先来回忆TCP/IP协议
 

• 可以看到TCP/IP协议在应用层将会涉及到HTTP,FTP,DNS协议，还会有POP3,RDP,SMTP协议。

内容速览：

1. 域名系统DNS
   顶级域名：com edu net cn org gov
   二级域名：inhe 91xueit baidu
2. 动态主机配置协议DHCP
3. 文件传送协议FTP
4. 远程终端协议TELNET
5. 远程桌面RDP
6. 万维网WWW
7. 电子邮件(SMTP,POP3,IMAP)

域名系统DNS

1. 什么是域名
2. 域名的结构
3. Internet中的域名服务器
4. 域名解析过程

什么是域名

• 整个Internet网站和各种服务器数量众多，各个组织的服务器都需要给一个名称，这就很容易重名。如何确保Internet上的服务器名称在整个Internet唯一呢？这就需要Internet上有域名管理认证机构进行统一管理。如果你的公司在互联网上有一组服务器（邮件服务器、FTP服务器、Web服务器等），你需要为你的公司先申请一个域名，也就是向管理认证机构注册一个域名。
• 域名的注册遵循先申请先注册为原则，管理认证机构要确保每一个域名的注册都是独一无二、不可重复的。

域名的结构

• 一个域名下可以有多个主机，域名全球唯一，主机名+域名肯定也是全球唯一的，主机名+域名称为完全限定域名（FQDN）。
• FQDN是Fully Qualified Domain Name的缩写, 含义是完整的域名。例如，一台机器主机名（hostname）是www, 域名后缀（domain）是51cto.com, 那么该主机的FQDN应该是www.51cto.com。如图：
• 注意：域名与IP地址并不是一对一的，有可能多个域名对应一个IP地址。还有可能一个域名对应多个IP地址，这主要是用来缓解流量大的网站的压力，实现网站的负载均衡。

域名的层次结构

• 如图，共有四级域名。顶级域名有国家顶级域名和通用顶级域名。
• 国家顶级域名下面，还能再次进行划分，可以类比于IP地址。此时的二级域名就由国家来定义。二级域名下面还有三级域名。
• 个人或者企业在申请了域名之后，可以在该域名下面添加多个主机名，也可以根据需要创建子域名，子域名下面，也可以有多个主机名。
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• 我们在写域名的时候往往会把域名的最后一部分给省掉，比如在命令提示符下我输入ping www.cctv.com.（注意最后一位是.），然后观察结果，如图：
• 可以看到全域名应该为：www.g1.ctc.cctvcdn.net.lxdns.com只是后一部分被省掉了。

互联网中的域名服务器

• 当我们通过域名访问网站或者点击网页中的超链接跳转到其它网站，计算机需要将域名解析成IP地址才能访问这些网站。DNS服务器负责域名解析，因此你必须配置计算机使用哪些DNS服务器进行域名解析。如图：
• 两个DNS服务器地址，可以增加访问服务器的成功率。

DNS服务器的层次

• 如图：思想是逐层次委派。从根DNS服务器开始，它会委派域名解析的任务给其它的服务器。比如把后缀名为.net的任务委派给13.2.1.2，把后缀名为.com的域名委派给42.6.1.8，把.org委派给21.2.4.2。委派的IP地址，就是负责解析该域名的DNS服务器。
• 再看顶级域名服务器，它里面有一个根提示，地址为18.8.1.8，在这个域名解析服务器中，它主要负责后缀名为.net的域名解析。该服务器里面存储着这些后缀名为.net的主机记录，方便用户访问。
• 当然，顶级域名服务器也可以继续向下委派解析任务。形成三级域名服务器。
• 总结：所有的非根域名服务器，都知道根服务器的地址，这样做的目的是，在解析域名的过程中，假如说访问的是三级域名服务器，它里面并没有主机记录，他会把信息发送给根，而不是它的上层DNS路由器。深刻理解下面的解析过程。

域名解析的过程

如图：
第一种情况：

• 当主机访问www.inhe.net的时候，会把解析消息发送给默认的DNS服务器。
• 服务器B收到之后，发现正好是自己负责的域名，查到主机记录之后，就直接发送给该主机，这叫权威应答。

