【计算机网络原理】第二章 网络应用

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【计算机网络原理】第一章 概述

网络应用

一、计算机网络应用体系结构

主要分为三种类型：

客户/服务器（C/S）结构

通信只在客户和服务器之间进行，客户之间不进行直接通信

客户主动向服务器发起请求，申请通信

P2P（Peer to Peer）结构

每个对等端都同时具有C/S应用的客户与服务端的特征，是个服务器与客户的结合体，对等端之间直接通信

即每个对等端既可以请求别人提供服务也可以为别人提供服务

混合结构

上述两结构的混合类型

既有中心服务器的存在，又有对等端（客户）间的直接通信

• 注意：无论哪种模式，最基本的通信原理是一致的

通信过程两者间必有一个充当客户端一个充当服务端

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二、网络应用通信基本原理

C/S通信基本原理

服务器端运行的是服务端进程，被动地等待客户请求服务；

客户端运行客户进程，主动发起通信，请求服务器进程提供服务

应用进程间遵循应用层协议交换应用层报文 应用层协议

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三、域名系统(DNS)

基本概念

互联网使用的命名系统，用于将域名转换为IP 地址

层次化域名空间

命名方法

1. 国家顶级域名nTLD
   每个域名代表一个国家的主机
2. 通用顶级域名gTLD
   某一类机构或组织的所有主机的域名
3. 基础结构域名
   只有一个域名----arpa
   
   从叶结点出发一级一级往上便可得到完整域名

优点：容易查找，便于分布式的管理

域名服务器

域名解析

将域名映射成IP地址的过程

域名服务器

为了实现域名解析，需建立分布式的数据库，存储网络中域名与IP地址的映射关系数据

域名服务器的分类

1. 根域名服务器
   十三套，管理根域域名
2. 顶级域名服务器
   管理顶级域名
3. 权威域名服务器
   具体管理某一个域的域名并提供服务
4. 本地域名服务器
   直接为客户提供服务

域名解析过程

1.递归查询
代替查询主机（代替客户端），进行进一步的域名查询，并将最终解析结果发送给查询主机或服务端
2. 迭代查询
只是将下一步要查询的服务器告知查询主机或服务端

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四、万维网应用

万维网应用结构

• web服务器
  网页资源的存储
• 浏览器
• 超文本传输协议（HTTP）
  客户浏览网页资源通过超文本传输协议实现

客户浏览网页的过程

1. 客户机向web服务器发起TCP连接
2. 客户机上的浏览器程序根据要访问的页面网址，发出HTTP请求
3. 服务器接收请求报文，并根据URL找到相应的网页资源，其中网页资源用HTML语言编写
4. 网页资源作为响应信息回馈到浏览器
5. 浏览器接收后，以一定的格式呈现在用户面前

HTTP

概念

超文本传输协议，定义浏览器如何向web服务器发送请求，以及web服务器如何对浏览器进行响应

版本

HTTP/1.0 和 HTTP/1.1

连接

非持久连接，持久连接（1.0默认非持久，1.1默认持久）

非持久连接，获取一个图像后断开连接，若还有图像需要获取，则重新请求连接
持久连接，获取一个图像后不断开连接

注意：持久连接方式下服务器的压力比较大

HTTP报文

1. 请求报文
   从客户向服务器发送请求报文
   

2. 响应报文
   从服务器到客户的回答
   

状态码

Cookie

小型文本文件，指某些网站为了辨别用户身份、进行会话跟踪而储存在用户本地终端上的数据。

弥补了HTTP协议无状态性的不足，有利于针对性的服务

Cookie 中包含了一个分配给某个用户的特定编号，分别存储在浏览器和服务器中。

当用户访问某个网站时，该网站会分配给一个用户编号，当用户再访问该网站时，网站可以通过编号知道该用户之前的访问状态。

工作原理

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五、Internet电子邮件

电子邮件系统结构

主要包括邮件服务器、简单邮件传输协议（SMTP）、用户代理和邮件读取协议

用户代理

用户与电子邮件系统的接口

基本功能：撰写、显示、处理、通信

邮件服务器

功能：发送和接收文件，同时向发信人报告邮件传送的情况

邮件发送和邮件读取协议

邮件发送时读取使用不同的协议

简单邮件发送协议SMTP：用于在用户代理向邮件服务器或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。

SMTP

Internet电子邮件中核心应用层协议，实现邮件服务器之间或用户代理到邮件服务器之间的邮件传输

基本交互方式：SMTP客户端发送命令，命令可能携带参数，SMTP服务器对命令进行应答

通信三阶段

1. 连接建立（握手阶段）
2. 邮件发送
3. 释放连接

电子邮件格式及MIME

• 电子邮件包括：首部、空行、主体三部分

首部中包含一些关键词：To、Subject、Date、Reply_To等关键词

• MIME
  将非七位ASCII码文本内容通过特定编码形式，转化为ASCII码文本内容，再通过SMTP进行传输、
  在邮件首部增加MIME首部行，说明主体内容原本的数据类型以及采用的编码标准

邮件读取协议

第三版的邮局协议----POP3

类似SMTP， 使用客户服务器方式。

客户发送指令、服务器把邮件传输给客户端、客户端再读取

相当于下载邮件在电脑上再读取

互联网邮件访问协议----IMAP

直接通过指令操作邮箱

因此使用这种协议，要想查阅邮件，需要联网，不像POP3在本地进行读取

想要查阅邮件，需要联网

HTTP

不依赖于任何邮件客户端、直接通过服务器的网址来访问就可以操作

（越来越多用户通过浏览器访问）

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六、FTP

在互联网的两个主机间实现文件互传的应用层协议

是C/S模式，采用控制连接（21端口）传输控制命令，数据连接（20端口）则传输文件内容

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七、P2P应用

新的网络应用模式----对等模式

之前了解到DNS、HTTP、电子邮件等等都是客户服务器模式

前面有简述P2P的对等端，可以理解为服务和客户的结合体

P2P应用优势

充分聚集利用了端系统的计算能力以及网络传输带宽，对服务器的依赖小

适合大数据量的数据服务

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