1、應用層本章討論的問題是各種應用進程通過什么樣的應用層協(xié)議來使用網(wǎng)絡所提供的通信服務應用層的許多協(xié)議都是基于客戶-服務器方式的，客戶和服務器都是主機之中的應用進程。一、域名系統(tǒng)DNS1、 域名系統(tǒng)DNS 是因特網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)，用來把人們便于使用的機器名字轉換為IP 地址。2、 為什么機器在處理IP 數(shù)據(jù)報時不使用域名，而要使用IP 地址呢？因為 IP 地址的長度固定為32 位，域名長度不固定，機器處理起來比較困難。3、 整個因特網(wǎng)為什么不只使用一個域名服務器？因為整個因特網(wǎng)規(guī)模很大，一臺服務器會因為負載太大無法正常工作，一旦出錯，整個因特網(wǎng)就癱瘓了。4、域名服務器：名字到IP 地址的解析是由若

2、干個域名服務器程序完成的。運行域名服務器程序的專設結點的機器稱為域名服務器。5、 DNS 請求報文是UDP 數(shù)據(jù)報6、域名：任何一個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有的一個唯一的層次結構名字7、域名的結構由標號序列組成，各標號之間用點隔開：.三級域名.二級域名.頂級域名8、域名只是個邏輯概念，并不代表計算機所在的物理地點。9、域名的語法：由標號序列組成，用.分開，每一個標號不超過63 字符，完整域名不超過255 個字符，標號中除了-不能有其他標點符號10、域名只是個邏輯概念，并不代表計算機所在的物理地點。11、頂級域名TLD（1） 國家頂級域名nTLD ：如 : .cn 表示中國，.us 表示

3、美國，.uk 表示英國，等等。（2） 通用頂級域名gTLD ：最早的頂級域名是：.com （公司和企業(yè)）.net （網(wǎng)絡服務機構）.org （非贏利性組織）.edu （美國專用的教育機構（）.gov （美國專用的政府部門）.mil （美國專用的軍事部門）.int （國際組織）（3） 基礎結構域名（infrastructure domain） ： 這種頂級域名只有一個，即arpa， 用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。12、之前我國把二級域名劃分為類別域名和行政區(qū)域名，現(xiàn)在可以直接注冊13、域名服務器：一個服務器所負責管轄的（或有權限的）范圍叫做區(qū)億one）。每一個區(qū)設置相應的權限域名服務器，

4、用來保存該區(qū)中的所有主機的域名到IP 地址的映射，DNS服務器的管轄范圍不是以“域”為單位，而是以“區(qū)”為單位。區(qū)小于等于域。14、域名服務器有以下四種類型（ 1 ） 根域名服務器： 根域名服務器是最重要的域名服務器。所有的根域名服務器都知道所有的頂級域名服務器的域名和IP 地址，在因特網(wǎng)上共有13 個不同 IP 地址的根域名服務器，是 13 套裝置（不是13 個機器）（ 2） 頂級域名服務器： 這些域名服務器負責管理在該頂級域名服務器注冊的所有二級域名。（ 3）權限域名服務器：負責一個區(qū)的域名服務器。( 4) 本地域名服務器： 當一個主機發(fā)出DNS 查詢請求時，這個查詢請求報文就發(fā)送給本地域

5、名服務器，也稱為默認域名服務器。15、提高域名服務器的可靠性：DNS 域名服務器都把數(shù)據(jù)復制到幾個域名服務器來保存，其中的一個是主域名服務器，其他的是輔助域名服務器。主域名服務器定期把數(shù)據(jù)復制到輔助域名服務器中，而更改數(shù)據(jù)只能在主域名服務器中進行。這樣就保證了數(shù)據(jù)的一致性。16、主機向本地域名服務器的查詢一般都是采用遞歸查詢17、本地域名服務器向根域名服務器的查詢通常是采用迭代查詢。18、 每個域名服務器都維護一個高速緩存，存放最近用過的名字以及從何處獲得名字映射信息的記錄。為保持高速緩存中的內容正確，域名服務器應為每項內容設置計時器，并處理超過合理時間的項二、文件傳送協(xié)議FTP1、 FTP