第二种情况

• 还是先看过程1，假如说，主机要访问的是www.sohu.com。当它向默认服务器B发送请求之后，默认服务器B发现，你要解析的域名不是我负责的，它就会把这条消息发送给根服务器A，根服务器A根据委派记录，查找到自己委派的负责解析.com域名的服务器C，地址为42.6.1.8，返回给主机默认路由器B，让它去找这个地址。
• 然后默认路由器B会把消息转发给服务器C。此时服务器C发现www.sohu.com，自己委派给E来负责解析。就会把E的地址返回给B，让B去找E。
• B接着把消息转发给E，E对照自己的主机记录表，把www.sohu.com的IP地址220.181.90.14，返回给B，此时B也会缓存这一条解析记录，B再返回给主机，主机也会缓存这条解析记录。
• 整个过程就叫做非权威访问。

几个常见的DNS服务器

• 8.8.8.8 谷歌公司服务器
• 222.222.222.222 电信的DNS服务器。

动态主机配置协议DHCP

• 静态地址和动态地址应用场景
• DHCP地址租约
• DHCP租约生成过程
• DHCP地址租约更新

应用场景

• 使用静态地址的情况
  • IP地址不经常更改的设备就是使用静态地址。比如企业中服务器会单独在一个网段，很少更改IP地址或者移动到其他网段，这些服务器通常使用静态地址，使用静态地址还方便企业员工使用地址访问这些服务器。比如学校机房，都是台式机，很少移动，这些计算机最好也使用静态地址。
• 使用动态地址的情况
  • 网络中的计算机不固定，就应该使用动态地址。
  • 无线设备最好也使用动态地址。
  • ADSL拨号上网通常也是使用自动获得IP地址。

DHCP地址租约

• 地址以租约的形式提供给客户机。
• 当客户端申请到一个地址后，它与服务器之间就产生了一个地址租约。
• 如果客户端到期没有更新租约，DHCP服务器就会单方面废除租约，收回分配的地址。
• 这个租约里面有一个约定的时间，比如3个小时，一天，一年等等。
• 当时间过去50%的时候，客户端会找原来的DHCP服务器续约。如果这次没有续约成功，在时间过去75%的时候，客户端会再次找原来的DHCP服务器进行续约，如果仍然没有成功，就开始发广播求地址。
• 当时间过去100%的时候，客户端就会释放地址，生成一个169.254.0.0网段的地址，此地址为本地环回地址。
• 当我们重启计算机的时候，主机会立刻先ping一下网关，如果通，就看租约是否应该更新，如果不通，直接请求新的地址。

租约的生成过程

DHCP客户端会在以下所列举的集中情况下，从DHCP服务器获取一个新的IP地址。

1. 该客户端计算机是第一次从DHCP服务器获取IP地址。
2. 该客户端计算机原先所租用的IP地址已经被DHCP服务器收回，而且已经又租给其它计算机了，因此该客户端需要重新从DHCP服务器租用一个新的地址。
3. 该客户端自己释放原先所租用的IP地址，并要求租用一个新的IP地址。
4. 客户端计算机更新了网卡。
5. 客户端计算机转移到了另一个网段。

租约生成过程

• 如图所示：
• DHCPDISCOVER DHCP客户端会先送出DHCPDISCOVER的广播信息到网络，以便寻找一台能够提供IP地址的DHCP服务器。
• DHCPOFFER 当网络中的DHCP服务器收到DHCP客户端的DHCPDISCOVER信息后，就会从IP地址池中，挑选一个尚未出租的IP地址，然后利用广播的方式传送给DHCP客户端。
• DHCPREQUEST 当DHCP客户端挑选好第一个收到的DHCPOFFER信息后，它就利用广播的方式，响应一个DHCPREQUEST信息给DHCP服务器。
• DHCPACK DHCP服务器收到DHCP客户端要求IP地址的DHCPREQUEST信息后，就会利用广播的方式送出DHCPACK确认信息给DHCP客户端。

