导图社区 计算机网络6-应用层
计算机网络中应用层的知识梳理,适合考研408,专业课考试。主要包括:网络应用模型、域名系统DNS、文件传输协议FTP。
编辑于2022-07-24 17:56:29应用层
网络应用模型
客户/服务器模型(C/S)
示例应用
Web、FTP、远程登陆和电子邮件
特点
网络中各计算机的地位不平等;整个网络的管理由少数服务担当,因此网络的管理非常集中和方便
客户机之间不直接通信
可扩展性不佳
P2P模型
P2P模型的思想是整个网络中的传输内容不再保存在中心服务器上,每个结点都具有下载、上传的功能,其权利和义务都是大体对等的
P2P模型从本质上来看仍然使用客户/服务器模式,每个结点既作为客户访问其他结点的资源,也作为服务器提供资源给其他结点访问
示例应用
PPlive、Bittorrent、电驴
特点
优点
减轻了服务器的计算压力,消除了对某个服务器的完全依赖,可以将任务分配到各个结点上,大大提高了系统效率和资源利用率
多个客户机之间可以直接共享文档
可扩展性好
网络健壮性强
缺点
在获取服务的同时,还要给其他结点提供服务,因此会占用较多的内存,影响整机速度
域名系统DNS
概念
是因特网使用的命名系统,用来把便于人们记忆的具有特定含义的主机名 (www.baidu.com)转换为便于机器处理的IP地址。DNS仍采用C/S模型, 其协议运行的UDP之上,使用53号端口
层次域名空间
示例
注意点
标号中的英文不区分大小写
标号中除连字符(-)外不能使用其他的标点符号
每个标号不超过63个字符,多标号组成的完成域名最长不超过255个字符
级别最低的域名写在最左边,级别最高的顶级域名写在最右边
顶级域名
国家(地区)顶级域名/nTLD
.cn;.us;.un
通用顶级域名/gTLD
.com公司;.net网络服务结构;.org非营利性组织;.gov政府
基础结构域名/反向域名
只有一个,arpa,用于反向域名解析
域名服务器
根域名服务器
最高层次的域名服务器。任何本地域名服务器,只要域名无法解析,就首先要求助于根域名服务器;因特网中共有13个,是冗余服务器集群
顶级域名服务器
负责管理在该顶级域名服务器注册的所有的二级域名
授权域名服务器/权限域名服务器
每台主机都必须在授权域名服务器中登记
本地域名服务器
每个因特网服务提供者(ISP)或一所大学等都可以拥有; 在Windows配置本地连接时填写的DNS就是本地DNS
解析器(域名解析过程)
类型
正向解析
把域名映射成为IP地址
反向解析
把IP地址映射为域名
方式
递归查询
本地域名服务器只需向根域名服务器查询一次,后面的几次查询都是递归地在其他几个域名服务器之间进行的 [步骤③~⑥]。
递归和迭代相结合的查询
主机向本地域名服务器的查询采用的是递归查询
本地域名服务器向根域名服务器的查询采用迭代查询
示例过程
1.客户机向其本地域名服务器发出 DNS 请求报文(递归查询)。
2.本地域名服务器收到请求后,查询本地缓存,若没有该记录,则以DNS 客户的身份向相域名服务器发出解析请求报文(迭代查询〉
3.根域名服务器收到请求后,判断该域名属于.com 域,将对应的顶级域名服务器 dns.com的IP地址返回给本地域名服务器
4.本地域名服务器向顶级域名服务器 dns.com 发出解析请求报文(迭代查询)。
5.顶级域名服务器 dns.com 收到请求后,判断该域名属于 abc.com 域,因此将对应的授权域名服务器 dns.abc.com 的IP地址返回给本地域名服务器。
6.本地域名服务器向授权域名服务器dns.abc.com 发起解析请求报文(迭代查询)
7.授权域名服务器 dns.abc.com 收到请求后,将查询结果返回给本地域名服务器
8.本地域名服务器将查询结果保存到本地缓存,同时返回给客户机。
文件传输协议FTP
概念
采用C/S的工作方式,使用TCP的可靠传输服务,适合于异构网络中任意计算机之间传送文件;一个FTP服务器进程可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,负责接收新的请求,另外有若干从属进程,负责处理单个请求
工作步骤
控制连接和数据连接
