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应用层总结

2025/9/21 3:18:10 来源:https://blog.csdn.net/weixin_73739312/article/details/144182203  浏览:    关键词:应用层总结

应用层:解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题
运输层:解决进程之间基于网络的通信问题
网络层:解决分组在多个网络上传输(路由)的问题
数据链路层:解决分组在一个网络(或一段链路)上传输的问题
物理层:解决使用何种信号来传输比特的问题

网络应用程序在各种端系统上的组织方式和它们之间的关系,主要有以下两种:
客户/服务器(Client/Server,C/S)方式
对等(Peer-to-Peer,P2P)方式

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客户/服务器万维网、文件传送、电子邮件)

服务器总是处于 运行状态 并等待客户的服务请求。服务器具 有固定的运输层端口号 (例如Web
服务器的默认端口号为80),而运行服务器程序的 主机也具有固定的IP 地址。
-服务集中型,计算机集群(服务器场)
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对等方式(P2P文件共享、即时通信、P2P流媒体、分布式存储)
应用进程是对等的(对等方),对等方相互之间直接通信,每个对等方既是服务的请求者,又是服务的提供者
-服务分散型,P2P最突出特性之一:可扩展性。因为系统每增加一个对等方,不仅增加
的是服务的请求者,同时也增加了服务的提供者,系统性能 不会因为规模的增大而降低

动态主机配置协议 DHCP   提供即插即用连网机制

要配置的参数:IP地址,子网掩码,默认路由器IP,域名服务器IP

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DHCP:使用C/S方式

DHCP服务器--->运行DHCP服务器进程(DHCP服务器)--->UDP端口67
用户主机--->运行DHCP客户进程(DHCP客户)--->UDP端口68
DHCP客户广播发送DHCP发现报文(IP源:0.0.0.0,目的:255.255.255.255)
(DHCP发现报文内部封装:事务ID、DHCP客户端MAC地址)
-
DHCP服务器:收到DHCP发现报文后,根据其中封装的DHCP客户端MAC地址来查找自己的数据库是否有针对该MAC地址的配置信息。如果有,则使用这些配置信息来构建DHCP提供报文如果没有,则采用默认配置信息来构建DHCP提供报文,
广播发送DHCP提供报文(IP源:DHCP服务器IP,目的:255.255.255.255)
(DHCP提供报文:封装有配置信息,例如IP地址、子网掩码、地址租期、默认网关的IP、DNS服务器IP)
DHCP服务器从自己的IP地址池中挑选待租用给主机的IP地址时,使用 ARP 检测提供报文内的IP地址是否已被网络中其他主机占用
-
DHCP客户:根据DHCP提供报文中的事务ID来判断该报文是否是自己所请求的报文,是则接受,否则丢弃;若收到多个DHCP提供报文,选先到的那个
向选择的DHCP服务器 发送DHCP请求报文(IP源:0.0.0.0,目的:255.255.255.255)
(DHCP请求报文:封装有事务ID、DHCP客户端MAC地址、接收的租约中的IP、提供此租约的DHCP服务器端的IP )
-
DHCP服务器发送DHCP确认报文(IP源:DHCP服务器IP,目的:255.255.255.255)
-
DHCP客户:收到该确认报文段后,就可以使用所租用到的IP地址了。需要注意的是,在使用租用到的IP地址之前, 主机使用 ARP 检测 该IP地址是否已被网络中其他主机占用(
若被占用,DHCP客户会给DHCP服务器发送 DHCP谢绝报文 来谢绝IP地址租约,并 重新发送DHCP发现报文
---
租用期过一半:
DHCP客户发送DHCP请求报文来请求更新租用期 (IP源:租用的IP,目的:DHCP服务器IP)
DHCP服务器:同意则发送 DHCP确认报文,不同意则发送 DHCP否认报文,未响应则:
租用期过87.5%,DHCP客户重新 发送DHCP请求报文
租用期满 ,DHCP客户立即停止使用租用IP
注意:DHCP客户可随时提前终止租用,发送 DHCP释放报文 (IP源:0.0.0.0,目的:255.255.255.255)
DHCP中继代理
DHCP发现报文不会被路由器转发,而是被丢弃,
给路由器配置DHCP服务器IP从而成为DHCP中继代理,收到广播的DHCP发现报文后,单播转发给DHCP服务器

域名系统DNS: 分布式数据库系统 采用C/S方式

1,浏览器地址栏中输入域名,主机在DNS缓存中查找域名所对应的IP
2,若没有找到,则向因特网中某台DNS服务器查询自己的域名和IP地址映射关系的数据库
3,DNS服务器收到DNS查询报文后,在其数据库中进行查询,并将查询结果发送给主机
域名
命名方法:层次树状结构
….三级域名.二级域名.顶级域名
每一级的域名都由字母+数字组成,不超过63个字符,也不区分大小写字母,完整的域名不超过255个字符
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顶级域名(TLD):
国家顶级域名(nTLD):
采用ISO 3166的规定,如cn表示中国,us表示美国,uk表示英国
国家顶级域名下注册的二级域名均由该国家自行确定

