计网之应用层

因特网协议概述

	常用协议
应用层	HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、DNS（域名系统）、DHCP（动态主机配置协议）、SNMP（简单网络管理协议）
运输层	TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）、SCTP（流控制传输协议）、DCCP（数据报式传输协议）
网络层	IP（Internet Protocol） 、ICMP（Internet Control Message Protocol）、ARP（地址解析协议）、RAR（逆地址解析协议）、OSPF（开放最短路径优先）、BGP（边界网关协议）
链路层	PPP（点对点协议）、HDLC（高级数据链路控制）、Ethernet（以太网）、Wi-Fi（无线局域网）、ATM（异步传输模式）、FDDI（光纤分布式数据接口）
物理层	IEEE 802.3（以太网）、IEEE 802.11（Wi-Fi）、SONET（同步光纤网络）、DSL（数字用户线路）、USB（通用串行总线）、HDMI（高清晰度多媒体接口）

应用层协议原理

进程通信

客户发起通信、服务器等待联系

套接字

• 进程通过套接字这个软件接口，向网络发送和接收报文
• 应用层与运输层的接口
• 应用程序与网络的应用程序编程接口(API)
• 提供了一种抽象层，隐藏了底层网络协议的细节

进程寻址

主机地址：IP地址
目的主机中指定接收进程的标识符：端口号

应用服务要求

• 可靠数据传输
• 吞吐量
• 定时（时延限制）
• 安全性

Web和HTTP

• （Hypertext Transfer Protocol）
• TCP为HTTP提供可靠数据传输服务

HTTP是无状态协议

• 当客户端发送HTTP请求时，它必须提供所有必要的信息（如请求方法、URL、头部字段等），服务器根据这些信息来处理请求并发送相应的HTTP响应。
• 每个HTTP请求都是独立的，服务器在发送响应后，不会保留客户端的任何状态信息，也不会记录客户端的上下文。

HTTP报文格式

请求报文

HTTP请求报文
请求行	GET /somedir/page.html HTTP/1.1	方法字段、URL字段、HTTP版本字段
首部行	Host:www.someschool.edu	指明对象所在主机
首部行	Connection:close	非持续连接
首部行	User-agent:Mozilla/5.0	指明用户代理，即浏览器类型是Firefox
首部行	Accept-language:fr	希望得到对象的法语版本

方法字段

• GET：用于请求获取特定资源，通常用于获取网页、图片、文本等静态内容。该方法是幂等的，即多次执行相同的GET请求应该得到相同的结果。实体体为空
• POST：用于向服务器提交数据，通常用于提交表单数据、上传文件等操作。POST请求可能会引起服务器状态的变化，不是幂等的。
• PUT：用于向服务器上传新的资源，或者更新现有资源。PUT请求应该是幂等的，即多次执行相同的PUT请求会得到相同的结果。
• DELETE：用于请求删除指定的资源。DELETE请求应该是幂等的，即多次执行相同的DELETE请求会得到相同的结果。
• HEAD：与GET方法类似，但只返回响应头部，不返回实际内容。主要用于获取资源的元数据或检查资源是否存在。
• OPTIONS：用于获取目标资源支持的通信选项。服务器可以返回允许的方法、支持的头部字段等信息。
• TRACE：用于追踪请求在传输链路上的处理情况。服务器会将接收到的请求原样返回给客户端，用于测试和诊断。
• CONNECT：用于建立与目标资源的隧道连接，通常用于代理服务器。

条件GET：解决缓存器的对象副本为旧副本的问题

if-modified-since：Wed，9 Sep 2015 09:23:24

响应报文

HTTP响应报文
状态行	HTTP/1.1 200 OK	协议版本、状态码、相应状态信息
首部行	Connection:close	非持续连接
首部行	Date:Tue,18,Aug,2015 15:44:04 GMT	服务器从文件系统中检索到该对象，将其插入响应报文并发送该响应报文的时间
首部行	Server:Apache/2.2.3(CentOS)	报文由Apache Web服务器产生
首部行	Last-Modified:Tue,18,Aug 2015 15:11:03 GMT	对象创建/最后修改的时间
首部行	Content-Length:6821	被发送对象的字节数
首部行	Content-Type:text/html	实体体的对象是HTML文本
实体体	(data data data data data …)	所请求的对象本身

状态码

1xx（Informational）：表示请求已经被接收，继续处理中。

2xx（Success）：表示请求已成功处理并得到响应。

• 200 OK：请求成功，服务器正常返回请求的数据。
• 201 Created：请求成功，并在服务器上创建了新的资源。
• 204 No Content：请求成功，但响应不包含任何实体内容。

3xx（Redirection）：表示需要进行进一步的操作，以完成请求。

• 301 Moved Permanently：请求的资源已永久移动到新的URL。
• 302 Found：请求的资源暂时移动到新的URL。
• 304 Not Modified：资源未修改，客户端可以使用缓存的版本。

4xx（Client Error）：表示客户端发送的请求有错误。

• 400 Bad Request：通用差错代码，请求无效，服务器无法理解。
• 401 Unauthorized：请求需要身份验证。
  -403 Forbidden：服务器拒绝请求访问资源。
• 404 Not Found：请求的资源不存在。

5xx（Server Error）：表示服务器在处理请求时发生错误。

• 500 Internal Server Error：服务器内部错误。
• 502 Bad Gateway：服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效的响应。
• 503 Service Unavailable：服务器暂时无法处理请求，通常是由于过载或维护。
• 505 HTTP Version Not Support：服务器不支持请求报文的HTTP协议版本。

cookie

解决HTTP的无状态协议

Web缓存

Web缓存器，也称为代理服务器

电子邮件

SMTP

• （Simple Mail Transfer Protocol）
• 一般不使用中间邮件服务器
• HTTP是拉协议，TCP连接由想接收文件的机器发起；SMTP是推协议
  

DNS域名系统

• 主机名转换为IP地址
• 4元组：（Name，Value，Type，生存时间TTL）

根DNS服务器、顶级域服务器（TLD）、权威DNS服务器
DNS缓存