六、应用层

(一)DNS域名系统

DNS域名系统,是把主机域名解析为IP地址的系统,解决了IP地址难记的问题。

DNS主要基于UDP协议,较少情况下使用TCP协议,端口号为53

域名系统由三部分构成:DNS名字空间、域名服务器、DNS客户机

1、DNS名字空间

层次树状结构命名,结构为:主机.子域.二级域.顶级域.

域名的每个部分不超过63个字符,整个域名不超过255个字符。最后的”.“表示根域,根域通常可以不用写

(1)域名空间结构

六、应用层_第1张图片

来自域名结构 - 知乎 (zhihu.com)

(2)顶级域名分为:

国家顶级域名、通用顶级域名、国际顶级域名

域名名称

作用

.com

商业机构

.edu

教育机构

.gov

政府部门

.int

国际组织

.mil

美国军事部门

.net

网络组织

.org

非盈利组织

.biz

商业

.info

网络信息服务组织

.pro

会计、律师和医生

.name

个人

.museum

博物馆

.coop

商业合作团体

.aero

航空工业

国家代码

例如cn代表中国

2、域名服务器

域名服务器运行模式为C/S(客户机/服务器)

(1)按照域名空间层次

名称

定义

根域名服务器

最高层次的域名服务器

顶级域名服务器

管理本级域名上注册的所有二级域名

权限域名服务器

一个域分为多个区,每一个区设置服务器即权限域名服务器

本地域名服务器

主机发出的DNS查询报文最初送到的服务器

(2)按照域名服务器的作用

名称

定义

有无域名数据库

缓存域名服务器

向其他域名服务器进行域名查询,将查询结果保存在缓存中的域名服务器

没有

转发域名服务器

负责非本地和缓存中无法查到的域名

主域名服务器

维护本区所有域名信息,信息存于磁盘文件和数据库中

有,一个域有且只有一个主域名服务器

辅域名服务器

主域名服务器的备份服务器提供域名解析服务,信息存于磁盘文件和数据库中

查询顺序:缓存域名服务器-转发域名服务器-主域名服务器-辅域名服务器

3、资源记录

常见资源记录

资源记录名称

作用

A

将DNS域名映射到IPv4的32位地址中

AAAA

将DNS域名映射到IPv6的128位地址中

CNAME

别名记录,可以将多个名称对应同一主机,在创建别名之前,必须先创建A

MX

指明邮件交换器的IP地址,其后的数字指明邮件交换器的优先级,数值越低优先级越高

NS

域名服务器记录,指明该域名由哪台服务器来解析

PTR

指针,IP映射为主机名

4、域名解析

域名解析:将域名解析为IP地址

DNS服务器名称解析过程中的查询顺序:本地缓存记录-区域记录-转发域名服务器-根域名服务器

域名解析的方法:

(1)递归查询

六、应用层_第2张图片

(2)迭代查询

六、应用层_第3张图片

图片来自https://blog.csdn.net/Funny_Ma/article/details/103486325

主机均首先查询本地域名服务器

(二)DHCP动态主机配置协议

1、DHCP基础

DHCP服务器采用DHCP协议为DHCP客户端进行动态IP地址分配

当同一子网内有多台DHCP服务器时,在默认情况下,客户机采用最先到达的DHCP服务器分配的地址

当需要跨越多个网段提供DHCP服务时,必须使用DHCP中继代理(在DHCP客户端和服务器之间转发DHCP消息的主机或者路由器)

DHCP服务端使用UDP的67号端口来监听和接收客户请求消息,客户端使用UDP的68号端口接收来自DHCP服务器的消息回复

在DHCP客户端无法找到对应的服务器、获取合法的IP地址失败的前提下,得到的IP是169.254.x.x(APIPA)

2、DHCP工作过程

(1)DHCP客户端发送IP租用请求

源地址0.0.0.0,目标地址255.255.255.255,发送DHCPDISCOVER广播消息

(2)DHCP服务器提供IP租用服务

收到消息后,通过UDP的67端口回复DHCPOFFER信息,其中包含一个还没有被分配的有效IP地址

(3)DHCP客户端IP租用选择

客户机选择最先到达的DHCPOFFER并发送DHCPREQUEST消息包

(4)DHCP客户端IP租用确认

DHCP服务器向客户机发送一个DHCPACK确认信息,信息中包括IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址、IP地址的租约(默认为8天

(5)DHCP客户端重新登录

获取IP地址后的DHCP客户端再重新联网,不再发送DHCPDISCOVER,直接广播发送包含前次分配地址信息的DHCPREQUEST请求,DHCP服务器收到请求后,如果该地址可用,则返回DHCPACK确认信息,不可用则发送DHCPNACK否认信息,收到DHCPNACK的客户端需要从第一步开始重新申请IP地址

(6)更新租约

租约期限到了,DHCP服务器会收回出租的IP地址,如果DHCP客户机想要延长其租约,则必须更新租约。DHCP客户机启动及IP租约期限过一半时,DHCP客户机会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息,若没有得到响应,则在整个租约的87.5%时,再次请求。

