第五章Web應用與應用層協議

                                           　Web應用與應用層協議

　　本篇博文中的主要參考文獻是《計算機網絡高級教程》，分別是吳功宜老先生和吳英教授合著。這部教程是我研究生老師所推薦的網絡必讀科目，因爲該教程講解的基礎知識詳細，但內容頗多，達700多頁。特將各章節主要內容總結,後續各章節將逐步更新,因爲本人學識有限,僅總結的是做者本身認爲重要的內容。

　  文章中的Why表示產生的背景，也就是說爲何會產生該技術，What表示該技術是什麼，How表示該技術是如何使用的。如下將用字母表示各問題。

應用層協議分爲3種基本類型:基礎設施類、網絡應用類、網絡管理類。

       基礎設施類包括：

　　       支持Internet運行的全局基礎設施類應用層協議——DNS(域名服務協議)；支持各個網絡系統運行的局部基礎設施類應用層協議     ——DHCP（動態主機配置協議）。

 

       網絡應用類包括：基於C/S工做模式與基於P2P工做模式的應用層協議。 

　　　　基於C/S工做模式的應用層協議包括：Telent（網絡終端協議）、SMTP（電子郵件服務協議）、FTP（文件傳輸協                           議）、HTTP（WEB服務協議）。

     　　 基於P2P工做模式的應用層協議包括:文件共享協議、即時通訊協議、流媒體協議、共享存儲協議、協同工做協議。

 

       網絡管理類：主要是SNMP（簡單網絡管理協議）。

 

下面咱們來看基礎設施類中的Telent（網絡終端協議）：

       Why：不一樣型號計算機之間的差別性，就是異構計算機系統之間的互聯問題。

       What：Telent引入NVT（網絡虛擬終端）的概念,提供一種專門的鍵盤定義，用來屏蔽不一樣計算機系統對鍵盤輸入的差別性。

       How：用戶的實終端採用用戶終端的格式和本體Telnet客戶通訊；遠程計算機採用主機系統格式與Telent服務器通訊。在Telent客         戶進程與Telent服務器進程之間，經過NVT(網絡虛擬終端)標準來進行通訊。以下圖所示:

　　

 

 

SMTP（簡單郵件傳輸協議）：

       電子郵件系統分爲郵件服務器端和郵件客戶端。

       郵件服務器端包括用來發郵件的SMTP服務器、用來接收郵件的POP3（郵局協議）、或IMAP（交互式郵件存取協議）服務器以及用來存儲電子郵件的電子郵箱。

       郵件客戶端包括用戶發送郵件的SMTP代理、用來接收郵件的POP3代理以及爲用戶提供管理界面的用戶接口程序。

 

         

FTP（文件傳輸協議）：

　　What：文件傳輸服務是由FTP應用程序提供，而FTP應用程序遵循的是TCP/IP中的FTP協議。它運行用戶將文件從一臺計算機傳輸到另                     一 臺計算機，並能保證傳輸的可靠性。                  

　　How：首先創建控制鏈接，FTP控制鏈接的端口號爲21；再創建數據鏈接，FTP數據鏈接的端口號是20。其次在FTP數據傳輸創建之                       後， FTP客戶就能夠從FTP服務器下載或上傳文件。                       

　　最後結束數據傳輸時，首先釋放FTP數據鏈接，而後再釋放FTP控制鏈接。以下圖所示：

        

 

匿名FTP服務：

 　　What：提供服務的人或機構在其FTP服務器的帳戶上創建了一個公開帳戶，並賦予該帳戶訪問公共目錄的權限，以提供免費的服務。

　　How：用戶訪問匿名服務的FTP服務器，不須要輸入用戶名和密碼。若是輸入的話，可用anonymous做爲用戶名，guest做密碼。

 

Web應用：

       支持Web服務的三個關鍵技術：

       HTTP(超文本傳輸協議)：它是在Web瀏覽器和Web服務器之間的傳輸協議。

       URL(統一資源定位符)：用來標識Web中的資源，便於用戶查找。

       HTML（超文本標註語言）

 

