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应用层协议的特点

⏹每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又往往是通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的。

应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。

⏹应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。

客户（client）和服务器（server）都是指通信中所涉及的两个应用进程。

客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。

客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

▪产生原因

-32比特的IP地址难于记忆，应该使用符号地址，但是网络本身是使用IP地址的，因此需要一个完成二者之间相互转换的机制。

比如用表示166.111.69.241。

-当网络规模比较小时，例如ARPANET，每台主机只需查找一个文件（UNIX的host），该文件中列出了主机与IP地址的对应关系。

-当网络规模很大时，上述方法就不适用了，因此产生了域名系统DNS（DomainNameSystem）

▪DNS概述

-域名系统是一个典型的客户/服务器交互系统；

-域名系统是一个多层次的、基于域的命名系统，并使用分布式数据库实现这种命名机制；

-当应用程序需要进行域名解析时（从符号名到IP地址），它成为域名系统的一个客户。

它向本地域名服务器发出请求（调用解析器resolver），请求以UDP包格式发出，域名服务器找到对应的IP地址后，给出响应。

当本地域名服务器无法完成域名解析，它临时变成其上级域名服务器的客户，递归解析，直到该域名解析完成。

-RFC1034，1035

7.1.1DNS名字空间

▪域名的结构

-INTERNET因特网采用了层次树状结构的命名方法。

顶级域名分为通用域和国家域两种。

每个域对它下面的子域和机器进行管理。

-任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个惟一的层次结构的名字，即域名。

-域名的结构由若干个分量（字符、数字串）组成，各分量之间用点隔开：

….三级域名.二级域名.顶级域名

-各分量分别代表不同级别的域名。

例如

-域名是大小写无关的，“edu”和“EDU”相同。

域名最长255个字符，每部分最长63个字符。

▪顶级域名TLD（TopLevelDomain）

-

（1）国家顶级域名nTLD：

如:

.cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国，等等。

-

（2）国际顶级域名iTLD：

采用.int。

国际性的组织可在.int下注册。

-（3）通用顶级域名gTLD：

最早的顶级域名是：

.com表示公司企业.net表示网络服务机构.org表示非赢利性组织.edu表示教育机构（美国专用）.gov表示政府部门（美国专用）.mil表示军事部门（美国专用）

新增加了七个通用顶级域名.aero用于航空运输企业.biz用于公司和企业.coop用于合作团体.info适用于各种情况.museum用于博物馆.name用于个人.pro用于会计、律师和医师等自由职业者

7.1.2资源记录

▪资源记录

-在DNS的数据库中用资源记录来表示主机和子域的信息，当应用程序进行域名解析时，得到的便是域名所对应的资源记录。

-资源记录是一个五元式

Domain_name（域名）Time_to_live（生存期）Class（类别）Type（类型）Value（值）

Domain_name（域名）—指出记录适用的域

Time_to_live（生存期）—表明该记录的稳定程度86400（1天）60（1分）

Class（类别）—对Internet信息,总为IN,非Internet信息,其它代码

Type（类型）—指出记录的类型最重要的记录类型为A（address）—IP地址,其次为MX—指定域的接收邮件主机名

Value（值）—其语义取决于记录的类型,可以是数字,域名或ASCII字符串

7.1.3名字服务器

▪区域划分

-DNS将域名空间划分为许多无重叠的区域（zone），每个区域覆盖了域名空间的一部分并设有域名服务器对这个区域的域名进行管理。

-每个区域有一个主域名服务器和若干个备份域名服务器，区域的边界划分是人工设置的，比如：

是三个不同的区域，分别有各自的域名服务器。

▪权威记录与缓存记录—前者来自于管理该记录的权威机构,记录总是正确的.后者可能过期.

▪域名解析（递归查询法）

-一个区域内机器上的应用程序进行域名解析时，首先向该区域的域名服务器发出解析请求，若查找到，则返回域名对应的资源记录。

-若找不到，该域名服务器向所查找域名的顶级域的域名服务器发出解析请求，

-顶级域的域名服务器通过向下的层次查询得到对应的资源记录，返回给该域名服务器，

-最后资源记录被返回给发起域名解析的机器，并在该区域的域名服务器中做缓存，超时后删除。

7.2电子邮件e-mail

7.2.1概述

⏹电子邮件（e-mail）是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。

⏹电子邮件把邮件发送到ISP的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱中，收信人可随时上网到ISP的邮件服务器进行读取。

