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关于计算机网络:计算机网络-应用层

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罕用端口

FTP 文件传送协定

FTP 应用 TCP 进行连贯，它须要两个连贯来传送一个文件：

  • 管制连贯：服务器关上端口号 21 期待客户端的连贯，客户端被动建设连贯后，应用这个连贯将客户端的命令传送给服务器，并传回服务器的应答。
  • 数据连贯：用来传送一个文件数据。

依据数据连贯是否是服务器端被动建设，FTP 有被动和被动两种模式：

  • 被动模式：服务器端被动建设数据连贯，其中服务器端的端口号为 20，客户端的端口号随机，然而必须大于 1024，因为 0~1023 是熟知端口号。
  • 被动模式：客户端被动建设数据连贯，其中客户端的端口号由客户端本人指定，服务器端的端口号随机.

被动模式要求客户端凋谢端口号给服务器端，须要去配置客户端的防火墙。被动模式只须要服务器端凋谢端口号即可，无需客户端配置防火墙。然而被动模式会导致服务器端的安全性削弱，因为凋谢了过多的端口号。

DHCP 动静主机配置协定

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 提供了即插即用的连网形式，用户不再须要手动配置 IP 地址等信息。

DHCP 配置的内容不仅是 IP 地址，还包含子网掩码、网关 IP 地址。

DHCP 工作过程如下：

  1. 客户端发送 Discover 报文，该报文的目标地址为 255.255.255.255:67，源地址为 0.0.0.0:68，被放入 UDP 中，该报文被播送到同一个子网的所有主机上。如果客户端和 DHCP 服务器不在同一个子网，就须要应用中继代理。
  2. DHCP 服务器收到 Discover 报文之后，发送 Offer 报文给客户端，该报文蕴含了客户端所须要的信息。因为客户端可能收到多个 DHCP 服务器提供的信息，因而客户端须要进行抉择。
  3. 如果客户端抉择了某个 DHCP 服务器提供的信息，那么就发送 Request 报文给该 DHCP 服务器。
  4. DHCP 服务器发送 Ack 报文，示意客户端此时能够应用提供给它的信息。

TELNET 近程登录协定

TELNET 用于登录到近程主机上，并且近程主机上的输入也会返回。

TELNET 能够适应许多计算机和操作系统的差别，例如不同操作系统零碎的换行符定义。

电子邮件协定

一个电子邮件系统由三局部组成：用户代理、邮件服务器以及邮件协定。

邮件协定蕴含发送协定和读取协定，发送协定罕用 SMTP，读取协定罕用 POP3 和 IMAP。

1. SMTP

SMTP 只能发送 ASCII 码，而互联网邮件裁减 MIME 能够发送二进制文件。MIME 并没有改变或者取代 SMTP，而是减少邮件主体的构造，定义了非 ASCII 码的编码规定。

