应用层

应用层协议原理

两种架构

C/S 客户-服务器架构
P2P 对等架构

P2P的自扩展性：尽管每个对等方都请求文件产生工作量，但每个对等方也向其他对等方分发文件增加系统服务能力。

未来P2P面临的三大挑战：

ISP友好。
大多数ISP都是下载比上传快。但是P2P加大了上传流量，给ISP带来了压力。需要设计对ISP友好的P2P。
安全性。
因为高度分布和开放特性。给安全带来了挑战。
激励
未来P2P的成功也取决于说服用户自愿向应用提供带宽，存储和计算资源。这对激励设计带来挑战。

进程通信

实际通信的是计算机上面的进程。
通过IP地址确定一个主机。通过端口号确定一个进程。
计算机提供了一套socket套接字。

使用的运输层服务

看几个方面：

可靠数据传输
吞吐量带宽敏感
时延
安全

因特网提供的运输服务

TCP

建立连接
可靠数据传输
流量控制
拥塞控制

UDP

轻量级，全部由应用层实现

应用层协议

交换的报文类型，例如请求报文和响应报文
各种报文类型的语法，如报文的各个字段及这些字段是如何描述的。
字段的语义，这些字段中包含的信息的含义。
一个进程何时以及如何发送报文，对报文进行响应的规则。

Web和HTTP

HTTP的RFC文档

RFC 1945
RFC 2616

报文格式

请求报文

请求行
首部行
空行
请求体

响应报文

状态行
首部行
响应体

HTTP本身是无状态的，通过cookie可以实现身份记录。

cookie技术有4个组件

HTTP响应报文中的一个cookie首部行
HTTP请求报文中的一个cookie首部行
用户端系统有一个cookie文件
WEB站点的一个后端数据库

WEB缓存

WEB缓存器也叫代理服务器，它是能代表初始WEB服务器来满足HTTP请求的实体。WEB缓存服务器有自己的磁盘空间，保存最近请求过的对象的副本。

CDN就是一种WEB缓存。

条件GET方法

尽管高速缓存能快速响应，但是存储的副本可能是陈旧的，过期的。

HTTP协议有一种机制，允许缓存器证实它是最新的。这种机制就是条件GET方法

请求报文使用GET方法
请求报文中包含一个“if-Modified-Since”首部行，内容是上次服务器返回的最新修改时间

WEB服务器会检查如果没有修改就返回一个304状态码，缓存就知道还是最新的。

文件传输FTP

HTTP和FTP都是文件传输协议。(RFC959)

一些重要的区别，最显著的是FTP使用两个并行的TCP连接来传输文件，一个是控制连接，一个是数据连接。

控制连接用于在俩主机之间传输控制信息，如用户标识、口令、改变远程目录的命令以及存放和获取文件的命令。

数据连接用于实际发送一个文件。

因为FTP使用一个独立的控制连接，所以我们也称FTP的控制信息是带外传送的。

FTP首先在21端口建立一个控制连接。
FTP的客户端通过控制连接发送用户标识和口令，命令。
FTP的服务端收到传输文件的命令后，建立数据连接用来传输文件。
每个数据连接传输一个文件后关闭。

FTP命令和回答

命令和回答都是以7比特的ASCII格式在控制连接上发送的。为了区分连续的命令，每个命令后跟回车换行符。

USER username: 用于向服务器发送用户标识
PASS password: 用于向服务器发送用户口令
LIST ：用于请求服务器回送当前远程目录中的所有文件列表。该文件列表是一个数据连接发送的。
RETR filename: 用于从远程主机当前目录检索文件。该命令引起远程主机发起数据连接传输该文件到本地客户端。
STOR filename: 用于在远程主机当前目录存放文件。就是往远程主机传输文件。

一些典型回答：

331 Username OK, Password required(用户名Ok，需要口令)
125 Data connection already open: transfer starting (数据连接已经打开，开始传送)
425 Can’t open data connection (无法打开数据连接)
452 Error Writing File (写文件出错)

电子邮件

邮件有三部分

用户代理
邮件服务器
简单邮件传输协议

发送邮件过程

发送方的用户代理到发送方的邮件服务器
发送方的邮件服务器到接收方的邮件服务器
接收方的邮件服务器到接收方的用户代理邮箱

SMTP

RFC 5321 给出了SMTP的定义。SMTP使用TCP协议。只能传输7比特的ASCII表示。

发送过程：

客户端建立连接
S:220 hamburger.edu
C:HELO crepes.fr
S:250 Hello crepes.fr,pleased to meet you
C:MAIL FROM: alice@crepes.fr
S:250 alice@crepes.fr … sender ok
C:RCPT TO: bob@humburger.edu
S:250 bob@humburger.edu …. Recipient ok
C:DATA
S:354 Enter mail, end with “.” on a line by itself
C:Do you like ketchup?
C:How about you pickets?
C:.
S:250 Message accepted for delivery
C:QUIT
S:221 hamburger.edu closeing connection

和HTTP对比

HTTP 是一个拉协议，从服务器拉取数据。
SMTP 是一个推协议，往服务器推送邮件。

HTTP 可以任意表示
SMTP 只能7比特ASCII表示。

HTTP 每个对象一个响应
SMTP 一个邮件多个对象

SMTP典型的首部报文

FROM:
TO:
Subject:

获取邮件协议

POP3 和 IMAP

POP3

pop3分为3个阶段

特许：用户代理发送用户名和口令（明文）
事务处理：用户代理取回报文，做删除报文的标记，取消删除标记，获取邮件的统计信息。
更新阶段：发生在客户端QUIT指令后，结束会话，删除那些标记的报文。

特许阶段有两个主要命令

user
pass

事务处理阶段有4个主要命令

list 列出邮件列表
retr id 读取邮件内容
delete 删除邮件
quit 退出

IMAP

imap比pop3更加复杂，增加了远程文件夹功能。imap支持用户读取报文的一部分，比如只读取首部，或多部分MIME的一部分。当宽度低的时候非常有用。

DNS

DNS使用UDP协议。

DNS完成域名和ip地址的转换。

域名分为

根DNS服务器
顶级DNS服务器 com,org,edu,cn
权威DNS服务器

请求

迭代请求

请求根服务器
根服务器返回
请求顶级服务器
顶级服务器返回
请求权威
权威返回

递归请求

请求根
根请求顶级
顶级请求权威
权威返回顶级
顶级返回根
根返回

TCP套接字

遵守RFC协议文档的应用程序是“开放”的。不遵循RFC文档中的协议的应用程序是“专用”的。

dream

计算机网络原理-自顶向下二

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