租约的更新

• 方法一：自动更新。DHCP服务自动进行租约的更新，也就是前面部分描述的租约更新的过程，当租约期达到租约期限50％时，DHCP客户端将自动开始尝试续租该租约。每次DHCP客户端重新启动的时候也将尝试续租该租约。为了续租其租约，DHCP客户端为它提供租约的DHCP服务器发出一个DHCPREQUEST请求数据包。如果该DHCP服务器可用，它将续租该租约并向DHCP客户端提供一个包含新的租约期和任何需要更新的配置参数值的DHCPACK数据包。当客户端收到该确认数据包后更新自己的配置。如果DHCP服务器不可用，客户端将继续使用现有的配置。
• 方法二：手动更新。如果需要立即更新DHCP配置信息，可以手工对IP地址租约进行续租操作，例如：如果我们希望DHCP客户端立即从DHCP服务器上得到一台新安装的路由器的地址，只需简单地在客户端做续租操作就可以了。直接在客户机上的命令提示符下，执行命令：Ipconfig/renew

文件传输协议FTP（21端口）

• FTP 是File Transfer Protocol（文件传输协议）的英文简称。用于Internet上的控制文件的双向传输。基于不同的操作系统有不同的FTP应用程序，而所有这些应用程序都遵守同一种协议以传输文件。在FTP的使用当中，用户经常遇到两个概念：“下载”（Download）和“上传”（Upload）。“下载”文件就是从远程主机拷贝文件至自己的计算机上；“上传”文件就是将文件从自己的计算机中拷贝至远程主机上。用Internet语言来说，用户可通过客户机程序向（从）远程主机上传（下载）文件。
• 简单地说，支持FTP协议的服务器就是FTP服务器。
• FTP协议和其他协议不一样的地方就是客户端访问FTP服务器需要建立两个TCP连接，一个是用来传输FTP命令，一个用来传输数据。在FTP服务器上需要开放两个端口，一个命令端口（或称为控制端口）和一个数据端口。通常21端口是命令端口，20端口是数据端口。当混入主动/被动模式的概念时，数据端口就有可能不是20了。

FTP主动模式：

• 主动模式 ftp客户端告诉ftp服务器使用什么端口侦听
• 主动模式是服务器主动跟客户端建立连接
• FTP服务器和FTP客户端的这个端口建立连接，源端口为20
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FTP被动模式：

• 服务器在指定范围内的某个端口被动等待客户端发起连接。
• FTP服务器端如果有防火墙，需要在防火墙开21和20端口，使用主动模式进行数据连接
• FTP服务器端打开一个新端口，等待FTP客户端的连接。
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FTP传输模式：

• 文本模式：ASCLL模式，以文本序列传输数据
• 二进制模式：以二进制序列传输数据

远程终端协议TELNET（默认使用23端口）

• TELNET是一个简单的远程终端协议，它也是因特网的正式标准。用户使用telnet客户端就可以连接到远程运行Telnet服务的设备（可以是网络设备比如路由器、交换机，也可以是操作系统，比如Windows或Linux），进行远程管理。
• TELNET能将用户的键盘指令传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过TCP连接返回到用户屏幕。这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地主机上。因此，TELNET又称为终端仿真协议。
• TELNET并不复杂，以前应用得很多。现在由于操作系统（Windows和Linux）功能越来越强，用户己较少使用TELNET了。不过配置Linux服务器和网络设备还是需要TELNET来实现远程管理和配置。
• TELNET也使用客户端-服务端方式。在本地系统运行TELNET客户进程，而在远地主机则运行TELNET服务器进程。服务器中的主进程等待新的请求，并产生从属进程来处理每一个连接。
• TELNET能够适应许多计算机和操作系统的差异。例如，对于文本中一行的结束，有的系统使用ASCII码的回车（CR），有的系统使用换行（LF）。还有的系统使用两个字符，回车-换行（CR-LF）。又如，在中断一个程序时，许多系统使用Control-C，但也有系统使用ESC按键。
• TELNET定义了数据和命令应怎样通过网络。这些定义就是所谓的网络虚拟终端NVT（Network Virtual Terminal），还有的系统使用两个字符，回车-换行（CR-LF）。
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远程桌面协议RDP（默认使用3389端口）

• 现在Windows操作系统很少使用telnet进行远程管理了，更多是使用远程桌面进行远程管理。windows系统启用远程桌面，客户端使用桌面客户端（mstsc）进行连接。他们之间使用RDP协议进行通信，RDP协议默认使用TCP的3389端口。

超文本传输协议HTTP

1.创建网页

• HTTP协议是超级文本传输协议，先看看什么是超级文本。
• 一个网站通常是由一组网页组成，其中一个网页是首页，通过首页的超链接可以访问到该网站的其他网页，超链接也可以链接到其他网站。
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2.统一资源定位符URL