FTP使用两个并行的TCP连接
控制连接
用来传输控制信息(如连接请求、传送请求等),并且控制信息都以7位ASCII格式传送;在传输文件时还可以使用控制连接,在整个会话中一直保持打开状态
数据连接
服务器端的控制进程在收到FTP客户发送的文件传输请求后,就创建"数据传输进程"和"数据连接
两种传输模式
主动模式PORT
服务器(21端口)连接到客户端的端口(随机开放)
被动模式PASV
客户端连接到服务器的端口(both自行协商)
通常我们所说的熟知端口号是指应用层协议在服务器端的默认端口号,而客户端进程的端口号是由客户端进程任意临时指定的
网络文件系统NFS
允许进程打开一个远程文件,并能在文件的某个特定位置开始读写数据
万维网WWW
概念与组成结构
概念
WWW是一个分布式、联机式的信息存储空间,在这个空间中:一样有用的事物称为一样"资源",并由一个全域"统一资源定位符URL"标识。这些资源通过超文本传输协议HTTP传送给后者,而后者单机链接获取资源
以C/S的方式工作。浏览器是客户,万维网服务器所驻留的主机是服务器
内核部分的3个标准
URL
<协议>://<主机>:<端口>/<路径>
HTTP
面向事务的应用层协议,使用TCP连接
HTML/超文本标记语言
区别
超文本传输协议HTTP
操作过程
工作过程
事件顺序
特点
虽然使用TCP连接,但HTTP本身是无连接的。通信双方在交换HTTP报文前不需要先建立HTTP连接
HTTP是无状态的,服务器不记得用户
实际应用中,使用Cookie加数据库的方式跟踪用户活动。
Cookie:当用户浏览某个使用 Cookie 的网站时,该网站服务器就为用户产生 一个唯一的识别码,如“123456”,接着在给用户的响应报文中添加一个 Set-cookie 的首部行“ Set cookie: 123456”。用户收到响应后,就在它管理的特定 Cookie 文件中添加这个服务器的主机名和 Cookie 识别码,当用户继续浏览这个网站时,会取出这个网站的识别码,并放入请求报文的Cookie 首部行 “Cookie: 123456”。服务器根据请求报文中的 Cookie 识别码就能从数据库中查询到该用户的活动记录,进而执行一些个性化的工作,妞根据用户的历史浏览记录向其推荐新产品等
既可以使用非持久连接,又可以使用持久连接
非持久连接
每个网页传输对象都需要建立一个单独的TCP连接
持久连接
非流水线
客户在收到前一个响应后才能发出下一个请求
流水线
客户可以逐个连续发出对各个引用对象的请求
报文结构
开始行
请求行(请求报文)
方法、URL、HTTP的版本
状态行(响应报文)
首部行
用来说明浏览器、服务器或报文主体的一些信息,也可以不使用
实体主体
请求报文通常不用,有些相应报文也可以不用
电子邮件
电子邮件系统的组成结构
组成构件
用户代理
邮件服务器
协议
过程
电子邮件格式与MIME
格式
信封
内容
首部
主体
多用途网际邮件扩充(MIME)
与SMTP的关系
增加了邮件主体的结构,并定义了传送非ASCII码的编码规则
主要内容
5个新的邮件首部字段,包括MIME版本.内容描述.内容标识.传送编码和内容类型
定义了许多邮件内容的格式,对多媒体电子邮件的表示方法进行了标准化
定义了传送编码,可对任何内容格式进行转换,而不会被邮件系统改变
SMTP和POP3
简单邮件传输协议SMTP
概述
使用C/S模式,发送进程是客户,接收进程是服务器;使用TCP连接,端口号为25
阶段
连接建立
TCP连接总是直接建立连接,不管两个邮件服务器之间相距多远
邮件传送
连接释放
邮局协议版本3/POP3
使用C/S模式,使用TCP连接,端口号为110;采用'拉'PULL的通信方式
工作方式
下载并保留
仍保留在邮件服务器上
下载并删除
在邮件服务器上删除
因特网报文存取协议IMAP
为用户提供创建文件夹,在不同文件夹之间移动邮件及在远程文件中查询邮件等连接命令
允许用户代理只获取报文的某些部分
适用于低带宽,和用户不想取回邮箱中的所有邮件,尤其是大邮件
基于万维网的电子邮件
Hotmai、Gmail等;用户浏览器与邮件服务器之间发送或接收使用的HTTP,仅在不同邮件服务器之间传送邮件时才使用SMTP