【計算機網(wǎng)絡(luò)】2.1 應(yīng)用層 - 常見協(xié)議

1.域名系統(tǒng) DNS

DNS 是一個分布式數(shù)據(jù)庫,提供了主機名和 IP 地址之間相互轉(zhuǎn)換的服務(wù)。這里的分布式數(shù)據(jù)庫是指,每個站點只保留它自己的那部分數(shù)據(jù)。

域名具有層次結(jié)構(gòu),從上到下依次為:根域名、頂級域名、二級域名。

域名系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DNS 可以使用 UDP 或者 TCP 進行傳輸,使用的端口號都為 53大多數(shù)情況下 DNS 使用 UDP 進行傳輸,這就要求域名解析器和域名服務(wù)器都必須自己處理超時和重傳從而保證可靠性。在兩種情況下會使用 TCP 進行傳輸:

(1)如果返回的響應(yīng)超過的 512 字節(jié)(UDP 最大只支持 512 字節(jié)的數(shù)據(jù))。

(2)區(qū)域傳送(區(qū)域傳送是主域名服務(wù)器向輔助域名服務(wù)器傳送變化的那部分數(shù)據(jù))。

2.文件傳送協(xié)議 FTP

FTP 使用 TCP 進行連接,需要兩個連接來傳送一個文件

(1)控制連接:服務(wù)器打開端口號 21 等待客戶端的連接,客戶端主動建立連接后,使用這個連接將客戶端的命令傳送給服務(wù)器,并傳回服務(wù)器的應(yīng)答。

(2)數(shù)據(jù)連接:用來傳送一個文件數(shù)據(jù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)連接是否是服務(wù)器端主動建立,F(xiàn)TP 有主動和被動兩種模式:

(1)主動模式:服務(wù)器端主動建立數(shù)據(jù)連接,其中服務(wù)器端的端口號為 20,客戶端的端口號隨機,但是必須大于 1024,因為 0~1023 是熟知端口號。

數(shù)據(jù)連接主動模式

(2)被動模式:客戶端主動建立數(shù)據(jù)連接,其中客戶端的端口號由客戶端自己指定,服務(wù)器端的端口號隨機。

數(shù)據(jù)連接被動模式

主動模式要求客戶端開放端口號給服務(wù)器端,需要去配置客戶端的防火墻。被動模式只需要服務(wù)器端開放端口號即可,無需客戶端配置防火墻。但是被動模式會導(dǎo)致服務(wù)器端的安全性減弱,因為開放了過多的端口號。

3.動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 提供了即插即用的連網(wǎng)方式,用戶不再需要手動配置 IP 地址等信息

DHCP 配置的內(nèi)容不僅是 IP 地址,還包括子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān) IP 地址。

DHCP 工作過程如下:

(1)客戶端發(fā)送 Discover 報文,該報文的目的地址為 255.255.255.255:67,源地址為 0.0.0.0:68,被放入 UDP 中,該報文被廣播到同一個子網(wǎng)的所有主機上。如果客戶端和 DHCP 服務(wù)器不在同一個子網(wǎng),就需要使用中繼代理。

(2)DHCP 服務(wù)器收到 Discover 報文之后,發(fā)送 Offer 報文給客戶端,該報文包含了客戶端所需要的信息。因為客戶端可能收到多個 DHCP 服務(wù)器提供的信息,因此客戶端需要進行選擇。

(3)如果客戶端選擇了某個 DHCP 服務(wù)器提供的信息,那么就發(fā)送 Request 報文給該 DHCP 服務(wù)器。

(4)DHCP 服務(wù)器發(fā)送 Ack 報文,表示客戶端此時可以使用提供給它的信息。

DHCP工作流程

4.遠程登錄協(xié)議 TELENT

TELNET 用于登錄到遠程主機上,并且遠程主機上的輸出也會返回。

TELNET 可以適應(yīng)許多計算機和操作系統(tǒng)的差異,例如不同操作系統(tǒng)系統(tǒng)的換行符定義。

5.電子郵件協(xié)議

一個電子郵件系統(tǒng)由三部分組成:用戶代理郵件服務(wù)器以及郵件協(xié)議。

郵件協(xié)議包含發(fā)送協(xié)議讀取協(xié)議,發(fā)送協(xié)議- SMTP,讀取協(xié)議- POP3 IMAP

(1)發(fā)送協(xié)議 SMTP

SMTP

SMTP 只能發(fā)送 ASCII 碼,而互聯(lián)網(wǎng)郵件擴充 MIME 可以發(fā)送二進制文件。MIME 并沒有改動或者取代 SMTP,而是增加郵件主體的結(jié)構(gòu),定義了非 ASCII 碼的編碼規(guī)則。

(2)讀取協(xié)議 POP3和IMAP

POP3 的特點是只要用戶從服務(wù)器上讀取了郵件,就把該郵件刪除。但最新版本的 POP3 可以不刪除郵件。

IMAP 協(xié)議中客戶端和服務(wù)器上的郵件保持同步,如果不手動刪除郵件,那么服務(wù)器上的郵件也不會被刪除。IMAP 這種做法可以讓用戶隨時隨地去訪問服務(wù)器上的郵件。

例子:電子郵件的發(fā)送和讀取流程,如下圖所示:

電子郵件發(fā)送和讀取流程

常用端口

常用端口
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