3、DHCP管理

服务器使用固定IP

远程访问用户划分到默认路由类

(四)HTTP超文本传输协议

1、WWW万维网

WWW的核心主要由三个标准构成:URL、HTTP、HTML

URL统一资源标识符:全世界通用,负责给万维网上资源定位的系统

HTTP超文本传输协议:规定浏览器和服务器怎样进行相互交流

HTML超文本标记语言:描述网页文档

2、HTTP超文本传输协议

HTTP由W3C万维网协会和IETF互联网工作小组共同提出

B/S浏览器/服务器模式工作,使用TCP的80端口提供服务

HTTP报文

分为2种:请求报文和响应报文

常见请求报文

方法

意义

GET

请求网页

HEAD

请求网页头

POST

请求报文

PUT

用于上传资源

DELETE

删除URL指定资源

OPTION

请求一些参数信息

TRACE

进行环回测试

CONNECT

用于代理服务器

(五)E-mail电子邮件

1、常见电子邮件协议

(1)SMTP简单邮件传输协议

负责将邮件上传到邮件服务器,仅传送ASCII文本

C/S客户/服务器模式工作,使用TCP协议的25端口

(2)S/MIME多用途互联网邮件扩展协议

负责将多媒体邮件安全上传到服务器,包含文本、图像、音频、视频以及其他应用程序专用的数据

(3)POP3邮局协议版本3

负责将邮件从邮件服务器中下载到客户机

C/S客户/服务器模式工作,使用TCP协议的110端口

用户从服务器读取邮件后,服务器就删除该邮件

(4)IMAP互联网邮件访问协议

提供摘要浏览和选择下载的新功能

C/S客户/服务器模式工作,使用TCP协议的143端口

用户从服务器读取邮件后,服务器仍会保存该邮件

2、邮件安全

PGP电子邮件加密软件

防止邮件被非授权者阅读,为邮件加上数字签名,从而使收信人可以确认邮件的发送者,并能确信邮件没有被篡改

使用数据压缩、MD5、RSA、IDEA、数字签名等手段

使用IDEA(128位)加密数据,RSA加密密钥,MD5认证,PEM增强保密邮件协议,采用每个报文一次一密的方法加密

(六)FTP文件传输协议

负责文件通过服务器上下传送

C/S工作,用户上传文件时,通过服务器20端口建立的是建立在TCP之上的数据连接,通过服务器的21端口建立的是建立在TCP之上的控制连接

客户端命令端口是N(N>=1024),数据层传输端口是N+1

1、用户分类

Real帐户

这类用户是指在FTP服务上拥有帐号。当这类用户登录FTP服务器的时候,其默认的主目录就是其帐号命名的目录,还可以变更到其他目录中去。如系统的主目录等等。

Guest用户

只能够访问其主目录下的目录,而不得访问主目录以外的文件。

Anonymous用户

匿名访问。登录目录是匿名FTP服务器的根目录/var/ftp

2、FTP协议工作方式

  1. 主动式PORT

服务器端主动使用20端口传输数据

  1. 被动式PASV

服务器端随机使用端口(>=1024)传输数据

3、TFTP简单文件传输协议

类似于FTP协议,使用UDP协议的69端口,一般用于路由器、交换机、防火墙配置文件传输

(七)网络管理

网络管理:监测、控制和记录电信网络资源的性能和使用情况,以使网络有效运行,为用户提供一定质量水平的电信业务。

1、OSI定义的网络管理

性能管理

配置管理

故障管理

安全管理

计费管理

2、CMIS/CMIP公共管理信息服务/协议

CMIS/CMIP是OSI提供的网络管理协议簇。CMIS定义了每个网络组成部分提供的网络管理服务,这些服务在本质上是很普通的,CMIP则是实现CMIS服务的协议。

3、网络管理系统

(1)管理站

负责管理代理和管理信息库,定期查询代理信息,确定独立的网络设备和网络状态是否正常

(2)代理

负责收集被管理设备的各种信息和响应管理站的命令或请求,并将其传输到MIB数据库中

(3)管理信息库MIB

提供有关被管理网络各类系统和设备的信息

(4)网络管理协议

用于管理站和代理之间传递、交互信息

4、SNMP简单网络管理协议

可以进行网络状态监视、网络参数设定、网络流量统计与分析、发现网络故障等

基于UDP协议,是一组标准,由SNMP协议、管理数据库MIB、管理信息结构SMI组成

SNMP协议实体发送请求和应答报文的默认端口号是161,SNMP代理发送陷阱报文Trap的默认端口号是162

(1)常见SNMP报文

从管理站到代理的SNMP报文

从一个数据项取数据

Get-Request

从代理进程处提取一个或多个数据项

Get-Next-Request

从代理进程处提取一个或多个数据项的下一个数据项

把值存储到一个数据项

Set-Request

设置代理进程的一个或多个数据项

从代理到管理站的SNMP报文

Get-Response

代理进程作为对Get-request、Get-Next-Request、Set-Request的响应

Trap

代理进程主动发出的报文,通知管理进程有某些事件发生

(2)SNMP轮询监控

SNMP采用轮询监控方式,管理者按照一定时间间隔向代理获取管理信息,并根据管理信息判断是否有异常事件发生,当有紧急情况时,使用Trap报文报告

单个轮询时间0.4s

5、管理信息结构SMI

所有被管对象都在对象命名树上,从底往上找,从上往下写

(八)补充

1、Telent协议TCP/IP终端仿真协议

Telent协议是一种基于TCP的虚拟终端通信协议,端口号23,C/S工作,采用网络虚拟终端NVT实现客户端和服务器的数据传输,可以实现远程登录、远程管理交换机和路由器。

2、代理服务器

代理服务器处于客户端和需要访问的网络之间,客户向网络发送信息和接收信息均通过代理服务器转发而实现。

3、SSH安全外壳协议

SSH是目前较可靠、专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议

优点:可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题,

可以对所有传输的数据进行加密

防止DNS欺骗和IP欺骗

压缩传输的数据,传输速度快

4、VoIP

VoIP将模拟声音信号数字化,通过数据报在IP数据网络上实时传递,可以便宜的传送语音、传真、视频和数据等业务

5、DPI分辨率

打印机的常用单位,指每英寸长度上的点数。像素=英寸×DPI

6、PPI像素

表示图像中每英寸所表达的像素数。PPI=,宽×高为屏幕分辨率

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