华为初级网络工程师（HCIA）（五）——应用层协议(DNS、HTTP、SMTP和POP3/IMAP、Telnet和SSH、FTP和TFTP)
本文为作者学习文章，按作者习惯写成，如有错误或需要追加内容请留言（不喜勿喷）
本文为追加文章，后期慢慢追加
应用层概述：
- TCP/IP模型的最高层
- 直接为应用程序提供网络服务
常用的应用层协议：
DNS
HTTP
SMTP和POP3/IMAP
Telnet和SSH
FTP和TFTP
1. DNS协：Domain Name system 域名解析系统
使用大佬的DNS原理总结及其解析过程详解（详解请看大佬文章）
概述：域名系统DNS(Domain Name System)是因特网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换成为IP地址。域名系统其实就是名字系统。为什么不叫“名字”而叫“域名”呢？这是因为在这种因特网的命名系统中使用了许多的“域(domain)”，因此就出现了“域名”这个名词。“域名系统”明确地指明这种系统是应用在因特网中。
我们都知道，IP地址是由32位的二进制数字组成的。用户与因特网上某台主机通信时，显然不愿意使用很难记忆的长达32位的二进制主机地址。即使是点分十进制IP地址也并不太容易记忆。相反，大家愿意使用比较容易记忆的主机名字。但是，机器在处理IP数据报时，并不是使用域名而是使用IP地址。这是因为IP地址长度固定，而域名的长度不固定，机器处理起来比较困难。
因为因特网规模很大，所以整个因特网只使用一个域名服务器是不可行的。因此，早在1983年因特网开始采用层次树状结构的命名方法，并使用分布式的域名系统DNS。并采用客户服务器方式。DNS使大多数名字都在本地解析(resolve)，仅有少量解析需要在因特网上通信，因此DNS系统的效率很高。由于DNS是分布式系统，即使单个计算机除了故障，也不会妨碍整个DNS系统的正常运行。
域名到IP地址的解析是由分布在因特网上的许多域名服务器程序共同完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，而人们也常把运行域名服务器程序的机器称为域名服务器。
作用：
- 建立IP地址与域名关系（域名：www.baidu.com,为了用户方便记忆，但是网络中不会使用域名做通信，都是使用IP地址做通讯）
- 将域名解析为IP地址
- 将IP地址解析为域名
下图为DNS通讯的流程：
每一次访问域名，都会向DNS服务器查询，DNS服务器进行响应，完成目的地址的封装。
DNS大致分为请求报文request和响应报文relay。
常用的DNS服务器：114.114.114.114
系统自带的DNS查询工具
命令 备注
nslookup 进行DNS查询
ipconfig /display DNS 查看DNS缓存
ipconfig /flushDNS 清空DNS缓存
具体看系统的命令选项。
2.HTTP hypertext transfer protocol 超文本传输协议
http对于https来说没有安全性可言。2020年了，大多数使用的https协议。
- 帮助客户端访问万维网 （World Wide Web）。
- 网络浏览器通过翻译源代码（HTML超文本标识语言）文件来表示文本、图像、音乐、动作及视频。
客户端首先发送get报文给服务器，请求将源代码发送。
服务器将页面文件翻译文本、图像、音乐、动作及视频给客户端。
HTTP不安全，数据没有经历过加密，抓包可以抓取到账号密码，没有安全性可言。
详情大佬的HTTP和HTTPS详解
http的URL的结构：
使用HTTP协议访问资源是通过URL（Uniform Resource Locator）统一资源定位符来实现的。URL的格式如下：
scheme://host:port/path?query
scheme: 表示协议，如Http, Https, Ftp等；
host: 表示所访问资源所在的主机名：如：www.baidu.com;
port: 表示端口号，默认为80；
path: 表示所访问的资源在目标主机上的储存路径；
query: 表示查询条件；
例如： http://www.baidu.com/search?words=Baidu
HTTP的请求方法：
GET: 获取URL指定的资源；
POST：传输实体信息
PUT：上传文件
DELETE：删除文件
HEAD：获取报文首部，与GET相比，不返回报文主体部分
OPTIONS：询问支持的方法
TRACE：追踪请求的路径；
CONNECT：要求在与代理服务器通信时建立隧道，使用隧道进行TCP通信。主要使用SSL和TLS将数据加密后通过网络隧道进行传输。
HTTP应答状态码：
| 状态码 | 类别 | 描述 |
