36?張圖詳解應用層協(xié)議：網(wǎng)絡世界的最強王者
[導讀]上帝視角應用層我們前面介紹過TCP/IP模型的下三層，分別是網(wǎng)絡接入層、網(wǎng)絡層和傳輸層。它們都是為應用層服務的，傳輸應用層的各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)在我們就來看看最高層的應用層。應用層在TCP/IP模型中，應用層提供的服務相當于OSI模型的應用層、表示層和會話層的服務總和。不僅包含了管理通信...
應用層
我們前面介紹過 TCP/IP 模型的下三層，分別是網(wǎng)絡接入層、網(wǎng)絡層和傳輸層。它們都是為應用層服務的，傳輸應用層的各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)在我們就來看看最高層的應用層。- 服務器和客戶端模型
- P2P 模型
遠程登錄
網(wǎng)絡設備的管理方式，分為本地管理和遠程管理。遠程管理是從本地主機登錄到網(wǎng)絡對端設備，向網(wǎng)絡對端的設備發(fā)送管理數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)設備管理的操作方式。通過遠程管理，不僅可以直接使用主機上的應用，還可以對主機進行參數(shù)設置。遠程登錄主要使用 Telnet 和 SSH 兩種協(xié)議管理網(wǎng)絡設備。女神叫大劉去她公司修理網(wǎng)絡，大劉都不用去女神的公司，直接遠程登錄解決問題。
Telnet
在實際工作中，除了個別無法遠程管理設備外，大多會采用遠程管理的方式，來管理設備的配置文件和系統(tǒng)文件。對比本地管理，遠程管理不受物理位置限制，連上網(wǎng)絡就可以對世界另一端的設備進行操控，更省去了插拔設備線纜、終端設置的過程，可以通過一個遠程應用同時管理大量的網(wǎng)絡設備。Telnet 協(xié)議定義了一臺設備通過 IP 網(wǎng)絡向遠端設備發(fā)起明文管理連接的通信標準，可以在一臺設備上通過 Telnet 協(xié)議與一臺遠端設備建立管理連接，并對遠端設備實施配置和監(jiān)控，這種方式的體驗與本地登錄設備并無區(qū)別。發(fā)起管理的設備為 Telnet 客戶端，被管理的設備是 Telnet 服務器。因此，Telnet 協(xié)議是一個典型的服務器和客戶端模型的應用層協(xié)議。SSH
SSH 協(xié)議全程是安全外殼協(xié)議，目的就是為了取代 Telnet ，SSH 是加密的遠程登錄協(xié)議，提供更加安全的遠程登錄服務。使用 SSH 后會加密通信內(nèi)容。即使信息被截獲，由于無法解密，也無法了解數(shù)據(jù)的真正內(nèi)容。文件傳輸
除了遠程登錄，我們還需要從遠端設備傳輸文件，文件傳輸協(xié)議提供的應用服務可以滿足我們的需求。FTP 是網(wǎng)絡上文件傳輸?shù)臉藴蕝f(xié)議，F(xiàn)TP 使用 TCP 作為傳輸協(xié)議，支持用戶的登錄認證和訪問權(quán)限的控制。另一種常見的文件傳輸協(xié)議是 TFTP 協(xié)議，TFTP 是一種簡單的文件傳輸協(xié)議，不支持用戶的登錄認證，也沒有復雜的命令。TFTP 使用 UDP 作為傳輸協(xié)議，并有重傳機制。FTP
FTP 用于服務器和客戶端之間傳輸文件，是 IP 網(wǎng)絡上傳輸文件的通用協(xié)議。FTP 采用客戶端和服務器的模式，使用 TCP 協(xié)議提供可靠傳輸。FTP 可以對登錄服務器的用戶名和密碼進行驗證，允許客戶端指定文件的傳輸類型，并且可以設置文件的傳輸權(quán)限。FTP 使用兩條 TCP 連接實現(xiàn)文件傳輸。一條是 FTP 控制連接，用來控制管理；另一條是 FTP 數(shù)據(jù)連接，用于數(shù)據(jù)傳輸。FTP 控制連接用于傳輸 FTP 控制命令和命令執(zhí)行的應答信息，比如登錄用戶名和密碼的驗證、發(fā)送文件的名稱、發(fā)送方式的設置。