       URL(統一資源定位符)：

       Why:在Internet中，必需要制定一種方法來標記能夠提供給用戶共享的每個文件或對象。

       What：由三部分組成:協議類型、主機名、路徑及文件名。

                例如：HTTP://www.nanki.edu.cn/index.html

                http:指出要使用的協議類型，www.nanki.edu.cn指出要訪問的服務器的主機名，index.html指出要訪問的主頁的路徑與文件名。

 

HTTP協議：

　　下面咱們來了解一下該協議的特性。

　　1） 無狀態協議

　　Why：爲了提升Web服務器的併發處理能力

　　What：服務器再接收到HTTP請求報文後，返回應答報文以後不保存有關Web瀏覽器的任何信息。即便是同一個Web瀏覽器在幾秒鐘以內兩次訪問同一個Web服務器，它也必須分別創建兩次鏈接。

　　2） 非持續鏈接

　　What：若是客戶須要向服務器發出多個服務請求報文，而服務器須要對每個請求報文進行應答，那麼就須要爲每個客戶與服務　　器的請求報文與應答報文創建一個TCP鏈接。

　　3） 持續鏈接

　　What：全部客戶與服務器的請求報文與應答報文均可以經過一個TCP鏈接來完成

　　持續鏈接有兩種工做方式：非流水線與流水線

　　非流水線方式的特色是：客戶端只有在接收到前一個響應時才能發出新的請求，這時服務器每發送一個對象以後，要等待下一個請求的到來，鏈接處於空閒狀態，浪費服務器的資源。

　　流水線方式：客戶端在沒有收到前一個響應時就可以發出新的請求，客戶端請求像流水線做業般，連續地發送到服務器端，服務器能夠連續地發送應答報文。

 

（CDN）內容分發網技術研究

       Why：爲了緩解Internet用戶增長與網絡服務等待時間增加的矛盾。

       What：若是某個內容被不少用戶關注，那就將它緩存在離用戶最近的結點上；選擇合適的緩存節點爲用戶提供服務。

 

（DNS）域名系統

       Why：早期主機名到地址的映射是放到主機文件（hosts.txt）中，主機名到IP地址的解析須要將hosts.txt文件傳送到各個主機來實現，這使得網絡信息中心主機負載太重。

       What：其是Internet中的主機按照必定的規則，用天然語言表示的名字，它與肯定的IP地址相對應。

　　　　1） 域名空間：定義一個包括全部可能出現的主機名字的域名空間。

　　　　2） 域名註冊：保證每臺主機域名的惟一性。

　　　　3） 域名解析：提供一種有效的域名與IP地址轉換機制。

       How：將主機名轉換成IP地址，使得用戶方便的訪問各類Internet資源與服務。

 

 

區、域與域名服務器：

              Why：例如設置管理nanki.edu.cn域的域名服務器最簡單的方法是設置一個域名服務器，管理全部南開大學內部的域名。但這種集中管理的方法帶來的是域名系統運行效率低下，不能知足服務質量的要求。

              How：

　　　　1） 根據須要將一個域劃分紅不重疊的多個區。

　　　　2） 每一個區設置相應的權限域名服務器，用來保存該區內因此主機的域名與IP地址映射關係數據。區是域名服務器管轄的範圍。

　　　　3） 區和區的域名服務器相互鏈接，構成支持整個域的域名服務器體系。

 

域名解析算法：

       遞歸解析

       What：在遞歸解析過程當中，若是本地域名服務器沒有要解析的域名信息，那麼本地服務器將接管向其餘域名服務器請求解析的責任，再將最終結果返回給客戶。

 

       反覆解析

       What：本地域名服務器若是不能返回最終的解析結果，那麼它只能返回它認爲能夠解析的域名服務器的IP地址。客戶端解析程序就向下一個域名服務器發出解析請求，直至最終得到須要的解析結果。