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[网络协议]计算机网络Part6 应用层

关于计算机网络的全部笔记章节
计算机网络Part1 概述
 计算机网络Part2 物理层
 计算机网络Part3 数据链路层
 计算机网络Part4 网络层
 计算机网络Part5 传输层
 计算机网络Part6 应用层

0. 思维导图

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1. 概述

不同的网络应用之间需要有一个确定的通信规则
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1.1 常用的两种应用模型

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客户/服务器模型（C/S）

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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
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2. 域名系统协议DNS

DNS作用就是将打在地址栏的域名转化为IP地址
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2.1 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
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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
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2.3 域名解析过程

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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

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

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
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3. 文件传输协议FTP

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
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文件传送协议FTP(File Transfer Protocol)是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。
FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式〈如指明是否使用ASCI码)，并允许文件具有存取权限(如访问文件的用户必须经过授权，并输入有效的口令)。FTP屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。
在因特网发展的早期阶段，用FTP传送文件约占整个因特网的通信量的三分之一，而由电子邮件和域名系统所产生的通信量还要小于FTP所产生的通信量。只是到了1995年,万维网wwW的通信量才首次超过了FTP。
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3.2 FTP的服务端和客户端

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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
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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传输模式了解即可

4. 电子邮件

4.1 概述

电子邮件的格式

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电子邮件的组成结构

注释：
用户代理的四个功能解释：
撰写就是给用户编辑信件的环境
显示就是可以看到自己写的和自己收的信件内容
处理就是对信件进行操作，包括删除，打印，转发等等
通信就是可以将邮件发送到邮件服务器当中，同时可以从邮件服务器当中读取邮件

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
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4.2 邮件协议

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
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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

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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
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比较复杂的读取邮件的协议——IMAP协议

IMAP协议比POP协议复杂。当用户PC上的IMAP客户程序打开IMAP服务器的邮箱时，用户可以看到邮箱的首部，若用户需要打开某个邮件，该邮件才上传到用户的计算机上。
IMAP可以让用户在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读处理邮件，还允许只读取邮件中的某一个部分(先看正文，有WiFi的时候再下载附件）。

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
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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
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5.2 HTTP协议

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
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HTTP协议的特点

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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
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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