我国二级域名划:

类别域名(7个 ac:科研机构,com:工、商、金融企业,gov:政府部门,net:网络服务的机构,mil:军事机构,org:非营利性组织

行政区域名
通用顶级域名(gTLD):
最常见的通用顶级域名有七个,com:公司企业,net网络服务机构org非营利性组织int国际组织,edu:美国教育机构,gov:美国政府部门,mil:美国军事部门
反向域(arpa):
用于反向域名解析,即IP地址反向解析为域名
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域名服务器(DNS服务器):保存域名和IP地址的对应关系
根域名服务器 不直接解析域名,而是返回域名 所属顶级域名的顶级域名服务器的IP地址
顶级域名服务器 :管理在其下注册的所有二级域名
权限域名服务器 :管理某个区的域名
本地域名服务器(默认域名服务器)代理,将报文转发到上述的域名服务器的等级结构
-
本地域名服务器的IP地址需要直接配置在 需要域名解析 主机
-
DNS服务器管辖范围以区为单位
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域名解析过程
1,递归查询
2,迭代查询
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高速缓存
用来存放 最近查询过的域名 从何处获得 域名映射信息的记录
域名服务器为每项内容设置 计时器 ,并删除超过合理时间的项
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DNS报文使用运输层的UDP进行封装,熟知端口号为53
文件传送协议(FTP)  采用C/S方式 (主动模式/被动模式)
-提供交互式的访问
-允许客户指明文件类型与格式
-允许文件有存取权限
-屏蔽了计算机系统的细节,适用于在异构网络中任意计算机之间传送文件
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FTP服务器:一台高性能、高可靠性的服务器计算机/一台普通的个人计算机
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主动模式建立数据通道时,FTP服务器主动连接FTP客户
控制连接:整个 会话期间一直保持打开 ,用于传送FTP相关的 控制命令
数据连接:用于文件传送,在每次 文件传送时才建立 ,传送结束就关闭
-
被动模式: 建立数据通道时,FTP服务器 被动等待 FTP客户的连接

电子邮件: C/S方式

-

三个主要构件

用户代理(电子邮件客户端软件

邮件服务器(邮件传输代理,C/S方式):同时充当客户、服务器

电子邮件所需协议:SMTP、POP3、IMAP   均使用C/S方式、基于TCP连接

-

简单邮件发送协议 SMTP: 用于在用户代理到邮件服务器、邮件服 务器之间 发送 邮件。
邮局协议 POP3: 用于用户代理从邮件服务器 读取 邮件
-
简单邮件传送协议SMTP:
SMTP 不使用中间的邮件服务器 。不管发送方和接收方的邮件服务器相隔有多远,不管
在邮件传送过程中要经过多少个路由器, TCP 连接总是在发送方和接收方这两个邮件服务
器之间直接建立
过程
连接建立
邮件传送
连接释放:释放TCP连接
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邮件读取协议:
POP3:邮局协议第3个版本
-支持用户 鉴别
-POP3 服务器 删除 被用户读取了的邮件
-不允许用户在 邮件服务器上管理自己的邮件
-
IMAP:网际报文存取协议
联机 协议(必须联网)
-部分下载:连接后只下载 邮件首部
-用户直接在 IMAP 服务器 创建和管理 文件夹
-用户可以 搜索 邮件内容

万维网 www  使用 C/S方式

并非某种特殊的计算机网络,是大规模联机式的 信息储藏所、分布式应用
网页之间访问方式:超链接
-
客户: 浏览器。
服务器: 万维网服务器
-
统一资源定位符(URL) :指明因特网上任何种类“资源”的位置
格式: <协议>://<主机>:<端口>/<路径>
-
使用协议: 超文本传送协议 HTTP
HTTP 是一个应用层协议,使用 TCP 连接进行可靠的传送
-
万维网文档 :超文本标记语言 HTML、 层叠样式表CSS、脚本语言JavaScript
HTTP操作过程:
(1)非持续连接方式   HTTP/1.0
每请求一个文档就要有2RTT的开销
万维网客户通常会建立多个并行的TCP连接同时请求多个对象,但占用大量服务器资源

(2)持续连接 HTTP/1.1

服务器发送响应后在一段时间内保持这条连接(不释放)

两种工作方式:
非流水线方式: 客户收到响应 之后 才能发送下一个请求报文
流水线方式: 客户收到响应报文 可以连续发送多个请求报文
HTTP的报文格式
HTTP是面向文本的,其 报文中 的每一个 字段 都是一些 ASCII码串 ,并且每个字段的长度都是不确定的

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