • 2 在http请求报文中有一个cookie首部行
      • 3 在用户端系统中保留有一个cookie文件，由用户的浏览器管理
      • 4 在Web站点有一个后端数据库
    • 优点
      • 1 身份认证
      • 2 推荐广告
      • 3 虚拟购物车
      • 4 用户会话状态
    • 缺点
      • 1 允许网站更了解用户
      • 2 提供了名字和e-mail给网络
      • 3 广告公司通过网站获得信息
      • 4 Cookie不适合游动用户
    • 特点
      • 跟踪用户
  • 3.Web缓存
    • 目的
      • 在不涉及原始服务器的情况下满足客户端Http请求
    • 方法
      • 配置用户的浏览器，使得用户的所有http请求首先指向web缓存器；配置好浏览器以后，每个浏览器对一个对象的请求首先被定向到web缓存器
    • 使用工具
      • Web缓存器(代理服务器）
    • 原因
      • 1.Web服务器可以大大地减少对客户机请求的响应时间
      • 2. Web缓存器可以大大减少一个机构内部网与因特网接入链路上的通信量
      • 3.Web服务器能从整体上大大降低因特网上的Web流量
  • 4.条件get方法（http协议的一种机制）
    • 目的
      • 证实缓存器中的对象是否为最新
    • 方法
      • 请求报文使用get方法；请求报文中包含一个If-modified-since首部行
    • 操作步骤
      • 1.浏览器向web服务器发送一个请求报文
      • 2.web服务器向浏览器发送具有被请求的对象的响应报文
      • 3.一个星期后，另一个用户通过该浏览器请求同一个对象，浏览器发送一个条件get，执行最新检查
      • 4.web服务器向该缓存器发送一个响应报文
• FTP(文件传输协议）
  • 功能
    • 1.传输文件到远程主机
    • 2.从远程主机下载文件
  • 使用模式
    • CS模式
  • 使用TCP
  • 端口号
    • 21
  • 与http的比较
    • 相同点
      • 都运行TCP
    • 区别
      • FTP使用两个并行的TCP连接（数据连接和控制连接）来传输文件
  • 控制连接
    • 用于在两个主机之间传输控制信息（用户的标识、口令、改变远程目录的命令、"put"和"get"）
  • 数据连接
    • 用于实际传输一个文件
    • 建立方式
      • 主动
        • 客户端发送port命令(port h1,h2,h3,h4,p1,p2)
        • 服务器根据port命令指定的客户端地址和端口号发起数据连接
      • 被动
        • 客户端发送pasv命令
        • 服务器返回监听的地址和端口号
        • 客户端发起数据连接
• P2P
  • 集中式目录的问题
    • 单点故障
    • 性能瓶颈
    • 侵犯版权
  • 应用
    • 文件分发
    • BitTorrent
    • DHT(分布式散列表)
      • 一个分布式数据库
      • 使用(键,值)对;examples
• DNS(域名系统)
  • DNS的概念
    • 1.一个由分层的DNS服务器实现的分布式数据库
    • 2.一个使得主机能够查询分布式数据库的应用层协议
  • 区别什么是域名，主机名，ip地址
    • 域名：foo.com
    • 主机名：www.foo.com
    • ip地址：192.10.2.10
  • 端口
    • 51
  • 使用UDP
  • 主要任务
    • 将主机名转换为IP地址（ip地址和主机名的映射）
  • DNS服务器的分类(按等级从高到低)
    • 1.根名字服务器
      • 负责记录顶级域名服务
    • 2.顶级域名服务器
      • 负责顶级域名com,org,net,edu,etc和国家域名ck,uk
    • 3.权威DNS服务器
      • 由多数大学和公司维护
    • 本地DNS服务器
      • 每个isp有一个本地dns，又称“默认服务器”，起用户代理的作用
  • RFC 1034;RFC 1035
  • 为什么不使用集中式的DNS
    • 1.单点故障
    • 2.巨大访问量
    • 3.远距离集中式数据库
    • 4.维护
  • DNS的两种查询方式
    • 递归
      • 被查询的服务器回复可以被查询的名字服务器的IP地址
    • 迭代
      • 域名解析的负担交给被查询的域名服务器(我不知道它的名字，但是可以问服务器)
  • DNS缓存
    • 原理
      • 在一次请求中，当某DNS服务器接收一个DNS回答(将主机名映射成ip地址)，它能将映射缓存在本地存储器中
    • 特点
      • 主机名和ip地址映射不是永久的，DNS服务器在一段时间（2天）后会丢弃缓存的信息
      • 本地DNS服务器可以缓存TLD服务器的ip地址，因此根DNS服务器不会被经常访问
  • DNS记录
    • RR(资源记录)
      • 每条资源记录包含四元组(Name,Value,Type,TTL)
      • Name是主机名；Value是该主机名对应的IP地址；Type为记录类型；TTL为记录的生存时间
      • Type=？
        • 1.MX：name=邮件服务器的主机别名；value=邮件服务器的真实规范主机名
        • 2.CNAME：name=主机别名；value=真是的规范主机名
        • 3.A：name=主机名；value=ip地址
        • 4.NS：name=域名；value=该域权威名字服务器的主机名
  • DNS服务器提供的功能(4个)
    • 1.主机名到ip地址的转换
    • 2.主机别名（一个主机可以有一个规范主机名和多个主机别名）
    • 3.邮件服务器别名
    • 4.负载分配(DNS实现冗余服务器:1个ip地址集合可以对应于同一个规范主机名)
• 电子邮件
  • 用户代理（user urgent）
    • 允许用户阅读、回复、转发、保存、编辑邮件消息
  • 邮件服务器（mail server）
    • 1.用邮箱mailbox存放用户接受的邮件消息
    • 2.外出报文队列outgoing message queue
    • 3.运行邮件协议
  • 邮件协议
    • 邮件收取与发送协议
      • SMTP（简单邮件传输协议）
        • 端口号
          • 25
        • 方式：
          • 直接传送：发送服务器到接收服务器
        • 传输的三个阶段
          • 1.握手
          • 2.邮件消息的传输
          • 3.结束
        • 邮件消息必须是7-bit ASCll
        • 使用持久连接
        • 与http的比较
          • 1.http是拉协议，smtp是推协议
          • 2.都有ASCll命令/应答交互，状态码
          • 3.http每个对象封装在它各自的http响应消息中发送；SMTP一个邮件内各个对象置于同一个邮件消息的多目部分发送
        • 邮件消息的格式
          • 子主题
          • MIME：多媒体拓展
            • 增加额外的信头头部声明，存放多媒体数据
    • 邮件访问协议
      • POP3(邮局协议)
        • 端口号
          • 110
        • RFC 1939
        • 工作流程
          • 1.特许
            • 用户代理发送用户名和口令以鉴别用户
          • 2.事务处理
            • 用户取回报文，可以对报文进行操作
          • 3.更新
            • 出现在客户机发出quit命令后，结束pop3会话
        • 特点
          • 会话无状态
          • 只支持单客户端，换客户端以后不能再读上个客户端保存的邮件（阅后即焚）
      • IMAP
        • 端口号
          • 143
        • RFC 3501
        • 特点
          • 是POP3的一种改进，更加复杂
          • 保存所有邮件消息在一个位置：服务器
          • 允许用户像对待本地邮箱那样操控远程邮箱的邮件
          • IMAP跟踪，维护用户会话的状态信息