6、提供交互式的訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，并允許文件具有存取權限。2、 FTP 的服務器進程由兩大部分組成：一個主進程，負責接受新的請求；另外有若干個從屬進程，負責處理單個請求。3、主進程的工作步驟如下打開熟知端口(端口號為21 ) ，使客戶進程能夠連接上。等待客戶進程發(fā)出連接請求。啟動從屬進程來處理客戶進程發(fā)來的請求。從屬進程對客戶進程的請求處理完畢后 即終止，但從屬進程在運行期間根據(jù)需要還可能創(chuàng)建其他一些子進程。回到等待狀態(tài)，繼續(xù)接受其他客戶進程發(fā)來的請求。主進程與從屬進程的處理是并發(fā)地進行。4、 FTP 使用的兩個TCP 連接： TCP 控制連接，TCP 數(shù)據(jù)連接5、 兩個不同的端

7、口號：熟知端口(21)用于建立TCP 控制連接，20 號端口用于建立TCP 數(shù)據(jù)連接6、 網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS 允許應用進程打開一個遠地文件，并能在該文件的某一個特定的位置上開始讀寫數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡上傳送的只是少量的修改數(shù)據(jù)。簡單文件傳送協(xié)議TFTP三、 TFTP 是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。1、 TFTP 使用客戶服務器方式和使用UDP 數(shù)據(jù)報， 因此 TFTP 需要有自己的差錯改正措施。2、 TFTP 只支持文件傳輸而不支持交互。3、 TFTP 的主要特點：(1) 每次傳送的數(shù)據(jù)PDU 中有 512 字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可不足512 字節(jié)。(2) 數(shù)據(jù) PDU 也稱為文件塊(block

8、) ，每個塊按序編號，從1 開始。(3) 支持 ASCII 碼或二進制傳送。(4) 可對文件進行讀或寫。(5) 使用很簡單的首部。4、 在一開始工作時。TFTP 客戶進程發(fā)送一個讀請求PDU 或寫請求PDU 給 TFTP 服務器進程，其熟知端口號碼為69。5、 若文件長度恰好為512 字節(jié)的整數(shù)倍，則在文件傳送完畢后，還必須在最后發(fā)送一個只含首部而無數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)PDU 。四、遠程終端協(xié)議TELNET 也稱 終端仿真協(xié)議1、 用戶用 TELNET 就可在其所在地通過TCP 連接注冊(即登錄)到遠地的另一個主機上(使用主機名或IP 地址)2、遠程終端協(xié)議 TELNET 是基于 TCP協(xié)議、端口 23

9、號。3、和FTP的情況相似，服務器中的主進程等待新的請求，并產(chǎn)生從屬進程來處理每一個連接。4、為了適應不同格式的網(wǎng)絡要使用網(wǎng)絡虛擬終端NVT :客戶軟件把用戶的擊鍵和命令轉換成NVT格式，并送交服務器。服務器軟件把收到的數(shù)據(jù)和命令，從NVT格式轉換成遠地系統(tǒng)所需的格式。五、萬維網(wǎng) WWW (World Wide Web)1、萬維網(wǎng) WWW并非某種特殊的計算機網(wǎng)絡。萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所，采用鏈接訪問方式，提供分布式服務。以客戶服務器方式工作。2、超文本是包含指向其他文檔的鏈接的文本，是萬維網(wǎng)的基礎，3、超媒體與超文本的區(qū)別是文檔內容不同，超文本文檔僅包含文本信息，而超媒體文檔

10、還包含其他表示方式的信息，如圖形、圖像、聲音、動畫，甚至活動視頻圖像。4、萬維網(wǎng)是分布式超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本(hypertext)系統(tǒng)的擴充。5、萬維網(wǎng)必須解決的問題(1)怎樣標志分布在整個因特網(wǎng)上的萬維網(wǎng)文檔？使用統(tǒng)一資源定位符URL (Uniform Resource Locator)來標志萬維網(wǎng)上的各種文檔。使每一個文檔在整個因特網(wǎng)的范圍內具有唯一的標識符URL。(2)用何協(xié)議實現(xiàn)萬維網(wǎng)上各種超鏈的鏈接？在萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務器程序之間進行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。HTTP是一

11、個應用層協(xié)議，它使用 TCP連接進行可靠的傳送。(3)怎樣使各種萬維網(wǎng)文檔都能在因特網(wǎng)上的各種計算機上顯示出來，同時使用戶清楚地知 道在什么地方存在著超鏈？超文本標記語言HTML (HyperText Markup Language)使得萬維網(wǎng)頁面的設計者可以很方便地用一個超鏈從本頁面的某處鏈接到因特網(wǎng)上的任何一個萬維網(wǎng)頁面，并且 能夠在自己的計算機屏幕上將這些頁面顯示出來。(4)怎樣使用戶能夠很方便地找到所需的信息？用戶可使用各種的搜索工具(即搜索引擎)在萬維網(wǎng)上方便地查找信息。6、統(tǒng)一資源定位符URL是對可以從因特網(wǎng)上得到的資源的位置和訪問方法的一種簡潔的表示，是一個指針7、URL的一般形

