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计算机网络--应用层

news 2026/2/9 12:33:19

计算机网络–计算机网络概念
计算机网络–物理层
计算机网络–数据链路层
计算机网络–网络层
计算机网络–传输层
计算机网络–应用层

1. 概述

因为不同的网络应用之间需要有一个确定的通信规则。

1.1 两种常用的网络应用模型

1.1.1 客户/服务器模型（Client/Server）

1.1.2 P2P模型（Peer-to-Peer）

网络健壮性指的是P2P模型不容易坏掉，即使一个节点坏了也没问题，可以有其他节点代替。

2. 域名系统协议（DNS）

2.1 概述

DNS就是将打在地址栏的域名转化为IP地址的东西。

2.1.1 域名

域名就是www.xxx.com，当然这是最简单的一种 .com之后还可以有东西，称之为根，域名从左向右，级别逐渐增高。

2.2 域名服务器（DNS服务器）

DNS服务器有很多台，根据层次结构分为三层，根域名服务器，顶级域名服务器，权限域名服务器。
本地域名服务器不算层次结构，特点是里主机比较近，当主机和另一台比较近的主机通信时，就不用走哪些更高级的服务器了。
根域名服务器并不是一个域名只有一台，而是一个域名对应多台域名服务器，全世界一共有13个这样的域名，分别是a.rootservers.net，b.rootservers.net，c.rootservers.net，~m.rootservers.net
在权限域名服务器中，虽然看似abc.com比y.abc.com少了一位，但是他们的地位仍是对等的，对应的两台权限域名服务器。

2.3 域名解析过程

2.3.1 递归查询

在上图中
主机先是想本地域名服务器发送请求，如果查不到的话，
本地域名服务器向根域名服务器发送请求（找别人），如果还是查不到的话，
根域名域名服务器向顶级域名服务器发送请求（找别人），如果还是查不到的话，
顶级域名服务器向权限域名服务器发送请求（找别人）
可以看到每一次向下一个查询的服务器都变了，不是主机一个个去问，而是服务器自己一个个问下去

2.3.2 迭代查询

在上图中
主机先是想本地域名服务器发送请求，如果查不到的话，
本地域名服务器就让主机去向根域名服务器发送请求（主机去找，本地域名给目标根域名服务器的IP地址），如果还是查不到的话，
根域名域名服务器让主机去向对应的顶级域名服务器发送请求（主机去找，根域名给目标顶级域名服务器的IP地址），如果还是查不到的话，
顶级域名服务器让主机去向权限域名服务器发送请求（主机去找，顶级域名给目标权限域名服务器的IP地址）
可以看到这里是主机一个个挨个问的地址

2.3.3 高速缓存

为了减少多次查询同一个域名的资源浪费，本地域名服务器会存储最近使用的ip地址解析，下次再访问同一个域名就不需要这么多查询步骤了。同时这个高速缓存主机本身也有存储
同时本地域名服务器还可以对顶级域名服务器，权限域名服务器的地址进行缓存，下一次即使是不知道的ip地址，查询也可以更快
高速缓存为了保持正确性，需要定时更新

3. 文件传输协议（FTP，TFTP）

3.1 概述

TFTP是一个轻量的，比较容易实现的，面对小文件的，UDP的文件传输协议
这里我们重点是FTP协议

3.2 FTP的服务端和客户端

3.3 FTP的工作原理

为什么有匿名登陆：对于一些公共服务器来说，增加验证阶段就是增加资源开销，减少验证阶段就可以节省资源来更好地服务
主进程和从属进程的区别：主进程是打开端口，让外部发送的数据可以进来，并且将这些数据逐个分配各从属进程。从属进程则是单独为这些数据服务

先注释一下这里的主进程被忽略掉了，只是没标在上面，不是没有啊
这里客户端和服务器端先建立TCP连接，端口是21，称为控制连接
然后看情况是主动建立连接还是被动建立连接
主动建立连接是指服务器端主动发送请求和客户端进行连接，此时端口号固定是20
被动连接是指客户端发送请求和服务器端建立数据传送连接，此时端口号是不确定，有两者协商得到
数据传输完成之后，数据连接断开，控制连接继续保持，直至两边发送断开请求