|---|---|---|
| 1xx | Informational(信息性状态码) | 请求正在被处理 |
| 2xx | Success(成功状态码) | 请求处理成功 |
| 3xx | Redirection(重定向状态码) | 需要进行重定向 |
| 4xx | Client Error(客户端状态码) | 服务器无法处理请求 |
| 5xx | Server Error(服务端状态码) | 服务器处理请求时出错 |
3.SMTP和POP3 邮件服务
| 协议 | 备注 |
|---|---|
| SMTP | Simple mail transfer protocol 简单邮件传输协议用于发送邮件 |
| POP3 | Post office protocol v3 邮局协议版本3用于接收邮件 |
| IMAP | Internet massage access protocol 互联网邮件访问协议类似于POP3，功能更多 |
4. 1 Telnet terminal network 终端网络
远程管理的主要协议（网络设备、服务器、数据库等）
常用终端工具有：SecureCRT、Putty、Xshell
Telnet 不安全，在抓包可以看到账号密码，现在多数使用SSH
telnet：（Telecommunication和Network的联合缩写）
是TCP/IP协议族中的一员，属于应用层协议，是Internet远程登录服务器的标准协议和主要方式。
telnet服务属于典型的客户机/服务器模型，当用telnet登录远程计算机的时候，实际上启动了两个程序：运行在本地计算机的telnet客户端程序；运行在登录的远程计算机上的telnet服务程序。
使用telnet服务的目的：（主要目的可以总结为使用远端计算机/服务器上的资源）
- 建立与远程主机的TCP连接。默认端口为23号端口，如果远程主机上的Telnet服务器软件一直在这个端口上侦听到连接请求，则这个连接便会建立起来。
- 以终端方式为用户提供人机界面。
- 将用户输入的信息通过telnet协议传送给远程主机。
- 接受远程主机发送来的信息，并经过适当的转换显示在用户计算机的屏幕上。
telnet远程登录的基本过程：
- 本地与远程主机建立连接。该过程实际上是建立一个TCP连接，用户必须知道远程主机的Ip地址或域名；
- 将本地终端上输入的用户名和口令及以后输入的任何命令或字符以NVT（Net Virtual Terminal）格式传送到远程主机。该过程实际上是从本地主机向远程主机发送一个IP数据包；
- 将远程主机输出的NVT格式的数据转化为本地所接受的格式送回本地终端，包括输入命令回显和命令执行结果；
- 最后，本地终端对远程主机进行撤消连接。该过程是撤销一个TCP连接。
4.2 SSH Secure Shell Protocol
由 IETF 网络工作小组（Network Working Group )制定；在进行数据传输之前，SSH先对联机数据包通过加密技术进行加密处理，加密后在进行数据传输。确保了传递的数据安全。
SSH是专为远程登录会话和其他网络服务提供的安全性协议。利用 SSH 协议可以有效的防止远程管理过程中的信息泄露问题，在当前的生产环境运维工作中，绝大多数企业普遍采用SSH协议服务来代替传统的不安全的远程联机服务软件，如telnet(23端口，非加密的)等。
在默认状态下，SSH服务主要提供两个服务功能：
n 一是提供类似telnet远程联机服务器的服务，即上面提到的SSH服务。
n 另一个是类似FTP服务的sftp-server,借助SSH协议来传输数据的.提供更安全的SFTP服务(vsftp，proftp)。
5. FTP和TFTP 文件传输协议
| 协议 | 备注 |
|---|---|
| FTP | File transfer protocol 文件传输协议，提供可靠的文件传输服务具有认证、权限等功能。 |
| TFTP | Trivial file transfer protocol 简单文件传输协议，提供不可靠的文件传输服务消耗资源较小，速度较快常用于网络设备的配置文件和系统文件传输。 |
ftp承载于tcp之上，提供可靠的面向连接数据流的传输服务，但它不提供文件存取授权，以及简单的认证机制（通过明文传输用户名和密码来实现认证）。ftp在进行文件传输时，客户机和服务器之间要建立两个连接：控制连接和数据连接。首先由ftp客户机发出传送请求，与服务器的21号端口建立控制连接，通过控制连接来协商数据连接。
tftp承载在udp之上，提供不可靠的数据流传输服务，同时也不提供用户认证机制以及根据用户权限提供对文件操作授权；它是通过发送包文，应答方式，加上超时重传方式来保证数据的正确传输。tftp相对于ftp的优点是提供简单的、开销不大的文件传输服务。