12、式是：協(xié)議:主機:端口 /路徑 是存放資源的主機在因特網(wǎng)中的域名， 端口有時可省略，若再省略文件的 路徑項，則URL就指到因特網(wǎng)上 的某個主頁Eg: :80/chn/yxsz/index.htm但是對于萬維網(wǎng)的 http協(xié)議一般默認端口是 80,可以省略8、超文本傳送協(xié)議HTTP:定義了瀏覽器怎樣向萬維網(wǎng)服務器請求萬維網(wǎng)文檔，以及服務器怎樣把文檔傳送給服務器。9、用戶瀏覽網(wǎng)頁有兩種方法：在瀏覽器的地址欄輸入URL,或者點擊超鏈接10、用戶點擊鼠標后所發(fā)生的事件(1)瀏覽器分析超鏈指向頁面的URL。(2)瀏覽器向 DNS請求解析 的IP地址。(3)域名系統(tǒng) DNS解析出清華大學服務器的IP地址。

13、(4)瀏覽器與服務器建立TCP連接(5) 瀏覽器發(fā)出取文件命令：GET /chn/yxsz/index.htm 。(6) 服務器給出響應，把文件index.htm 發(fā)給瀏覽器。(7) TCP 連接釋放。(8) 瀏覽器顯示“清華大學院系設置”文件 index.htm 中的所有文本。11、 HTTP 的主要特點HTTP 是面向事務的客戶服務器協(xié)議。HTTP 1.0 協(xié)議是無狀態(tài)的(stateless)。 ，不具記憶性HTTP 協(xié)議本身也是無連接的，雖然它使用了面向連接的TCP 向上提供的服務12、瀏覽器請求一個萬維網(wǎng)文檔到收到所需的時間傳輸文檔的時間+2RTT13、 HTTP/1.1 協(xié)議是 1.

14、0 的加強版，使用持續(xù)連接。即萬維網(wǎng)服務器在發(fā)送響應后仍然在一段時間內保持這條連接，使同一個客戶(瀏覽器)和該服務器可以繼續(xù)在這條連接上傳送后續(xù)的 HTTP 請求報文和響應報文。14、 HTTP 1.1 的特點在一個 TCP 連接上可以傳送多個HTTP 請求和響應多個請求和響應過程可以重疊進行 增加了更多的請求頭和響應頭15、持續(xù)連接的兩種工作方式：非流水線方式：客戶在收到前一個響應后才能發(fā)出下一個請求。減少了一個RTT流水線方式：客戶在收到HTTP 的響應報文之前就能夠接著發(fā)送新的請求報文。減少 1.5 個RTT16、代理服務器：又稱為萬維網(wǎng)高速緩存(Web cache),它代表瀏覽器發(fā)出H

15、TTP請求。萬維網(wǎng)高速緩存把最近的一些請求和響應暫存在本地磁盤中。當與暫時存放的請求相同的新請求到達時，萬維網(wǎng)高速緩存就把暫存的響應發(fā)送出去，而不需要按URL 的地址再去因特網(wǎng)訪問該資源。減少訪問因特網(wǎng)服務器的時延，減少網(wǎng)絡鏈路通信量。17、使用高速緩存的情況(1) 瀏覽器訪問因特網(wǎng)的服務器時，要先與校園網(wǎng)的高速緩存建立TCP 連接，并向高速緩存發(fā)出 HTTP 請求報文(2) 若高速緩存已經(jīng)存放了所請求的對象，則將此對象放入HTTP 響應報文中返回給瀏覽器。(3) 否則，高速緩存就代表發(fā)出請求的用戶瀏覽器，與因特網(wǎng)上的源點服務器建立TCP 連接，并發(fā)送HTTP 請求報文。(4) 源點服務器將所

16、請求的對象放在HTTP 響應報文中返回給校園網(wǎng)的高速緩存。(5) 高速緩存收到此對象后，先復制在其本地存儲器中(為今后使用)，然后再將該對象放在 HTTP 響應報文中，通過已建立的TCP 連接，返回給請求該對象的瀏覽器。18、 HTTP 有兩類報文：請求報文和響應報文19、 HTTP 的報文結構：由三個部分組成，即開始行、首部行和實體主體。20、請求報文中，開始行就是請求行，組成： “方法“：即命令 eg：GET“URL是所請求的資源的URL。版本”是 HTTP的版本。21、響應報文的開始行是狀態(tài)行。組成：HTTP 的版本，狀態(tài)碼，以及解釋狀態(tài)碼的簡單短語。狀態(tài)碼解釋：1xx 表示通知信息的，