• 统一资源定位符URL（Uniform Resoure Locator）是用来表示从因特网上得到的资源位置和访问这些资源的方法。URL给资源的位置提供一种抽象的识别方法，并用这种方法给资源定位。只要能够对资源定位，系统就可以对资源进行各种操作，如存取、更新、替换和查找其属性。
• URL是与因特网相连的机器上的任何可访问对象的一个指针。由于访问不同对象所使用的协议不同，所以URL还指出读取某个对象时所使用的协议。URL的一般形式由以下四个部分组成：
• （1）HTTP的URL的一般格式是：
  • 如果HTTP使用的是默认端口号是80，通常可省略。若再省略文件的＜路径＞项，则URL就指到该网站的根目录下的主页（homepage）。
  • 更复杂一点的URL是指向网站第二级或第三级目录的网页。
  • http://edu.51cto.com/member/id-2_1.html
• （2）FTP的URL的一般格式：
  • 比如北京邮电FTP服务器，ftp://ftp.bupt.edu.cn。FTP的URL中还可以包括登录FTP服务器的账户和密码，比如ftp://stargate:[email protected]:9921，其中登录名为stargate，密码为sg1，FTP服务器IP地址61.155.39.141，端口为9921。

3.绝对路径和相对路径

在Internet上访问资源时使用URL，网页中的超级链接指向其他网站的资源时也需要使用URL，网页中的超链接如果指向的同一个网站下的其他网页，就可以使用相对路径或根路径。在网页中添加超级链接需要搞明白使用绝对路径、相对路径还是根路径，需要确定当前文档同站点根目录之间的相对路径关系。链接可以分为以下3种：

• 绝对路径，如http://www.webjx.com
• 相对路径，如news/default.htm
• 根路径，如/website/news/default.htm

4.创建web站点

• 将网页通过网站发布出去，网络中的用户才能访问。IIS、Apache、Tomcat都可以搭建Web服务器，IIS服务是Windows操作系统的一个组件，安装后就可以创建Web站点，将编辑好的网页发布出去。
• 在WindowsServer2003上安装IIS服务，创建Web站点。

5.HTTP协议版本

• 设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。HTTP协议有三个版本HTTP/0.9、 HTTP/1.0、HTTP/1.1，HTTP2.0 目前HTTP/1.0和1.1被广泛应用。
• HTTP 1.0与HTTP 1.1的比较：
  • 一个WEB站点每天可能要接收到上百万的用户请求，为了提高系统的效率，HTTP 1.0规定浏览器与服务器只保持短暂的连接，浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接，服务器完成请求处理后立即断开TCP连接，服务器不跟踪每个客户也不记录过去的请求。
• 为了克服HTTP 1.0的这个缺陷， HTTP 1.1支持持续连接，持续连接就是Web服务器在发送响应后仍然在一段时间内保持这条连接，使同一个客户（浏览器）和该服务器可以继续在这条连接上传送后续的HTTP请求报文和响应报文。
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6.HTTP请求报文和相应报文

HTTP有两类报文：

• 请求报文-从客户端向服务器发送请求报文。
• 响应报文-从服务器到客户端的应答。
• 由于HTTP是面向文本的（text-oriented），因此在报文中的每一个字段都是一些ASCII码串，因而各个字段的长度都是不确定的。
• HTTP请求报文由三个部分组成。可以看出，这两种报文格式的区别就是开始行不同。
  • 开始行，用于区分是请求报文还是响应报文。在请求报文中的开始行叫做请求行（Request-Line），而在响应报文中的开始行叫做状态行（status-Line）。在开始行的三个字段之间都以空格分隔开，最后的“CR”和“LF”分别代表“回车”和“换行”。
  • 首部行，用来说明浏览器、服务器或报文主体的一些信息。首部可以有好几行，但也可以不使用。在每一个首部行中都有首部字段名和它的值，每一行在结束的地方都要有“回车”和“换行”。整个首部行结束时，还有一空行将首部行和后面的实体主体分开。
  • 实体主体（entity body），在请求报文中一般都不用这个字段，而在响应报文中也可能没有这个字段。
• 先介绍HTTP请求报文最主要的一些主要特点。请求报文的第一行“请求行”只有三个内容，即方法，请求资源的URL，以及HTTP的版本。
• HTTP/1.1协议中共定义了八种方法（有时也叫“动作”）来表明Request-URL指定的资源的不同操作方式：
  • GET：请求获取Request-URL所标识的资源。在浏览器的地址栏中输入网址的方式访问网页时，浏览器采用GET方法向服务器请求网页
  • POST：在Request-URL所标识的资源后附加新的数据。要求被请求服务器接受附在请求后面的数据，常用于提交表单。比如向服务器提交信息、发帖、登录。
  • HEAD：请求获取由Request-URL所标识的资源的响应消息报头。
  • PUT：请求服务器存储一个资源，并用Request-URL作为其标识。
  • DELETE：请求服务器删除Request-URL所标识的资源。
  • TRACE：请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断。
  • CONNECT：用于代理服务器。
  • OPTIONS：请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求。

