计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层

应用层概述

传输层以及以下的层提供完整的通信服务;而应用层是面向用户的一层。

工作位置:终端设备

UDP协议和TCP协议的应用场景:
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在多媒体信息应用方面,这一秒卡顿了没关系,因为下一秒也会有数据展示出来;这一秒丢失了,下一秒会有新的信息填充进来。因此可以使用UDP协议。

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在金融交易等可靠消息的传输过程中,不允许出现任何错误,因此使用TCP协议。

应用层的功能
定义应用间通信的规则。如:
应用进程的报文类型(请求报文、应答报文);
报文的语法、格式;
应用进程发送数据的时机、规则。

DNS详解

DNS(Domain Name System: 域名系统)
域对应网络;名对应名字

DNS存在意义:解决IP地址难以记忆的问题,使用域名帮助记忆。
DNS服务的工作原理
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例如请求baidu.com时,先请求DNS服务,然后把域名对应的IP地址取出来,再进行网络的访问。

域名的规则
域名由点、字母和数字组成。
点分割不同的域
域名可以分为顶级域、二级域、三级域
例如:www.taobao.com里,com是顶级域,taobao二级域,www三级域。

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com一般指公司company
net网络服务机构
gov政府机构
org组织机构

计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层_第5张图片域名服务器:
DNS服务部署在域名服务器上。
工作原理:
知道一个域名之后,先在本地域名服务器上查询,如果本地域名服务器直到该域名对应的IP地址,就直接返回,如果不知道,就首先访问根域名服务器,获得顶级域名服务器的线索,然后本地域名服务器就查询获得的顶级域名服务器,获得二级域名服务器的线索和应该查询哪一个本地域名服务器,最后在某个本地域名服务器中查询IP地址并返回。
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DHCP协议详解

DHCP是什么?
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol: 动态主机设置协议)。
DHCP是一个局域网协议。
DHCP是应用UDP协议的应用层协议。

手机等设备,有时候在家,有时候在公司,有时候在户外,在不同地方,不需要进行IP地址的配置就可以自动连接,为什么?
DHCP提供即插即用联网机制。不同的设备使用DHCP协议,不需要自己去配置IP地址,只要用了这个协议,就可在不同地方不同网络,只要连接上网络就可以使用。

DHCP的作用
为临时占用局域网的设备提供临时IP地址。

DHCP的过程

  1. DHCP服务器监听默认端口:67;
  2. 主机使用UDP协议广播DHCP发现报文;
  3. DHCP服务器发出DHCP提供报文;
  4. 主机向DHCP服务器发出DHCP请求报文;
  5. DHCP服务器回应并提供IP地址。

HTTP详解

HTTP协议详解

HTTP是什么?
HTTP(HyperTextTransfer Protocol: 超文本传输协议)
超文本——超级文本 ——带超链接文本

http(s): //<主机>:<端口>/<路径>
端口一般是80端口
https://www.imooc.com/
https://www.baidu.com/
https://www.taobao.com/

HTTP协议是可靠的数据传输协议。

HTTP工作过程:
运行在C/S架构上
计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层_第7张图片Web服务器:硬件部分和软件部分
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请求方法:
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GET:获取指定的服务端资源
POST:提交数据到服务端
DELETE:删除指定的服务端资源
UPDATE:更新指定的服务端资源

指定资源:

  • 在地址中指定
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  • 在请求数据中指定
    计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层_第11张图片计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层_第12张图片
    状态码:
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HTTP工作的结构

Web缓存
web服务是内容的提供。
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二八原则:20%热门内容缓存起来保存到一个访问更快的地方,提高热门数据的访问速度。

存储器层次结构:
从上往下,访问速度越来越慢
从下往上,容量越来越小
辅存是磁盘,空间大
主存是内存
缓存是CPU里的高速cache

缓存方式:这些都作为作为web缓存的载体

Web代理
采用Pro中间服务器做代理人,让双方通过代理人交流,避免服务器暴露等安全隐患
分类:正向代理、反向代理
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CDN
CDN(Content Delivery Network:内容分发网络),实现多媒体内容的加速。
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假设一个网站部署在北京,距离远的重庆和广州等地访问网站的时间会很长,对远距离用户不友好。
解决办法:网站会把一些大的内容部署在广州,留一个备份,这个备份就是CDN。这样一来,当重庆访问网站的时候就会选择广州而不是北京,以此减少时间消耗。

爬虫
爬去网络中的数据,例如百度,爬取后建立自己的数据库,在数据库建立索引,使用户更快的访问到各种信息。
有的爬虫会增加网络拥塞;损耗服务器资源。

HTTPS详解

为什么用HTTPS?

HTTP是明文传输的,对于账号密码、交易金额等信息是需要保护的,因此使用HTTPS协议。
HTTPS(Secure)是安全的HTTP协议。

http(s): //<主机>:<端口>/<路径>
端口一般是443端口

加密模型

对称加密
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非对称加密
计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层_第18张图片A、B是拥有一定数学关系的一组秘钥;
公钥加密,私钥解密。
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数字证书

数字证书是可信任组织颁发给特定对象的认证。
客户端和服务端都认为安全才是可信任的。

数字证书的结构:
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SSL

SSL(Secure Sockets Layer: 安全套接层),位于应用层和传输层之间的一个子层。
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作用:
确保数据安全和数据完整;
对传输层数据进行加密后传输。

HTTPS过程

计算机网络学习——TCP/IP四层模型之应用层_第22张图片E表示加密,D表示解密。

SSL安全参数握手过程:

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HTTP与协议栈

服务端和客户端之间的通信过程:
准备工作——域名解析——建立连接——HTTP通信

准备工作

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域名解析

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建立连接

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HTTP通信

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