应用层

1 应用层的主要功能

最靠近用户的一层，向应用程序提供网络通信
网络应用程序可被分为两大类：
直接网络应用程序：Browser , e-mail ,FTP , Telnet
间接网络应用程序：Word , resource manager , (viaRedirector)

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2 域名解析系统DNS

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DNS是分层次的，基于域的命名方案，且采用了分布式数据库系统来实现

2.1 DNS的使用方法：

• 为了将一个名字映射为IP地址，应用程序调用一个叫解析器（resolver）的库过程，把名字作为参数传递给这个过程（如：gethostbyname()就是一个解析器）
  -解析器发送一个UDP分组给本地DNS服务器，它会负责查找该名字，然后将对应的IP地址返回给解析器
  ·解析器返回结果给应用程序，然后应用程序即可开始工作了

域名解析：

• 一个解析器收到一个域名查询时，它将该查询传递给本地的一个域名服务器
• 如果待查询的域名落在该名字服务器的管辖范围内，它将返回权威资源记录
  · 一个权威资源记录（authoritative record）是指来自于管理该记录的权威机构，因此总是正确的，它和缓存的记录不同，后者可能是过期的
• 如果被请求的域名是远程的，且本地没有关于它的信息，那么本地名字服务器向根域服务器发送一条查询此域的消息

域名解析的种类：

• 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
• 本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询

优化方法：

高速缓存—减少查询环节，提高效率

缺点：缓存中的内容不具有权威性

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DNS消息传递一般采用UDP
采用TCP的时候

• UDP 报文超过512Bytes
• 从(second)服务器的数据更新

2.2 DNS名字空间

• 互联网被分成200多个顶级域
• 每个域被分成若干子域，子域还可进一步划分
• 所有这些域可以用一棵树来表示

顶级域有两种

• 通用域（ generic ）

• 国家域（ country ）

  
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2.3 资源记录

• 每个域，无论是单主机域还是顶级域，都可以有一组跟它相关联的资源记录（ResourceRecords）
• 当一个解析器把域名传递给DNS时，DNS所返回的是与该域名相关联的资源记录。所以DNS的主要功能是将域名映射到资源记录上
• 一个资源记录包括5个部分：
  域名、生存期（该条记录的稳定时间）、类别、类型、值

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2.4 根域服务器—最高级域名服务器：

最重要的域名服务器；存储所有顶级域名的名字和IP
无论是哪个本地域名服务器，无论何时，只要它无法回答一个查询请求，它都会向根域服务器求救 (for help)
全球有 13 根域服务器，它们的名字分别是a to m（前13 个字母）

3 各种应用的特点

3.1 电子邮件

电子邮件系统通常由两部分组成：

• 用户代理(UA)：让用户能够阅读和发送邮件
  ·本地程序，提供命令行或图形界面，让用户和电子邮件系统交互
• 消息传输代理 (MTA)：将消息从源端送到目标端
  ·通常是系统守护进程，即运行在后台的进程，在系统中传递电子邮件

SMTP简单邮件传输协议

两个最后投递协议：

• POP3：（在收信端不在线时候代理接收）
  允许用户和消息传输代理MTA联系，然后把邮件从ISP那里拷贝到用户的协议
• IMAP：
  假设所有的电子邮件都永久地保存在服务器上的多个邮箱中

3.2 万维网（World Wide Web）【构建在Internet上的分布式系统，www是应用，internet是基础设施】

WWW的组成部分：（Web页面由URL (UniformResource Locators)标识）

• 资源，web页面，Resource (html)
• 统一资源定位器：URL
• 通信协议HTTP

WWW的传输层使用了TCP
浏览器解释不同资源方式：内嵌插件或外挂
缓解服务器前端压力：TCP移交

当用户单击一个超级链接（URL）时：

• 浏览器检查URL (读取浏览器的输入)
• 浏览器向 DNS服务器询问域名的IP地址
• DNS返回对应的IP地址
• 浏览器和Web服务器建立TCP 连接（在端口80）
• 浏览器发送请求，要求获取文件products.html
• Web服务器返回被请求的文件
• TCP连接被释放
• 浏览器解释显示下载到本地的文件

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3.2.1 Cookie是什么

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3.3 文件传输（FTP、TFTP和NFS）

FTP:
一种可靠的面向连接的服务，采用TCP在支持FTP的系统间传输文件，它支持双向二进制文件和ASCII文件传输。
TFTP：
一种无连接的不可靠的服务，采用UDP在支持TFTP的系统间传输文件。

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双链接的好处：断点续传

3.4 远程登录Telnet【显示器在本地终端，服务器在远程终端】

Telnet和rlogin

• 不要求远地系统创建众多的服务器，只需为每个远程登陆用户建立一个进程，这个进程再通过创建子进程为远程登陆用户提供各种允许的服务。
• 本地用户在本地终端对远地系统进行远程登陆，该远程登陆的内部视图实际上是一个TCP连接；
• 将本地终端上的键盘输入逐键传到远地机；
• 将远地机输出送回本地终端。

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ssh （安全外壳协议）

ftp、pop和telnet在本质上都是不安全的，因为它们在网络上用明文传送口令和数据，别有用心的人非常容易就可以截获这些口令和数据。

通过使用SSH，你可以把所有传输的数据进行加密，这样"中间人"这种攻击方式就不可能实现了，而且也能够防止DNS欺骗和IP欺骗。使用SSH，还有一个额外的好处就是传输的数据是经过压缩的，所以可以加快传输的速度。SSH有很多功能，它既可以代替Telnet，又可以为FTP、PoP、甚至为PPP提供一个安全的"通道"