⏹电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。

⏹现在电子邮件不仅可传送文字信息，而且还可附上声音和图像。

⏹在1982年制定出简单邮件传送协议SMTP（SimpleMailTransferProtocol）和因特网文本报文格式，它们都已成为因特网的正式标准。

⏹1993年提出了多用途因特网邮件扩展MIME（MultipurposeInternetMailExtensions）。

⏹MIME在其邮件首部中说明了邮件的数据类型（如文本、声音、图像、视像等）。

在MIME邮件中可同时传送多种类型的数据。

⏹电子邮件的最主要组成构件

-用户代理UA（UserAgent）

用户代理UA就是用户与电子邮件系统的接口。

用户代理的功能是：

撰写、显示和处理。

-邮件服务器的功能是发送和接收邮件，同时还要向发信人报告邮件传送的情况（已交付、被拒绝、丢失等）。

邮件服务器按照客户服务器方式工作。

邮件服务器需要使用两个不同的协议。

⏹SMTP协议用于发送邮件。

⏹邮局协议POP（PostOfficeProtocol）用于接收邮件。

应当注意

⏹一个邮件服务器既可以作为客户，也可以作为服务器。

⏹例如，当邮件服务器A向另一个邮件服务器B发送邮件时，邮件服务器A就作为SMTP客户，而B是SMTP服务器。

⏹当邮件服务器A从另一个邮件服务器B接收邮件时，邮件服务器A就作为SMTP服务器，而B是SMTP客户。

⏹电子邮件的发送和接收过程

（1）发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件。

用户代理用SMTP把邮件传送给发送端邮件服务器。

（2）发送端邮件服务器将邮件放入邮件缓存队列中，等待发送。

（3）运行在发送端邮件服务器的SMTP客户进程，发现在邮件缓存中有待发送的邮件，就向运行在接收端邮件服务器的SMTP服务器进程发起TCP连接的建立。

（4）TCP连接建立后，SMTP客户进程开始向远程的SMTP服务器进程发送邮件。

当所有的待发送邮件发完了，SMTP就关闭所建立的TCP连接。

（5）运行在接收端邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后，将邮件放入收信人的用户邮箱中，等待收信人在方便时进行读取。

（6）收信人在打算收信时，调用用户代理，使用POP3（或IMAP消息访问协议）协议将自己的邮件从接收端邮件服务器的用户邮箱中的取回（如果邮箱中有来信的话）。

⏹电子邮件的组成

-电子邮件由信封（envelope）和内容（content）两部分组成。

-电子邮件的传输程序根据邮件信封上的信息来传送邮件。

用户在从自己的邮箱中读取邮件时才能见到邮件的内容。

-在邮件的信封上，最重要的就是收信人的地址。

⏹电子邮件地址的格式

-TCP/IP体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下：

收信人邮箱名@邮箱所在主机的域名（8-1）

符号“@”读作“at”，表示“在”的意思。

-例如，电子邮件地址xiexiren@

7.2.2简单邮件传送协议SMTP

⏹SMTP所规定的就是在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。

⏹由于SMTP使用客户服务器方式，因此负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，而负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器（端口25）。

⏹SMTP通信的三个阶段

-1.连接建立：

连接是在发送主机的SMTP客户和接收主机的SMTP服务器之间建立的。

SMTP不使用中间的邮件服务器。

-2.邮件传送

-3.连接释放：

邮件发送完毕后，SMTP应释放TCP连接。

7.2.3电子邮件的信息格式

⏹一个电子邮件分为信封和内容两大部分。

⏹[RFC822]只规定了邮件内容中的首部（header）格式，而对邮件的主体（body）部分则让用户自由撰写。

⏹用户写好首部后，邮件系统将自动地将信封所需的信息提取出来并写在信封上。

所以用户不需要填写电子邮件信封上的信息。

⏹邮件内容首部包括一些关键字，后面加上冒号。

最重要的关键字是：

To和Subject。

邮件内容的首部

⏹“To:

”后面填入一个或多个收信人的电子邮件地址。

用户只需打开地址簿，点击收信人名字，收信人的电子邮件地址就会自动地填入到合适的位置上。

⏹“Subject:

”是邮件的主题。

它反映了邮件的主要内容，便于用户查找邮件。

⏹抄送“Cc:

”表示应给某某人发送一个邮件副本。

”Bcc”向第三方密件抄送

⏹“From”和“Date”表示发信人的电子邮件地址和发信日期。

“Reply-To”是对方回信所用的地址。

7.2.4邮件读取协议POP3和IMAP

⏹邮局协议POP是一个非常简单、但功能有限的邮件读取协议，现在使用的是它的第三个版本POP3。

⏹POP也使用客户服务器的工作方式。

⏹在接收邮件的用户PC机中必须运行POP客户程序，而在用户所连接的ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序。

⏹电子邮件存放在用户PC上

IMAP协议（InternetMessageAccessProtocol消息访问协议）

⏹IMAP也是按客户服务器方式工作，现在较新的版本是IMAP4。

⏹用户在自己的PC机