计算机网络 -- 应用层

本文参考资源：湖科大教书匠--计算机网络微课堂

客户/服务器方式(C/S方式)

• 客户和服务器是指通信中所涉及的两个应用进程。

• 客户/服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系

• 客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

• 服务器总是处于运行状态，并等待客户的服务请求。服务器具有固定端口号（例如HTTP服务器的默认端口号为80),而运行服务器的主机也具有固定的IP地址

C/S方式是因特网上传统的、同时也是最成熟的方式，很多我们熟悉的网络应用采用的都是C/S方式。包括万维网WWW、电子邮件、文件传输FTP等。

基于C/S方式的应用服务通常是服务集中型的，即应用服务集中在网络中比客户计算机少得多的服务器计算机上。

由于一台服务器计算机要为多个客户机提供服务，在C/S应用中，常会出现服务器计算机跟不上众多客户机请求的情况。为此，在C/S应用中，常用计算机群集（或服务器场）构建一个大的虚拟服务器。

对等方式(P2P方式)

• 在P2P方式中，没有固定的服务请求者和服务提供者，分布在网络边缘各端系统中的应用进程是对等的，被称为对等方。对等方相互之间直接通信，每个对等方既是服务的请求者，又是服务的提供者。

• 目前，在因特网上流行的P2P应用主要包括P2P文件共享、即时通信、P2P流媒体、分布式存储等。

• 基于P2P的应用是服务分散型的，因为服务不是集中在少数几个服务器计算机中，而是分散在大量对等计算机中，这些计算机并不为服务提供商所有，而是为个人控制的桌面计算机和笔记本电脑，它们通常位于住宅、校园和办公室中。

• P2P方式的最突出特性之一就是它的可扩展性。因为系统每増加一个对等方，不仅增加的是服务的请求者，同时也增加了服务的提供者，系统性能不会因规模的增大而降低。

• P2P方式具有成本上的优势，因为它通常不需要庞大的服务器设施和服务器帯宽。为了降低成本，服务提供商对于将P2P方式用于应用的兴趣越来越大。
  

动态主机配置协议DHCP

DHCP工作过程

DHCP中继代理

为了不让DHCP服务器过多，所以设置中继代理

路由器收到DHCP发现报文会丢弃，所以无法直接获取到IP，必须设置代理

域名系统DNS

• 因特网采用层次树状结构的域名结构

• 域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用“点”隔开，分别代表不同级别的域名。
  

• 每一级的域名都由英文字母和数字组成，不超过63个字符，不区分大小写字母。

• 级别最低的域名写在最左边，而级別最高的顶级域名写在最右边。

• 完整的域名不超过255个字符。

• 域名系统既不规定一个域名需要包含多少个下级域名，也不规定每一级的域名代表什么意思。

• 各级域名由其上一级的域名管理机构管理，而最高的顶级域名则由因特网名称与数字地址分配机构ICANN进行管理
  
  
  
  
  

由于域名到IP地址的映射关系并不是永久不变，为保持高速缓存中的内容正确，域名服务器应为每项内容设置计时器并删除超过合理时间的项(例如，每个项目只存放两天)。

不但在本地域名服务器中需要高速缓存，在用户主机中也很需要。许多用户主机在启动时从本地域名服务器下载域名和P地址的全部数据库，维护存放自己最近使用的域名的高速绶存，并且只在从缓存中找不到域名时オ向域名服务器查询。同理，主机也需要保持高速缓存中内容的正确性。

文件传输协议FTP

电子邮件

电子邮件系统采用客户/服务器方式。

电子邮件系统的三个主要组成构件：用户代理，邮件服务器，以及电子邮件所需的协议。

• 用户代理是用户与电子邮件系统的接口，又称为电子邮件客户端软件

  • 邮件服务器是电子邮件系统的基础设施。因特网上所有的ISP都有邮件服务器，其功能是发送和接收邮件，同时还要负责维护用户的邮箱。

  • 协议包括邮件发送协议(例如SMTP)和邮件读取协议(例如POP3,IMAP)。
    

简单邮件传送协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)的基本工作原理

电子邮件的信息格式

电子邮件的信息格式并不是由SMTP定义的，而是在RFC822中单独定义的。这个RFC文档已在2008年更新为RFC5322。

一个电子邮件有信封和内容两部分。而内容又由首部和主体两部分构成。

黄色为必填项

SMTP协议只能传送ASCI码文本数据，不能传送可执行文件或其他的二进制对象。

SMTP不能满足传送多媒体郎件(例如带有图片、音频或视频数据)的需要。并且许多其他非英语国家的文字(例如中文、俄文、甚至带有重音符号的法文或德文)也无法用SMTP传送。

为解决SMTP传送非ASCI码文本的问题，提出了多用途因特网邮件扩展MIME( Multipurpose
Internet Mail aExtensions)

增加了5个新的邮件首部字段，这些字段提供了有关邮件主体的信息。

定义了许多邮件内容的格式，对多媒体电子邮件的表示方法进行了标准化。

定义了传送编码，可对任何内容格式进行转换，而不会被邮件系统改变。

邮件读取

常用的邮件读取协议有以下两个

• 邮局协议POP( Post Office Protocol),POP3是其第三个版本，是因特网正式标准。

非常简单、功能有限的邮件读取协议。用户只能以下载并删除方式就下载并保留方式从邮件服务器下载邮件到用户方计算机。不允许用户在郎件服务器上管理自己的邮件。（例如创建文件夹，对邮件进行分类管理等）。

• 因特网邮件访问协议IMAP( Internet Message Access
  Protocol),IMAP4是其第四个版本，目前还只是因特网建议标准。

功能比POP3强大的邮件读取协议。用户在自己的计算机上就可以操控邮件服务器中的邮箱，就像在本地操控一样，因此IMAP是一个联机协议

基于万维网的电子邮件

通过浏览器登录（提供用户名和口令）邮件服务器万维网网站就可以撰写、收发、阅读和管理电子邮件。这种工作模式与IMAP很类似，不同的是用户计算机无需安装专门的用户代理程序，只需要使用通用的万维网浏览器。

邮件服务器网站通常都提供非常强大和方便的邮件管理功能，用户可以在邮件服务器网站上管理和处理自己的邮件，而不需要将邮件下载到本地进行管理。

万维网WWW