1、應用層協議原理
1.1、應用層協議原理
1.1.1、網絡應用層體系結構
兩種體系結構：客戶—服務器體系結構和p2p體系結構
客戶服務器體系結構特點
服務器固定，總是開着接收客戶的請求。客戶之間不能直接通信，需要通過服務器來通信
p2p體系結構特點
沒有固定的服務器，不同客戶之間可直接通信，不需要通過服務器。上傳數據的主機可成爲服務器，下載數據的成爲客戶。
1.1.2、進程通信
客戶和服務器進程
定義：發起通信的成爲客戶，等待聯繫的進程稱爲服務器。
進程和計算機網絡之間的接口是套接字
套接字由目的主機ip地址和進程端口號共同組成。
1.1.3、運輸層提供的服務分類
可靠性：傳輸的數據沒有丟失，不重複
吞吐量：發送進程向接收進程交付比特的速率
定時：時間敏感性，即實時性
安全性：傳輸的數據不容易被竊取，篡改
1.1.4、因特網提供的 運輸服務有tcp和udp
tcp：面向連接的和可靠的傳輸服務。
面向連接：每次數據傳輸前都需要進行三次握手，再傳輸數據，結束髮送需要斷開連接。
可靠傳輸：數據有序，無丟失和冗餘
tcp不提供安全性保障，可供過ssl加強tcp來達到安全性保障。
udp：無連接的，不可靠的數據傳輸服務
1.2 web應用和http協議
1.2.1、http介紹
端口號默認是80
http定義了web客戶端和web服務器相互之間傳遞報文的方式。http使用的運輸層協議是tcp。
http是無狀態協議，http服務器不會保存任何關於客戶的信息。
1.2.2、持續連接和非持續連接
非持續連接：每個請求/響應都通過一個單獨的tcp連接發送，發送完畢後，關閉tcp連接
持續連接：所有的請求/連接都通過相同的tcp連接發送
1.2.3、http報文格式
1.2.3.1請求報文
第一行叫做請求行，後繼的爲首部行。
請求行有三個字段：請求方法，url，和http版本號。請求方法有get，post，head，put和delete。絕大部分使用get。
使用tcp傳輸。
通用格式
使用post方法提交表單的時候，表單的內容會顯示在實體主體中，get方法報文中的實體主體爲空。
1.2.3.2響應報文
響應報文由三部分組成，狀態行，首部行和實體行。
狀態行包含http版本號，狀態碼和響應的狀態信息。
date表示服務器產生併發送響應報文的時間。
server：表示服務器的類型。
connection：close表示發送完報文後將關閉連接
last-modified:對象最後創建和修改時間
常見的狀態碼和含義
200：請求成功
301：請求對象已經被轉移了
400：請求不能被服務器端理解
404：被請求的文檔不在服務器上
505：服務器不支持http協議版本
1.2.4 用戶和服務器的交互：cookie
用戶首次發送請求報文給web服務器，web服務器會爲用戶生成一個識別碼，並在數據庫中存儲用戶的信息。
web服務器在響應報文中包含一個set cookie：識別碼,發送給web瀏覽器。web瀏覽器在自己的cookie文件中
添加識別碼和服務器主機名。之後瀏覽器每次訪問服務器都會帶着識別碼去訪問服務器，服務器會根據識別碼
來獲取用戶的一些信息。
1.2.5 web緩存
web緩存器也叫代理服務器
工作原理：
web緩存器有自己的磁盤存儲空間，用於存儲最近請求過的對象的副本。
瀏覽器會發送一個請求到web緩存器，緩存器會檢查本地是否存儲了請求對象，如果有，則直接發送響應
報文，把請求對象發送給瀏覽器。如果沒有，緩存器向服務器發出請求，獲取請求對象，發送給瀏覽器，並在本地
存儲請求對象的副本。
緩存器的優點：
大大減少請求的響應時間
減少某個機構的通信容量
1.3、ftp協議（文件傳輸協議）
端口號位21，ftp使用兩條並行的tcp連接來傳輸文件，一條傳輸控制命令，一條傳輸實際的文件數據
控制命令中包含用戶的標識和一些口令等，控制連接貫穿了用戶的整個會話期間。
1.4smtp協議
端口號默認是25
alice通過郵件代理（運行在客戶端的一些郵箱應用程序，如outlook等），用smtp協議把要發送的郵件傳給alice的郵件服務器，
alice的郵件服務器和bob的郵件服務器建立連接，並把郵件傳給bob的郵件服務器，bob的郵件代理再通過pop3/imap協議把
郵件從郵件服務器中讀取出來。
1.5、dns 域名系統
dns運行在udp上，負責把主機名解析爲ip地址。默認端口號位53。
dns工作原理概述：
用戶主機的應用程序把需要解析的主機名發送給dns客戶端，dns客戶端向網絡中發送一個查詢報文，
一段時間後，dns客戶端收到解析的ip地址，並返回給主機應用程序。
dns服務器的層次結構
第一層：根dns服務器
第二層：頂級域服務器
第三層：權威dns服務器
另外還有一個本地dns服務器，通常靠近主機。
dns服務器的交互
查詢流程：請求主機——本地dns服務器——根dns服務器—頂級域名服務器——
權威dns服務器——本地dns服務器——請求主機。
dns的緩存
爲了改善時延和網絡中的通信量，可採用緩存。即每次dns服務器收到一個dns回答時，會把回答中的信息
存儲在本地。當下次有同樣的dns請求時，dns服務器可以直接把ip地址返回，不必再去查詢其他dns服務器。