2. POP3

POP3 的特点是只有用户从服务器上读取了邮件，就把该邮件删除。但最新版本的 POP3 能够不删除邮件。

3. IMAP

IMAP 协定中客户端和服务器上的邮件放弃同步，如果不手动删除邮件，那么服务器上的邮件也不会被删除。IMAP 这种做法能够让用户随时随地去拜访服务器上的邮件。

Web 页面申请过程

1. DHCP 配置主机信息

  • 假如主机最开始没有 IP 地址以及其它信息，那么就须要先应用 DHCP 来获取。
  • 主机生成一个 DHCP 申请报文，并将这个报文放入具备目标端口 67 和源端口 68 的 UDP 报文段中。
  • 该报文段则被放入在一个具备播送 IP 目标地址 (255.255.255.255) 和源 IP 地址（0.0.0.0）的 IP 数据报中。
  • 该数据报则被搁置在 MAC 帧中，该帧具备目标地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF，将播送到与交换机连贯的所有设施。
  • 连贯在交换机的 DHCP 服务器收到播送帧之后，一直地向上合成失去 IP 数据报、UDP 报文段、DHCP 申请报文，之后生成 DHCP ACK 报文，该报文蕴含以下信息：IP 地址、DNS 服务器的 IP 地址、默认网关路由器的 IP 地址和子网掩码。该报文被放入 UDP 报文段中，UDP 报文段有被放入 IP 数据报中，最初放入 MAC 帧中。
  • 该帧的目标地址是申请主机的 MAC 地址，因为交换机具备自学习能力，之前主机发送了播送帧之后就记录了 MAC 地址到其转发接口的替换表项，因而当初交换机就能够间接晓得应该向哪个接口发送该帧。
  • 主机收到该帧后，一直合成失去 DHCP 报文。之后就配置它的 IP 地址、子网掩码和 DNS 服务器的 IP 地址，并在其 IP 转发表中装置默认网关。

2. ARP 解析 MAC 地址

  • 主机通过浏览器生成一个 TCP 套接字，套接字向 HTTP 服务器发送 HTTP 申请。为了生成该套接字，主机须要晓得网站的域名对应的 IP 地址。
  • 主机生成一个 DNS 查问报文，该报文具备 53 号端口，因为 DNS 服务器的端口号是 53。
  • 该 DNS 查问报文被放入目标地址为 DNS 服务器 IP 地址的 IP 数据报中。
  • 该 IP 数据报被放入一个以太网帧中，该帧将发送到网关路由器。
  • DHCP 过程只晓得网关路由器的 IP 地址，为了获取网关路由器的 MAC 地址，须要应用 ARP 协定。
  • 主机生成一个蕴含目标地址为网关路由器 IP 地址的 ARP 查问报文，将该 ARP 查问报文放入一个具备播送目标地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF）的以太网帧中，并向交换机发送该以太网帧，交换机将该帧转发给所有的连贯设施，包含网关路由器。
  • 网关路由器接管到该帧后，一直向上合成失去 ARP 报文，发现其中的 IP 地址与其接口的 IP 地址匹配，因而就发送一个 ARP 答复报文，蕴含了它的 MAC 地址，发回给主机。

3. DNS 解析域名

  • 晓得了网关路由器的 MAC 地址之后，就能够持续 DNS 的解析过程了。
  • 网关路由器接管到蕴含 DNS 查问报文的以太网帧后，抽取出 IP 数据报，并依据转发表决定该 IP 数据报应该转发的路由器。
  • 因为路由器具备外部网关协定（RIP、OSPF）和内部网关协定（BGP）这两种路由抉择协定，因而路由表中曾经配置了网关路由器达到 DNS 服务器的路由表项。
  • 达到 DNS 服务器之后，DNS 服务器抽取出 DNS 查问报文，并在 DNS 数据库中查找待解析的域名。
  • 找到 DNS 记录之后，发送 DNS 答复报文，将该答复报文放入 UDP 报文段中，而后放入 IP 数据报中，通过路由器反向转发回网关路由器，并通过以太网交换机达到主机。

4. HTTP 申请页面

  • 有了 HTTP 服务器的 IP 地址之后，主机就可能生成 TCP 套接字，该套接字将用于向 Web 服务器发送 HTTP GET 报文。
  • 在生成 TCP 套接字之前，必须先与 HTTP 服务器进行三次握手来建设连贯。生成一个具备目标端口 80 的 TCP SYN 报文段，并向 HTTP 服务器发送该报文段。
  • HTTP 服务器收到该报文段之后，生成 TCP SYN ACK 报文段，发回给主机。
  • 连贯建设之后，浏览器生成 HTTP GET 报文，并交付给 HTTP 服务器。
  • HTTP 服务器从 TCP 套接字读取 HTTP GET 报文，生成一个 HTTP 响应报文，将 Web 页面内容放入报文主体中，发回给主机。
  • 浏览器收到 HTTP 响应报文后，抽取出 Web 页面内容，之后进行渲染，显示 Web 页面。
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