這條連接在整個 FTP 會話過程中一直保持打開，通過 ASCII 碼字符串發(fā)送請求和接收應答。在控制連接上無法發(fā)送數(shù)據(jù)，而 FTP 數(shù)據(jù)連接用于文件和文件列表的傳輸，僅在需要傳輸數(shù)據(jù)時建立數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)傳輸完畢后終止。- ASCII 模式ASCII 模式是默認的文件傳輸模式。發(fā)送方把本地文件轉(zhuǎn)換成標準的 ASCII 碼，然后在網(wǎng)絡中傳輸；接收方收到文件后，根據(jù)自己的文件存儲方式，把它轉(zhuǎn)換成本地文件。ASCII 文件傳輸模式通常用于傳輸文本文件。
- 二進制流模式二進制流模式也稱為圖像文件傳輸模式。發(fā)送方不做任何轉(zhuǎn)換，把文件按照比特流的方式進行傳輸。二進制文件類型通常用于傳送程序文件。
TFTP
TFTP 也是用于服務器和客戶端之間傳輸文件的，對比 FTP ，TFTP 沒有復雜的交互接口和認證控制，適用于不需要復雜交互的網(wǎng)絡環(huán)境。TFTP 采用客戶端和服務器的模式，使用 UDP 協(xié)議傳輸，服務器使用端口號 69 偵聽 TFTP 連接。由于 UDP 不能提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，因此 TFTP 使用超時重傳機制確保數(shù)據(jù)正確發(fā)送。TFTP 只能提供簡單的文件傳輸能力，包括文件的上傳和下載。不支持文件目錄功能，也不能對用戶的身份進行驗證和授權(quán)。512 字節(jié)，如果文件長度恰好是 512 字節(jié)的整數(shù)倍，那么在文件傳送完畢后，發(fā)送方還必須在最后發(fā)送一個不包含數(shù)據(jù)的報文，用來表示文件傳輸完畢。如果文件長度不是 512 字節(jié)的整數(shù)倍，那么最后傳送的數(shù)據(jù)報文包含的文件塊肯定小于 512 字節(jié)，正好作為文件結(jié)束的標志。電子郵件
電子郵件，顧名思義，就是指網(wǎng)絡上的郵政。通過電子郵件，可以發(fā)送文字內(nèi)容、圖片，還可以發(fā)送報表數(shù)據(jù)等所有計算機可以存儲的信息。電子郵件不受距離限制，可以與世界上任一的互聯(lián)網(wǎng)用戶互相聯(lián)系。由于使用簡易、投遞迅速、易于保存、不受距離限制等特點，使得電子郵件已經(jīng)成為人們普遍使用的一種應用。大劉向女神發(fā)的第一封郵件。
通信架構(gòu)
電子郵件在幾十年的發(fā)展過程中出現(xiàn)了明顯的變化，從原始的發(fā)送方電腦直接向接收方電腦發(fā)送電子郵件，演變成收發(fā)雙方都使用郵件服務器代為收發(fā)郵件。通過這種方式，電子郵件通信不再依賴接收方當前是否在線，而電子郵件的通信過程由簡單的發(fā)送方到接收方，演變成發(fā)送方電腦到發(fā)送方郵件服務器，發(fā)送方郵件服務器到接收方郵件服務器，以及接收方郵件服務器到接收方電腦的三個通信過程。并且參與通信的四方都不是直接相連，而是分別獨立連接到互聯(lián)網(wǎng)中。這個架構(gòu)中，郵件發(fā)送方和接收方使用的電腦稱為用戶代理。郵件地址
使用電子郵件時，需要擁有一個地址，這個地址叫做郵件地址，也叫郵箱地址。它相當于通信地址和姓名。我的電子郵件如下：networkfox@qq.comnetworkfox 表示用戶的名稱，同一個通信地址內(nèi)，名稱必須是唯一的，不能出現(xiàn)重復；@ 表示分隔符；qq.com 是用戶郵箱的郵件接收服務器的域名。電子郵件的發(fā)送地址由 DNS 管理。DNS 中注冊了郵件地址和對應郵件服務器的域名。這些映射信息被稱為 MX 記錄。比如：qq.com 的 MX 記錄中指定了 mail.qq.com。那么任何發(fā)送給 qq.com 結(jié)尾的郵件都被發(fā)送到 mail.qq.com 服務器。就這樣，根據(jù) MX 記錄中指定的郵件服務器，可以管理不同郵件地址與特定郵件服務器之間的映射關(guān)系。SMTP 協(xié)議
