计算机网络原理梳理丨应用层

计算机网络应用体系结构
网络应用通信基本原理
域名系统
万维网应用
Internet电子邮件
FTP
P2P应用
Socket编程

计算机网络应用体系结构

C/S （客户/服务器）结构

通信只在客户与服务器之间进行，客户与客户之间不进行直接通信。

P2P （Peer to Peer）结构

每个对等端都同时兼备C/S应用的客户与服务器的特征，是一个服务器与客户的结合体，对等端之间直接通信。

混合结构

既有服务器的存在，又有对等端（客户）间的直接通信。

网络应用通信基本原理

C/S通信原理

服务器运行的是服务器进程，被动的等待客户端请求服务；客户端运行的是客户进程，主动发起通信，请求服务器提供服务。应用进程间遵循应用层协议交换应用层报文。

域名系统（DNS）

层次树状结构命名方法：

国家顶级域名 nTLD
通用顶级域名 gTLD
基础结构域名

域名服务器

域名解析：将域名映射为 IP 地址的过程
域名服务器：为了实现域名解析，需要建立分布式数据库，存储网络中域名与 IP 地址的映射关系，这些数据库存储在域名服务器上，域名服务器根据用户的请求提供域名解析服务。域名服务器的分类： 1.根域名服务器（全球13套） 2.顶级域名服务器 3.权威域名服务器 4.本地域名服务器

域名解析过程

迭代查询：只是将下一步要查询的的服务器告知查询主机或服务器。

递归查询：代替查询主机或其它域名服务器，进行进一步的域名查询，并将最终解释结果发送给查询主机或服务器。（缺点：多查询请求情况下影响域名服务器的性能，资源占用高）

万维网应用

万维网的数据传输采用 TCP 连接，保证传输的可靠性以获得可靠地数据。

工作过程： 1.客户端 Web 浏览器根据域名向域名服务器查询目标服务器的 IP 地址 2.根据查询出来的 IP 地址建立 TCP 连接 3.建立连接后发送 HTTP 请求报文（携带 URL） 4.目标服务器根据 HTTP 请求报文中的 URL 信息找到对应的网页资源（HTML）作为 HTTP 响应资源返回客户端 5.浏览器解析 HTML 并展示 6.访问结束。

HTTP 请求方式

非持久连接：建立一个 TCP 连接，传输一个对象就断开连接 1.串行方式请求每个对象，且每次都要新建 TCP 连接，但不会同时建立多条连接 2.并行方式请求每个对象，每个请求建立一个 TCP 连接，会同时产生多条连接
持久连接：建立一个 TCP 连接，传输多个对象 1.非流水方式：建立一个 TCP 连接后，依次顺序传输所有对象，获取完毕后断开 2.流水方式：建立一个 TCP 连接后，同时请求所有包含对象，获取完毕后断开

HTTP 报文

请求报文

1.请求行：包含方法、URL、版本号、回车符（结束标记） 2.首部行：包含所有需要上传的参数及回车符（结束标记）。参数以 Key：Value 形式存储，是明文 ASCII 字符，需要加密以提高安全性 3.实体主体：通常不用

请求行中方法列举： GET：通过请求URI得到资源 POST：用于添加新的内容 PUT：用于修改某个内容 DELETE：删除某个内容 CONNECT：用于代理进行传输，如使用SSL OPTIONS：询问可以执行哪些方法 PATCH：部分文档更改 PROPFIND,(wedav)：查看属性 PROPPATCH, (wedav)：设置属性 MKCOL, (wedav)：创建集合（文件夹） COPY, (wedav)：拷贝 MOVE, (wedav)：移动 LOCK, (wedav)：加锁 UNLOCK (wedav)：解锁 TRACE：用于远程诊断服务器 HEAD：类似于GET, 但是不返回body信息，用于检查对象是否存在，以及得到对象的元数据

响应报文

1.状态行：版本、状态码、短语、回车符（结束标记） 2.首部行：包含所有需要返回的参数及回车符（结束标记）。参数以 Key：Value 形式存储，是明文 ASCII 字符，需要加密以提高安全性

状态行中状态码列举：

Internet电子邮件

电子邮件系统结构

包括邮件服务器、简单邮件传输协议（SMTP）、用户代理、邮件读取协议（POP3 / IMAP）

SMTP

SMTP 是 Internet 电子邮件中信心应用层协议，实现邮件服务器之间或用户代理到服务器之间的邮件传输。

SMTP 使用传输层 TCP 实现可靠数据传输，端口号为25

SMTP 通过3个阶段的应用层交互完成邮件传输，分别是握手阶段、邮件传输阶段、关闭阶段

SMTP 的基本交互方式是 SMTP 客户端发送命令，命令后面可能携带参数， SMTP 服务器对命令进行应答。

SMTP 通讯过程

具体过程：

c 发送 TCP 连接请求 s 响应 220 携带域名表示接受连接 c 发送 hello 命令携带握手参数 s 响应 250 表示能够接受握手进入邮件传输阶段 c 发送 MAIN_FROM 命令携带邮件来源 s 响应 250 表示接收成功 c 发送 RCPT_TO 命令携带发送目标 s 响应 250 表示接收成功 c 发送 DATA 命令，表示即将发送邮件主体 s 响应 354 ，表示可以接受主体 c 开始逐行发送邮件主体内容 c 发送结束标记 “.” “回车” s 响应 250 表示接收成功 c 发送 QUIT 命令，表示退出指令 s 响应 221 邮件通讯全部完成