FTP的两种传输模式了解即可

4. 电子邮件

4.1 概述

4.1.1 电子邮件的格式

4.1.2 电子邮件系统的组成结构

邮件服务器的功能注释
邮件服务器端的发送和接受是指从自己的用户代理处接收邮件，之后向对面的邮件服务器发送邮件
邮件服务器的报告邮件发送结果就是投递是否成功这种情况
邮件服务器既可以作为客户端又可以作为服务器端，使用的是C/S方式
协议的功能注释
发邮件用的是SMTP
收邮件的是POP3或者IMAP

4.2 几个邮件协议

4.2.1 简单邮件传送协议SMTP

注意一下，这里STMP客户和服务器不是固定死的，可以也可以成为服务器，服务器也可以成为用户，由发送方和接收方决定，发送方就是客户，接收方就是服务器

注释
可以看见这里比如

220 service ready
250 OK
421 service not available
550 xxx
354 xxx
123451
2
3
4
5
6

都是应答信息
这里RCPT能有多条命令的原因是，电子邮件可以有多个收件人，就是群发，所以允许多个RCPT
再强调一下，这里服务器和客户端可以互换，视具体情况而定，发送方是客户端，接收方是服务器端

4.2.2 改进SMTP缺点的MIME协议

MIME改善SMTP发送数据的缺点，是SMTP的功能性扩展
MIME协议已经逐渐开始应用到浏览器当中，通过对不同文件类型用不同的标识符标识，来让浏览器读取通过MIME的相关文件

4.2.3 邮局协议POP3

这里接收方是客户端，邮件服务器是服务器端
POP3确实很简单，但是有不少缺点，比较难受的就是邮件一旦下载就自动删除了

4.2.4 比较复杂的读取邮件的协议——IMAP协议

4.3 基于万维网的电子邮件

与之前的不同的地方就是，基于万维网的电子邮件的邮件服务器端可以不同
同时，发送邮件使用的SMTP/MIME和收邮件时的POP3/IMAP协议都换成了HTTP协议

5. 万维网和HTTP协议

5.1 万维网概述

URL用来标识整个互联网当中的某一个资源（文字，视屏，音频等）的位置
HTTP用来将这些资源传送给用户
HTML帮助设计者来设计页面，让不同设计者设计的页面都可以在界面上显示

5.2 HTTP协议

5.2.1 HTTP协议的过程

这张图里讲了HTTP的具体过程
服务器通过TCP 80端口来监听HTTP请求
注意HTTP可以不一次性下载完页面的所有资源，可以只下载文本部分，其他音频视频等待用户下一步请求之后再传输

5.2.2 HTTP协议的特点

5.2.3 HTTP的连接方式——持久连接和非持久连接

非持久连接在TCP三次握手的第三次握手时发生，将HTTP请求作为第三次握手的数据部分发给服务器，服务器收到请求之后将HTTP相应报文传输给客户。耗时就是RTT*2+文档传输时间。
缺点就是这样如果再想传输，那么就需要重新建立TCP连接从头开始
持久连接和非持久连接类似，都是在第三次握手时发生，将HTTP请求作为第三次握手的数据部分发给服务器，服务器收到请求之后将HTTP相应报文传输给客户。但是持久连接再需要请资源的时候就不需要建立新的TCP连接了

持久连接的两种方式——非流水线和流水线

非流水线就是发一个，确认一个，才能再发下一个
流水线就是一个个连着发，然后多个确认
和之前说过的停止等待协议，后退N帧协议和选择重传协议很像，忘了的话可以去复习一下
开个传送门计算机网络笔记Part3 数据链路层（Data Link Layer）

5.2.4 HTTP的报文结构

开始行用于区别请求报文和响应报文。可以明显的看到两者第一行的东西都不一样
请求报文的方法是指命令，就是对所请求的对象进行什么操作，如获取/删除等等
URL就是之间说的资源标识符
版本是指使用的是什么版本的HTTP协议
CRLF相当于我们程序里面的；，标识一行的结束。同时，在整个首部行结束时，为了区别首部行和实体主体还会有一行单独的CRLF

这里举了请求报文的例子，和一些常用的状态码