7.HTTP响应报文

• 状态码（Status-Code）都是三位数字的，分为5大类共33种，例如：
  • lxx表示通知信息的，如请求收到了或正在进行处理。
  • 2xx表示成功，如接受或知道了。
  • 3xx表示重定向，如要完成请求还必须采取进一步的行动。
  • 4xx 表示客户端错误，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。
• 下面四种状态行在响应报文中是经常见到的。
  • HTTP/1.1 200 Success （成功）
  • HTTP/1.1 202 Accepted （接受）
  • HTTP/1.1 400 Bad Request （错误的请求）
  • HTTP/1.1 404 Not Found （找不到）

8.Cookie

• Cookie意为“甜饼”，是由W3C组织提出，最早由Netscape社区发展的一种机制。目前Cookie已经成为标准，所有的主流浏览器如IE、Netscape、Firefox、Opera等都支持Cookie。
• 由于HTTP是一种无状态的协议，服务器单从网络连接上无从知道客户身份。怎么办呢？就给客户端们颁发一个通行证吧，每人一个，无论谁访问都必须携带自己通行证。这样服务器就能从通行证上确认客户身份了。这就是Cookie的工作原理。Cookie可以导出导入。

9.通过代理服务器访问网站

• 代理服务器英文全称是（Proxy Server），其功能就是代理网络用户去取得网络信息。我们可以配置计算机通过Web代理服务器访问Web站点，而不直接访问网站。
• 使用web代理绕过防火墙
• 可以控制内网计算机对Internet的访问
• 使用web代理节省上网带宽。

电子邮电（SMTP发,POP3收,IMAP收）

1. 电子邮件发送和接收过程
2. 电子邮件信息格式
3. SMTP协议
4. POP3协议和IMAP协议

1.电子邮件发送（SMTP）和接收（POP,IMAP,HTTP）过程

如图：

• 假如A要发一封邮件给B，如图所示，首先A会把邮件通过SMTP协议发送给自己注册邮箱的邮件服务器。
• 然后邮件服务器会根据目标邮件的IP进行投递。如果不在同一个邮件服务器，比如B在souhu，而A在yeah,那么yeah的邮件服务器会发信息给DNS服务区，寻找sohu的邮件服务器地址。
• 收到地址后通过SMTP把邮件通过匿名的形式投递到对应的邮件服务器。
• sohu邮件服务器通过解析地址，把邮件装发给B，而B作为收件方，采用POP3协议。

2.电子邮件信息的格式

• 我们把它理解为信件如图。里面包括信封和内容。

3.SMTP协议

• SMTP规定了14条命令和21种应答信息。每条命令用4个字母组成，而每一种应答信息只有一行信息，由一个3位数字的代码开始，后面附上（也可以不附上）很简单的文字说明。

使用nslookup查找某个域名的邮件服务器

使用telnet发送一封电子邮件

4.POP3协议和IMAP协议

• 邮件协议POP是一个非常简单，功能有限的邮件读取协议。邮件协议POP最初公布于1984年[RFC 918]。经过几次更新，现在使用的是1996年的版本POP3[RFC1939]。它已经称为因特网的正式标准。大多数的ISP都支持POP，POP3可以简称为POP。
• 另一个读取邮件的协议是网络报文存取协议IMAP，它比POP3复杂的多。IMAP和POP都按照客户服务器方式工作，但是他们有很大的差别。现在较新的版本是2003年3月修订的版本4，也就是IMAP4[RFC3501]，他目前还只是因特网的建议标准。