应用层

1 域名系统 DNS

把主机名解析为 IP 地址。
被设计成分布式系统。

1.1 层次结构

一个域名由多个层次构成，从上层到下层分别为顶级域名、二级域名、三级域名以及四级域名。所有域名可以画成一颗域名树。

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域名服务器可以分为以下四类：

1.根域名服务器：解析顶级域名；
2.顶级域名服务器：解析二级域名；
3.权限域名服务器：解析区内的域名；
4.本地域名服务器：也称为默认域名服务器。可以在其中配置高速缓存。
区和域的概念不同，可以在一个域中划分多个区。图 b 在域 abc.com 中划分了两个区：abc.com 和 y.abc.com

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因此就需要两个权限域名服务器：

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1.2 解析过程

• 主机向本地域名服务器解析的过程采用递归，而本地域名服务器向其它域名服务器解析可以使用递归和迭代两种方式。
• 迭代的方式下，本地域名服务器向一个域名服务器解析请求解析之后，结果返回到本地域名服务器，然后本地域名服务器继续向其它域名服务器请求解析；而递归的方式下，结果不是直接返回的，而是继续向前请求解析，最后的结果才会返回。

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1.3 使用的运输层协议

DNS 在解析的过程使用 UDP 进行传输，因为 UDP 最大只支持 512 字节的数据，如果超过的话就需要使用 TCP 传输。

2 文件传输协议 FTP

FTP 在运输层使用 TCP，并且需要建立两个并行的 TCP 连接：控制连接和数据连接。控制连接在整个会话期间一直保持打开，而数据连接在数据传送完毕之后就关闭。控制连接使用端口号 21，数据连接使用端口号 20。

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3 远程终端协议 TELNET

• TELNET 用于登录到远程主机上，并且远程主机上的输出也会返回。
• TELNET 可以适应许多计算机和操作系统的差异，例如不同操作系统系统的换行符定义。

4 电子邮件协议

一个电子邮件系统由三部分组成：用户代理、邮件服务器以及邮件发送协议和读取协议。其中发送协议常用 SMTP，读取协议常用 POP3 和 IMAP。

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4.1 POP3

POP3 的特点是只要用户从服务器上读取了邮件，就把该邮件删除。

4.2 IMAP

IMAP 协议中客户端和服务器上的邮件保持同步，如果不去手动删除邮件，那么服务器上的邮件也不会被删除。IMAP 这种做法可以让用户随时随地去访问服务器上的邮件。IMAP 协议也支持创建自定义的文件夹。

4.3 SMTP

SMTP 只能发送 ASCII 码，而互联网邮件扩充 MIME 可以发送二进制文件。MIME 并没有改动或者取代 SMTP，而是增加邮件主题的结构，定义了非 ASCII 码的编码规则。

5 动态主机配置协议 DHCP

• DHCP 提供了即插即用的连网方式，用户不再需要去手动配置 IP 地址等信息。
• DHCP 配置的内容不仅是 IP 地址，还包括子网掩码、默认路由器 IP 地址、域名服务器的 IP 地址。
• 工作方式如下：需要 IP 地址的主机广播发送 DHCP 发现报文（将目的地址置为全 1，即 255.255.255.255:67，源地址设置为全 0，即 0.0.0.0:68），DHCP 服务器收到发现报文之后，则在 IP 地址池中取一个地址，发送 DHCP 提供报文给该主机。

6 点对点传输 P2P

• 把某个文件分发的所有对等集合称为一个洪流。文件的数据单元称为文件块，它的大小是固定的。一个新的对等方加入某个洪流，一开始并没有文件块，但是能够从其它对等方中逐渐地下载到一些文件块，与此同时，它也为别的对等方上传一些文件块。

• 每个洪流都有一个基础设施，称为追踪器。当一个对等方加入洪流时，必须向追踪器登记，并周期性地通知追踪器它仍在洪流中。可以在任何时间加入和退出某个洪流。

• 一个新的对等方加入洪流时，追踪器会随机从洪流中选择若干个对等方，并让新对等方与这些对等方建立连接，把这些对等方称为相邻对等方。接收和发送文件块都是在相邻对等方中进行。

• 当一个对等方需要很多文件块时，通过使用最稀有优先的策略来取得文件块，也就是一个文件块在相邻对等方中副本最少，那么就优先请求这个文件块。

• 当很多对等方向同一个对等方请求文件块时，该对等方优先选择以最高速率向其发送文件块的对等方。

• P2P 是一个分布式系统，任何时候都有对等方加入或者退出。使用分布式散列表 DHT，可以查找洪流中的资源和 IP 地址映射。