5.1 应用层概述
5.2 客户-服务器方式和对等方式
网络应用程序运行在处于网络边缘的不同的端系统上，通过彼此间的通信来共同完成某项任务。
开发一种新的网络应用首先要考虑的问题是网络应用程序在各种端系统上的组织方式和它们之间的关系。目前流行的有以下两种：
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客户/服务器（Client/Server，C/S）方式
客户和服务器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。
服务器总是处于运行状态，并等待客户的服务请求。服务器具有固定端口号（例如HTTP服务器的默认端口号为80），而运行服务器的主机也有固定的IP地址。
C/S是因特网传统的、最成熟的方式，很多都是采用C/S方式。万维网www，电子邮件，文件传输FTP等。
基于C/S方式的应用服务通常是服务集中型的，即应用服务集中在网络中比客户计算机少得多的服务器计算机上 ------>由于一台服务器计算机要为多台客户提供服务，常出现服务器跟不上客户机请求的情况 ------>为此，常使用计算机群集（或服务器场）构建一个强大的虚拟服务器。
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对等（Peer-to-Peer，P2P）方式
在P2P方式中，没有固定的服务请求者和服务提供者，分布在网络边缘各端系统中的应用进程是对等的，被称为对等方。对等方相互之间直接通信，每个对等方既是服务请求者，也是服务提供者。
流行的有P2P文件共享、即时通信、P2P流媒体、分布式存储等。
基于P2P的应用是服务分散型的，因为服务不是集中在少数几个服务器计算机中，而是分散在大量对等计算机中，这些计算机不是服务提供商所有，而是为个人控制的桌面计算机和笔记本电脑，它们通常位于住宅、校园、办公室中。
P2P方式的最突出特性就是它的可扩展性。系统性能不会因规模增大而降低。
P2P方式也具有成本上的优势。
5.3 动态主机配置协议DHCP
------>自动获取
DHCP 中继 代理
------>原因：我们不愿意在所有网络中都设置一个DHCP服务器。
------>现在是使每一个网络至少有一个DHCP中继代理（通常是一台路由器），它配置了DHCP服务器的IP地址信息，作为各网络中计算机与DHCP服务器的桥梁。
5.4 域名系统DNS
域名系统 DNS 的作用
当用户主机在某个浏览器软件地址栏上输入如"www.hnust.cn"相关的域名时 ------>用户主机将在自己的高速缓存中查找该域名对应的IP地址 ------>若找不到，则向网络中的某台DNS服务器查询 ------>DNS服务器中有域名和IP地址映射关系的数据库 ------>当DNS收到DNS查询报文后，进行查询 ------>将结果发送给用户主机 ------>用户主机浏览器可以通过Web服务器的IP地址对其进行访问
1983年，因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字（域名），并使用分布式的域名系统DNS。 域名的结构由若干个分量构成，各分量之间用"点"隔开，分别代表不同级别的域名。
...(.)三级域名(.) 二级域名 (.)顶级域名
每一级的域名都由英文字母和数字组成，不超过63个字符，不区分大小写字母。
级别最低的域名写在最左边，最高的写在最右边。
完整的域名不超过255个域名。
域名系统不规定一个域名需包含多少个下级域名，也不规定每一级域名的意思。
各级域名由其上一级的域名管理机构管理，而最高的顶级域名由因特网名称与数字地址分配机构ICANN进行管理。
顶级域名TLD分为以下三类：
国家顶级域名nTLD：采用ISO 3166规定，如cn表示中国，us表示美国，uk表示中国
通用顶级域名 gTLD：com(公司企业)、net(网络服务机构)、org(非盈利性组织)、int(国际组织)、edu(美国教育机构)、gov(美国政府机构)、mil(美国军事部门)
反向域 arpa：用于反向域名解析，即IP地址反向1解析为域名。
二级域名我国分为两类：
类别域名：ac(科研机构)、com(工，商，金融等行业)、edu(教育机构)、gov(政府部门)、net(提供网络服务的机构)、mil(军事机构)、org(非盈利性组织)
行政区域名：34个，如bj为北京市...
