小马哥网络课笔记22------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

• 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
  ...

• 根域名
  其实顶级域名之上还有一个根域名"."
  比如：baidu.com其实完整的应该是baidu.com. 只不过为了方便，我们都省略了最后的根域名

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
  1.在通用顶级域名下，它- -般指域名注册人的名称，例如google、 baidu、 microsoft等
  2.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

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DNS

• DNS的全称是: Domain Name System,译为:域名系统
  1.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)
  2.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

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• DNS解析过程
  1、从本地之前访问过缓存的域名列表查找，如果存在则直接返回ip，如果不存在则进行下面的步骤
  2、访问配置列表里的其中一台根域名服务器
  3、根域名服务器会根据顶级域名，返回对应的顶级域名服务器地址，主机再访问其中一个顶级域名服务器
  4、顶级域名服务器会根据二级域名，返回对应的二级域名服务器地址，主机再访问其中一个二级域名服务器
  5、二级域名会根据三级域名，返回对应的三级域名服务器地址，主机再访问其中一个三级域名服务器
  ......直到找到最后的IP地址

DNS——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地址的分配

• 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
  1.手动设置
  2.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
  1.从DHCP服务器自动获取IP地址
  2.适用场景:移动设备、无线设备等

DHCP

• 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

DHCP——分配IP地址的4个阶段

• DISCOVER:发现服务器
  发广播包(源IP是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
  1.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
  2.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
  1.被选中的服务器发送ACK数据包给客户端
  2.至此，IP地址分配完毕

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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P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
  1.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
  2.ipconfig /release:释放租约
  3.ipconfig /renew:重新申请IP地址、申请续约(延长租期)