第6章 应用层

6.1 域名系统DNS

6.1.1 域名系统概述

DNS能够把互联网上的主机名字转换为IP地址。

使用  UDP 是为了减少开销。

6.1.2 互联网的域名结构

域名中标号不区分大小写，多个标号总共不超过255个字符。

6.1.3 域名服务器

每一个区域设置相应的 权限域名服务器 用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。

DNS服务器的管辖范围不是以“域”为单位的，而是以“区”为单位。

区可能等于或小于域，但一定不能大于域。

1. 根域名服务器
   
2. 顶级域名服务器
   
3. 权限域名服务器
   
4. 本地域名服务器：每个互联网服务提供者ISP，或一个大学，甚至一个大学的系，都可以拥有一个本地域名服务器，这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。windows系统中的属性中指的就是这个。
   

域名的解析过程：

为了提高DNS查询效率，并减轻根域名服务器的负荷和减少网络上的DNS查询报文数量，在域名服务器中广泛使用了高速缓存。

6.2 文件传输协议

6.2.1 FTP概述

file transfer protocol是互联网上使用最广泛的文件传送协议。

基于TCP的FTP和基于UDP的简单文件传送协议TFTP。

它们都是文件共享协议中的一大类，即 复制整个文件，其 特点是：若要存取一个文件，就必须先获得一个本地的文件副本，如果要修改文件，只能对文件的副本进行修改，然后再将修改后的文件副本传回原节点。

文件共享协议的另一大类是联机访问on-line access。

网络文件系统NFS（network file system）

6.2.2 FTP的基本工作原理

使用TCP可靠的运输服务。

FTP服务器进程由两大部分组成：主进程、从属进程。

主进程的工作步骤：

服务器的两个从属进程：控制进程 和 数据传送进程

传送数据的熟知端口 20.

如果计算机A运行的应用程序要在远地计算机B的一个很大的文件末尾添加一些信息，使用FTP不好。因为FTP会 复制整个文件，浪费了通信资源。

网络文件系统NFS允许应用进程打开一个远地文件，并能在该文件的某一个特定的位置上开始读写数据。

6.2.3 简单文件传送协议TFTP

trivial file transfer protocol

使用UDP数据报，因此TFTP需要有自己的差错改正措施。

TFTP主要有两个优点：

• 可用于UDP环境。当需要同时向许多机器下载时就往往需要使用TFTP。
• 代码所占的内存较小

6.3 远程终端协议 TELNET

又称 终端仿真协议

TELNET能够适应许多计算机和操作系统的差异。

使用 网络虚拟终端NVT network virtual terminal 进行中间转换。

6.4 万维网 www

6.4.2 统一资源定位符URL

6.4.3 超文本传送协议HTTP

1.HTTP的操作过程

HTTP协议定义了浏览器怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及服务器怎样把文档传送给浏览器。

HTTP是 面向事务的。

HTTP协议本身是 无连接的。

HTTP协议是 无状态的。

TCP建立连接的三报文握手的第三个报文段中的数据，就是客户对万维网文档的请求报文。

HTTP/1.0的主要缺点，就是每请求一个文档就要有两倍RTT的开销。这种 非持续连接会使万维网服务器的负担很重。

HTTP/1.1协议较好的解决了这个问题，使用了 持续连接，所谓持续连接就是万维网服务器再发送响应后仍然在一段时间内保持这条连接。

持续连接有两种工作方式：

非流水线方式：客户在收到前一个响应后才能发出下一个请求。

流水线方式：客户在收到HTTP的响应报文之前就能够接着发送新的请求报文。

2. 代理服务器

又被称为万维网高速缓存。

3. HTTP的报文结构

HTTP有两类报文：

请求报文

响应报文

HTTP是面向文本的，所以每一个字段都是一些ASCII码串，因而各个字段的长度都是不确定的。

都由三个部分组成：

开始行：用于区分是请求报文还是响应报文

首部行：首部行和实体主体之间有一空行分隔

实体主体

请求报文的方法

状态码：

4. 在服务器上存放用户的信息

万维网站点可以使用cookie来跟踪用户。cookie表示在HTTP服务器和客户之间传递的状态信息。

6.4.4  万维网的文档

1. 超文本标记语言HTML

并不是应用层的协议，只是一种语言。

XML可扩展标记语言，设计宗旨是传输数据，而不是显示数据。

HTML用于结构化内容，CSS则用于格式化结构化的内容。

2. 动态万维网文档

通用网关接口 CGI common gateway interface

CGI是一种标准，它定义了动态文档应如何创建，输入数据应如何提供给应用程序，以及输出结果应如何使用。

CGI程序的正式名字是CGI脚本script。

3. 活动万维网文档

有两种技术可用于浏览器屏幕显示的持续更新：

一种称为服务器推送

另一种技术是活动文档 active document

活动文档本身并不包括其运行所需的全部软件，大部分的支持软件是事先存放在浏览器中的。

6.4.5 万维网的信息检索系统

1. 全文检索搜索与分类目录搜索

搜索引擎的种类很多，大体上可以划分为两大类：

全文检索搜索引擎

分类目录搜索引擎

垂直搜索引擎

元搜索引擎

2. Google搜索技术的特点

Google搜若软件的核心技术是PageRank，网页排名。

PageRank技术把整个互联网当做一个整体，如果有很多网站上的链接都指向页面A，那么页面A就比较重要。利用稀疏矩阵计算的技巧，大大简化计算量。用迭代的方法解决了这个问题。

6.4.6 博客和微博

6.4.7 社交网站 SNS 

social networking site

6.5 电子邮件

简单邮件传输协议SMTP simple mail transfer protocol

通用互联网邮件扩充 MIME multipurpose Internet mail extensions

MIME在邮件首部中说明了邮件的数据类型（如文本、声音、图像等）

POP3是邮局协议post office protocol的版本3.

6.5.2 简单邮件传送协议 SMTP

6.6 动态主机配置协议 DHCP

dynamic host configuration protocol