域名和IP地址的映射关系必须保存在域名服务器中，供其他应用查询，显然不能将所有信息都储存在一台域名服务器中。DNS使用分布在各地的域名服务器来实现域名到IP地址的转换。
域名服务器可划分为以下四种类型：
根域名服务器：
根域名服务器是最高层次域名服务器，每个根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名及其IP地址。因特网共有13个不同IP地址的根域名服务器。"每台服务器"实际是许多分布在各地的计算机构成的服务器群集。当本地域名服务器向根域名服务器发出查询请求时，路由器就把查询请求报文转发到离这个客户最近的一个根域名服务器。根域名服务器通常不直接对域名进行解析，而是返回该域名所属的顶级域名的顶级域名服务器的IP地址。
顶级域名服务器：
负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到DNS查询请求时给出相应回答。可能是最后结果，可能是下一级权限域名服务器IP地址。
权限域名服务器：
负责管理某个区的域名，每一个主机的域名都必须在某个权限域名服务器中登记注册。因此它知道管辖的域名和IP地址的映射关系。另外，它还知道下级域名服务器的地址。
本地域名服务器：
不属于上述的域名服务器等级结构。当一个主机发起DNS请求报文时，这个报文就送往主机的本地域名服务器。起着代理的作用，将报文转发到上述的域名服务器等级结构中。
DNS时大多数域名都在本地解析，仅少量解析需要在因特网上通信，因此系统效率很高。
域名解析的过程
递归 查询
迭代查询
由于分布式，单个出现故障，不会影响整个网络。
为了提高DNS的查询效率，减去根域名服务器的负荷和减少因特网的DNS查询报文数量。在域名服务器中使用高速缓存。存放最近查询过的域名和从何处获得域名映射信息的记录。
域名服务器应为每项内容设置计时器并删除超过合理时间的项（域名和IP映射关系不是一直不变）。
5.5 文件传送协议FTP
将某台计算机中的文件通过网络传送到另一条计算机中，是一项基本的网络应用，即文件传送。
FTP提供了交互式的访问，允许用户指明文件类型和格式（如是否使用ASCII码），并允许文件具有存取权限（如访问文件的用户必须经过授权并输入有效口令）
FTP屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。
FTP用途：批量传输文件，让网站设计者将构成网站内容的大量文件批量上传到他们的Web服务器。
5.6 电子邮件
电子邮件系统的三个主要组成构件：用户代理、邮件服务器、电子邮件所需的协议
用户代理是用户和电子邮件系统的接口，又称为电子邮件客户端软件
邮件服务器是电子邮件系统的基础设施。因特网上所有的ISP都有邮件服务器，其功能是发送和接受邮件，同时还要负责维护用户的邮箱。
协议包括邮件发送协议（SMTP）和邮件读取协议（POP3 IMAP）
5.7 万维网www
万维网WWW(World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络，它是一个大规模的、联机式的信息储藏所，是运行在因特网上的一个分布式应用。
利用网页之间的超链接将不同的网站的网页链接为一张逻辑上的信息网。
浏览器最重要的部分是渲染引擎 ，也就是浏览器内核。负责对网页内容进行解析和显示。
为了方便地访问在世界范围的文档，万维网使用统一资源定位符URL来指明因特网上任何种类"资源"的位置。
URL一般由四部分构成：<协议>://<主机>:< 端口 >/<路径>
超文本 传输协议HTTP
定义了浏览器（万维网客户进程）怎样向万维网服务器请求万维网文档，依据万维网服务器怎样把万维网文档传送给服务器
http/1.0采用非持续连接方式。每次浏览器请求一个文件都要与服务器建立TCP连接，收到响应后立即关闭连接。
每请求一个文档就要有两倍的RTT的开销。
为了减少时延，浏览器通常建立多个并行TCP连接同时请求多个对象。但是，会大量占用资源。
http/1.1采用持续连接方式。服务器发送响应后仍保留该连接，使同一个客户和服务器可以继续在这条连接上传送后续的报文。不局限于传递同一个页面上引用的对象，而是只要这些文档都在同一个服务器上就行。
还可以使用流水线方式工作。在收到响应报文之前就能继续发送请求报文。
HTTP报文格式
|---------|-------------------------|
| 方法 | 描述 |
| GET | 请求URL标志的文档 |
| HEAD | 请求URL标志的文档的首部 |
| POST | 向服务器发送数据 |
| PUT | 在指明的URL下存储一个文档 |
| DELETE | 删除URL标志的文档 |
| CONNECT | 用于代理服务器 |
| OPTIONS | 请求一项选项信息 |
| TRACE | 用来进行环回测试 |
| PATCH | 对PUT方法的补充，用来对已知资源进行局部更新 |
|-------------|-------------------------|
| 状态码（5大类33种） | 描述 |
| 1xx | 表示通知信息，如请求收到了或正在进行处理 |
| 2xx | 表示成功了，如接受或知道了 |
| 3xx | 表示重定向，即要完成请求还必须采取进一步的行动 |
| 4xx | 表示客户的差错，如请求中有错误的语法或不能完成 |
| 5xx | 表示服务器的差错，如服务器失效无法完成请求 |
使用 Cookie 在服务器上记录用户信息
Cookie提供了一种机制使得万维网服务器能够"记住"用户，而无需用户主动提供用户标识信息，也就是，Cookie是一种对无状态的HTTP进行状态化的技术。
万维网缓存与代理服务器
万维网缓存又称为Web缓存，可位于客户机，也可位于中间系统。位于中间系统的Web缓存又称为代理服务器。
Web缓存把最近的一些请求和响应暂存在本地磁盘中。当新请求到达时，若发现这个请求和暂时存放的请求相同，则返回暂存的响应，而不需要按URL的地址再次去因特网访问该资源。
