网络协议-应用层（笔记）

应用层

应用层的常见协议

超文本传输：HTTP、HTTPS
文件传输：FTP
电子邮件：SMTP、POP3、IMAP
动态主机配置：DHCP
域名系统：DNS

域名（Domain Name）

由于IP地址不方便记忆，并且不能表达组织的名称和性质，人们设计出了域名（比如baidu.com）
但实际上，为了能够访问到具体的主机，最终还是得知道目标主机的IP地址
域名申请注册：https://wanwang.aliyun.com/
那干脆全程直接用域名，不用IP地址？
IP地址固定4个字节，域名随随便便都至少10几个字节，这无疑会增加路由器的负担，浪费流量
根据级别不同，域名可以分为
顶级域名（Top-level Domain，简称TLD）
二级域名
三级域名
…

顶级域名的分类

通用顶级域名（General Top-level Domain，简称gTLD）
.com（公司），.net（网络机构），.org（组织机构），.edu（教育）
.gov（政府部门），.int（国际组织）等
国家及地区顶级域名（Country Code Top-level Domain，简称ccTLD）
.cn（中国）、.jp（日本）、.uk（英国）
新通用顶级域名（New Generic Top-level Domain，简称：New gTLD）
.vip、.xyz、.top、.club、.shop等

二级域名

二级域名是指顶级域名之下的域名
在通用顶级域名下，它一般指域名注册人的名称，例如google、baidu、microsoft等
在国家及地区顶级域名下，它一般指注册类别的，例如com、edu、gov、net等

DNS（Domain Name System）

DNS的全称是：Domain Name System，译为：域名系统
利用DNS协议，可以将域名（比如baidu.com）解析成对应的IP地址（比如220.181.38.148）
DNS可以基于UDP协议，也可以基于TCP协议，服务器占用53端口

DNS服务器

◼ 客户端首先会访问最近的一台DNS服务器（也就是客户端自己配置的DNS服务器）
◼ 所有的DNS服务器都记录了DNS根域名服务器的IP地址
◼ 上级DNS服务器记录了下一级DNS服务器的IP地址
◼ 全球一共13台IPv4的DNS根域名服务器、25台IPv6的DNS根域名服务器

常用命令

◼ ipconfig /displaydns：查看DNS缓存记录
◼ ipconfig /flushdns：清空DNS缓存记录
◼ ping 域名
◼ nslookup 域名

IP地址的分类

◼ IP地址按照分配方式，可以分为：静态IP地址、动态IP地址
静态IP地址
✓ 手动设置
✓ 适用场景：不怎么挪动的台式机（比如学校机房中的台式机）、服务器等
动态IP地址
✓ 从DHCP服务器自动获取IP地址
✓ 适用场景：移动设备、无线设备等

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）

译为：动态主机配置协议
DHCP协议基于UDP协议，客户端是68端口，服务器是67端口
◼ DHCP服务器会从IP地址池中，挑选一个IP地址“出租“给客户端一段时间，时间到期就回收它们
平时家里上网的路由器就可以充当DHCP服务器

分配的4个阶段

DISCOVER：发现服务
发广播包（源IP时0.0.0.0，目标IP是255.255.255.255，目标MAC是FF:FF:FF:FF:FF:FF）
OFFER：提供租约
服务器返回可以租用的IP地址，以及租用期限、子网掩码、网关、DNS等信息
注意：这里可能会有多个服务器提供租约

REQUEST：选择IP地址
客户端选择一个OFFER，发送广播包进行回应

ACKNOWLEDGE：确认
被选中的服务器发送ACK数据包给客户端
到此，IP地址分配完毕

过程图示

wireshark抓包图示

DISCOVERY：

OFFER:

REQUEST:

ACKNOWLEDGE:

细节

◼ DHCP服务器可以跨网段分配IP地址么？（DHCP服务器、客户端不在同一个网段）
可以借助DHCP中继代理（DHCP Relay Agent）实现跨网段分配IP地址
◼ 自动续约
客户端会在租期不足的时候，自动向DHCP服务器发送REQUEST信息申请续约
◼ 常用命令
ipconfig /all：可以看到DHCP相关的详细信息，比如租约过期时间、DHCP服务器地址等
ipconfig /release：释放租约
ipconfig /renew：重新申请IP地址、申请续约（延长租期）

笔记内容大部分来自于小码哥教育