17、如請求收到了或正在進行處理。2xx 表示成功，如接受或知道了。3xx 表示重定向，表示要完成請求還必須采取進一步的行動。4xx 表示客戶的差錯，如請求中有錯誤的語法或不能完成。5xx 表示服務器的差錯，如服務器失效無法完成請求。22、 Cookie 表示在 HTTP 服務器和客戶之間傳遞的狀態(tài)信息。萬維網(wǎng)站點使用Cookie 來跟蹤用戶。23、萬維網(wǎng)的文檔：超文本標記語言HTMLHTML 把各種標簽（用于排版的命令）嵌入到萬維網(wǎng)的頁面中。這樣就構成了所謂的HTML文檔。 HTML 文檔是一種可以用任何文本編輯器創(chuàng)建的ASCII 碼文件。 標簽一般成對出現(xiàn)，一個表示開始，一個表示結束，由尖括號包

18、圍24、 萬維網(wǎng)文檔可以分為動態(tài)萬維網(wǎng)文檔和靜態(tài)萬維網(wǎng)文檔。動態(tài)文檔和靜態(tài)文檔之間的主要差別體現(xiàn)在服務器一端。25、 在萬維網(wǎng)中用來進行搜索的程序叫做搜索引擎，可以分為全文檢索搜索引擎（谷歌，百度）和分類目錄搜索引擎（雅虎，新浪，搜狐，網(wǎng)易）五、電子郵件1、電子郵件（e-mail）是因特網(wǎng)上使用得最多的和最受用戶歡迎的一種應用。2、 發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP簡單郵件傳送協(xié)議3、 讀取郵件的協(xié)議：POP3 郵局協(xié)議和IMAP4、用戶代理UA 就是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，是電子郵件客戶端軟件。功能：撰寫、顯示、處理和通信5、 郵件服務器的功能是發(fā)送 和 接收 郵件， 同時還要向發(fā)信人報告郵件傳送

19、的情況（已交付、被拒絕、丟失等）。6、 一個郵件服務器既可以作為客戶，也可以作為服務器。需要使用發(fā)送和讀取兩個不同的協(xié)議。7、 發(fā)送和接收電子郵件的幾個重要步驟發(fā)件人調用PC 中的用戶代理撰寫和編輯要發(fā)送的郵件。發(fā)件人的用戶代理把郵件用SMTP 協(xié)議發(fā)給發(fā)送方郵件服務器，SMTP 服務器把郵件臨時存放在郵件緩存隊列中，等待發(fā)送。發(fā)送方郵件服務器的SMTP 客戶與接收方郵件服務器的SMTP 服務器建立TCP連接，然后就把郵件緩存隊列中的郵件依次發(fā)送出去。運行在接收方郵件服務器中的SMTP 服務器進程收到郵件后，把郵件放入收件人的用戶郵箱中，等待收件人進行讀取。收件人在打算收信時，就運行 PC機中

20、的用戶代理，使用 POP3 （或IMAP ）協(xié)議讀取發(fā)送給自己的郵件。8、 電子郵件地址的格式：收件人郵箱名郵箱所在主機的域名eg： 111400851fzu 9、 SMTP 通信的三個階段：連接建立郵件傳送連接釋放10、 電子郵件的信息格式：一個電子郵件分為信封和內容兩部分。內容可以分為首部和主體11、 郵件內容首部的一些關鍵字：To： 一個或多個收件人的電子郵件地址；Subject:郵件的主題12、在接收郵件的用戶PC 機中必須運行POP 客戶程序，而在用戶所連接的ISP 的郵件服務器中則運行POP 服務器程序。13、 IMAP 最大的好處就是用戶可以在不同的地方使用不同的計算機隨時上網(wǎng)閱

21、讀和處理自己的郵件。IMAP 還允許收件人只讀取郵件中的某一個部分，比如只讀取標題，比較方便。缺點：用戶需要經(jīng)常與IMAP 服務器建立連接。六、動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP1、協(xié)議配置在協(xié)議軟件中給這些參數(shù)賦值的動作2、 DHCP 提供了即插即用連網(wǎng)的機制。這種機制允許一臺計算機加入新的網(wǎng)絡和獲取IP 地址不用手工參與。3、 租用期：DHCP 服務器分配給DHCP 客戶的 IP 地址的臨時的，DHCP 客戶能使用分配到的 IP 地址的時間。4、 IP 獲取方式：需要IP 地址的主機在啟動時就向DHCP 服務器廣播發(fā)送發(fā)現(xiàn)報文（ DHCPDISCOVER ） ， 本地網(wǎng)絡上所有主機都能收到此廣播報文

