网络应用

一、计算机网络应用体系结构

主要分为三种类型：

客户/服务器（C/S）结构

通信只在客户和服务器之间进行，客户之间不进行直接通信

客户主动向服务器发起请求，申请通信

P2P（Peer to Peer）结构

每个对等端都同时具有 C/S 应用的客户与服务端的特征，是个服务器与客户的结合体，对等端之间直接通信

即每个对等端既可以请求别人提供服务也可以为别人提供服务

混合结构

上述两结构的混合类型

既有中心服务器的存在，又有对等端（客户）间的直接通信

• 注意：无论哪种模式，最基本的通信原理是一致的

通信过程两者间必有一个充当客户端一个充当服务端

二、网络应用通信基本原理

C/S 通信基本原理

服务器端运行的是服务端进程，被动地等待客户请求服务；

客户端运行客户进程，主动发起通信，请求服务器进程提供服务

应用进程间遵循应用层协议交换应用层报文 应用层协议

三、域名系统(DNS)

基本概念

互联网使用的命名系统，用于将域名转换为 IP 地址

层次化域名空间

命名方法

1. 国家顶级域名 nTLD 每个域名代表一个国家的主机

2. 通用顶级域名 gTLD 某一类机构或组织的所有主机的域名

3. 基础结构域名只有一个域名----arpa

4. 

5. 从叶结点出发一级一级往上便可得到完整域名

优点：容易查找，便于分布式的管理

域名服务器

域名解析

将域名映射成 IP 地址的过程

域名服务器

为了实现域名解析，需建立==分布式==的数据库，存储网络中域名与 IP 地址的映射关系数据

域名服务器的分类

1. 根域名服务器十三套，管理根域域名

2. 顶级域名服务器管理顶级域名

3. 权威域名服务器具体管理某一个域的域名并提供服务

4. 本地域名服务器直接为客户提供服务

域名解析过程

1.递归查询代替查询主机（代替客户端），进行进一步的域名查询，并将最终解析结果发送给查询主机或服务端 2. 迭代查询只是将下一步要查询的服务器告知查询主机或服务端

四、万维网应用

万维网应用结构

• web 服务器网页资源的存储

• 浏览器

• 超文本传输协议（HTTP）客户浏览网页资源通过超文本传输协议实现

客户浏览网页的过程

1. 客户机向 web 服务器发起 TCP 连接

2. 客户机上的浏览器程序根据要访问的页面网址，发出 HTTP 请求

3. 服务器接收请求报文，并根据 URL 找到相应的网页资源，其中网页资源用 HTML 语言编写

4. 网页资源作为响应信息回馈到浏览器

5. 浏览器接收后，以一定的格式呈现在用户面前

HTTP

概念

超文本传输协议，定义浏览器如何向 web 服务器发送请求，以及 web 服务器如何对浏览器进行响应

版本

HTTP/1.0 和 HTTP/1.1

连接

非持久连接，持久连接（1.0 默认非持久，1.1 默认持久）

非持久连接，获取一个图像后断开连接，若还有图像需要获取，则重新请求连接持久连接，获取一个图像后不断开连接

注意：持久连接方式下服务器的压力比较大

HTTP 报文

1. 请求报文从客户向服务器发送请求报文

2. 

3. 响应报文从服务器到客户的回答

4. 

状态码

Cookie

小型文本文件，指某些网站为了辨别用户身份、进行会话跟踪而储存在用户本地终端上的数据。

弥补了 HTTP 协议无状态性的不足，有利于针对性的服务

Cookie 中包含了一个分配给某个用户的特定编号，分别存储在浏览器和服务器中。

当用户访问某个网站时，该网站会分配给一个用户编号，当用户再访问该网站时，网站可以通过编号知道该用户之前的访问状态。

工作原理

五、Internet 电子邮件

电子邮件系统结构

主要包括邮件服务器、简单邮件传输协议（SMTP）、用户代理和邮件读取协议

用户代理

用户与电子邮件系统的接口

基本功能：撰写、显示、处理、通信

邮件服务器

功能：发送和接收文件，同时向发信人报告邮件传送的情况

邮件发送和邮件读取协议

邮件发送时读取使用不同的协议

简单邮件发送协议 SMTP：用于在用户代理向邮件服务器或邮件服务器之间发送邮件。

邮局协议 POP3：用于用户代理从邮件服务器读取邮件。

SMTP

Internet 电子邮件中核心应用层协议，实现邮件服务器之间或用户代理到邮件服务器之间的邮件传输

基本交互方式：SMTP 客户端发送命令，命令可能携带参数，SMTP 服务器对命令进行应答

通信三阶段

1. 连接建立（握手阶段）

2. 邮件发送

3. 释放连接

电子邮件格式及 MIME

• 电子邮件包括：首部、空行、主体三部分

首部中包含一些关键词：To、Subject、Date、Reply_To 等关键词

• MIME 将非七位 ASCII 码文本内容通过特定编码形式，转化为 ASCII 码文本内容，再通过 SMTP 进行传输、在邮件首部增加 MIME 首部行，说明主体内容原本的数据类型以及采用的编码标准

邮件读取协议

第三版的邮局协议----POP3

类似 SMTP， 使用客户服务器方式。

客户发送指令、服务器把邮件传输给客户端、客户端再读取

相当于下载邮件在电脑上再读取

互联网邮件访问协议----IMAP

直接通过指令操作邮箱

因此使用这种协议，要想查阅邮件，需要联网，不像 POP3 在本地进行读取

想要查阅邮件，需要联网

HTTP

不依赖于任何邮件客户端、直接通过服务器的网址来访问就可以操作

（越来越多用户通过浏览器访问）

六、FTP

在互联网的两个主机间实现文件互传的应用层协议

是 C/S 模式，采用控制连接（21 端口）传输控制命令，数据连接（20 端口）则传输文件内容

七、P2P 应用

新的网络应用模式----对等模式

之前了解到 DNS、HTTP、电子邮件等等都是客户服务器模式

前面有简述 P2P 的对等端，可以理解为服务和客户的结合体

P2P 应用优势

充分聚集利用了端系统的计算能力以及网络传输带宽，对服务器的依赖小

适合大数据量的数据服务