22、，但只有 DHCP 服務器才回答此廣播報文。5、 DHCP 報文只是UDP 用戶數(shù)據(jù)報中的數(shù)據(jù)。基于UDP 協(xié)議6、 DHCP 協(xié)議的工作過程： DHCP 服務器被動打開UDP 端口67，等待客戶端發(fā)來的報文。： DHCP 客戶從 UDP 端口 68 發(fā)送 DHCP 發(fā)現(xiàn)報文。： 凡收到 DHCP 發(fā)現(xiàn)報文的DHCP 服務器都發(fā)出DHCP 提供報文，因此 DHCP 客戶可能收到多個DHCP 提供報文。： DHCP 客戶從幾個DHCP 服務器中選擇其中的一個，并向所選擇的DHCP 服務器發(fā)送 DHCP 請求報文。： 被選擇的DHCP 服務器發(fā)送確認報文DHCPACK ， 進入已綁定狀態(tài)，并可開始

23、使用得到的臨時IP 地址了。DHCP 客戶現(xiàn)在要根據(jù)服務器提供的租用期T 設置兩個計時器T 1和丁2,它們的超時時間分別是0.5T和0.875T。當超時時間到就要請求更新租用期。租用期過了一半（ T1 時間到） ， DHCP 發(fā)送請求報文DHCPREQUEST 要求更新租用期。： DHCP 服務器若同意，則發(fā)回確認報文DHCPACK 。 DHCP 客戶得到了新的租用期，重新設置計時器。： DHCP 服務器若不同意，則發(fā)回否認報文DHCPNACK 。 這時 DHCP 客戶必須立即停止使用原來的IP 地址，而必須重新申請IP 地址（回到步驟） 。若 DHCP 服務器不響應步驟 的請求報文DHCPR

24、EQUEST ， 則在租用期過了87.5% 時， DHCP 客戶必須重新發(fā)送請求報文DHCPREQUEST （重復步驟） ，然后又繼續(xù)后面的步驟。： DHCP 客戶可隨時提前終止服務器所提供的租用期，這時只需向DHCP 服務器發(fā)送釋放報文 DHCPRELEASE 即可。七、簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議SNMP1、網(wǎng)絡管理包括對硬件、軟件和人力的使用、綜合與協(xié)調，以便對網(wǎng)絡資源進行監(jiān)視、測試、配置、分析、評價和控制，這樣就能以合理的價格滿足網(wǎng)絡的一些需求，如實時運行性能，服務質量等。網(wǎng)絡管理常簡稱為網(wǎng)管。2、 管理站也常稱為網(wǎng)絡運行中心NOC ，是網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的核心。3、 管理程序在運行時就成為管理進程，管

25、理程序是客戶程序，代理程序是服務器程序4、 Manager 不是指人而是指機器或軟件。5、 網(wǎng)絡管理員（administrator） 指的是人。大型網(wǎng)絡往往實行多級管理，因而有多個管理者，而一個管理者一般只管理本地網(wǎng)絡的設備。6、 網(wǎng)絡的每一個被管設備中可能有多個被管對象。7、 被管設備有時可稱為網(wǎng)絡元素或網(wǎng)元。8、 代理：在每一個被管設備中都要運行一個程序以便和管理站中的管理程序進行通信。這些運行著的程序叫做網(wǎng)絡管理代理程序，或簡稱為代理。9、 網(wǎng)絡管理協(xié)議，簡稱為網(wǎng)管協(xié)議。并不是網(wǎng)管協(xié)議本身來管理網(wǎng)絡，而是管理程序和代理程序之間進行通信的規(guī)則。10、 在網(wǎng)管系統(tǒng)中往往是一個(或少數(shù)幾個)客戶程序與很多的服務器程序進行交互。11、 SNMP 報文 使用 UDP 來傳送。12、委托代理：若網(wǎng)絡元素使用的不是SNMP 而是另一種網(wǎng)絡管理協(xié)議，SNMP 協(xié)議就無法控制該網(wǎng)絡元素。這時可使用委托代理。委托代理能提供如協(xié)議轉換和過濾操作等