提供電子郵件服務的協(xié)議叫做 SMTP 。SMTP 用于收發(fā)雙方的郵件服務器之間，而不是用戶代理和郵件服務器之間的通信方式。在實際使用中，發(fā)送方用戶代理與發(fā)送方服務器之間也常采用 SMTP 協(xié)議。- SMTP 傳輸?shù)泥]件是明文的形式，沒有提供數(shù)據(jù)加密機制，可以看到郵件傳輸?shù)木唧w內(nèi)容，用戶信息的機密性無法得到保障。
- SMTP 沒有提供任何認證機制，即使使用了偽造的發(fā)件人郵件地址也無法識別，會出現(xiàn)冒名頂替的安全問題。
POP3 協(xié)議
電子郵件通過 SMTP 協(xié)議到達接收方服務器，個人電腦不可能長期處于開機狀態(tài)，用戶希望一開機就能收到郵件，然而 SMTP 沒有這種功能。為了解決這個問題，就引入了 POP3 協(xié)議。POP3 協(xié)議是用于接收電子郵件的協(xié)議。發(fā)送端的郵件使用 SMTP 協(xié)議將電子郵件轉(zhuǎn)發(fā)給一直在線的 POP3 服務器?？蛻舳嗽俑鶕?jù) POP3 協(xié)議從 POP3 服務器接收郵件。這個過程中，為了防止別人盜取郵件內(nèi)容，還要進行用戶認證。IMAP 協(xié)議
POP3 協(xié)議的郵件客戶端能夠在郵件服務器上執(zhí)行的操作很少，而且郵件要下載到客戶端本地，而不保留在郵件服務器，實際使用時很不方便。目前使用更廣泛的接收電子郵件的協(xié)議是 IMAP 。在 IMAP 中郵件則由服務器進行管理。WWW
萬維網(wǎng)（ WWW ）是將互聯(lián)網(wǎng)的信息以超文本形式展現(xiàn)的系統(tǒng)，也叫做 Web ?？梢燥@示 WWW 信息的客戶端軟件叫做 Web 瀏覽器，有時簡稱為瀏覽器。目前常用的 Web 瀏覽器包括微軟的 Internet Explorer 、谷歌公司的 Google Chrome 、騰訊公司的 QQ 瀏覽器以及 Apple 公司的 Safari 等。使用瀏覽器，我們不需要關(guān)心信息保存在哪個服務器，只需輕輕點擊鼠標，就可以訪問頁面上的鏈接并打開相關(guān)信息。URI
URI 用于標識資源，是一種高效的識別碼，被應用于主頁地址、電子郵件、電話號碼等。http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4395.txthttp://www.ietf.org:80/index.htmlhttp://localhost:321通常主頁地址被叫做 URL 。URL 常用來表示網(wǎng)絡資源的具體位置。但是 URI 不限于標識互聯(lián)網(wǎng)資源，可以作為所有資源的標識符。簡單說就是 URL 是 URI 的一個子集。WWW 主要使用 http 和 https 表示 Web 頁的位置和訪問 Web 頁的方法。http 的具體格式如下：http://主機名/路徑http://主機名:端口號/路徑
http://主機名:端口號/路徑?訪問內(nèi)容#部分信息其中主機名可以用域名或 IP 地址表示，端口號表示傳輸端口號。省略端口號時，表示使用 http 的默認端口 80 。路徑是指主機上信息的位置，訪問內(nèi)容表示要傳給 CGI 的信息，部分信息表示頁面當中的位置等。這種表示方法可以標識互聯(lián)網(wǎng)中特定的數(shù)據(jù)。由于 http 展現(xiàn)的數(shù)據(jù)隨時都有可能發(fā)生變化，所以記住頁面的 URI（ URL ），也不能保證下次能夠訪問到這個頁面。
HTML
HTML 是用來描述 Web 頁的一種語言。它可以指定瀏覽器中顯示的文字、文字的大小和顏色，還可以對圖像、動畫或音頻進行設置。HTTP
當用戶在瀏覽器的地址欄里輸入 Web 頁的 URL 后，HTTP 的處理就開始了。HTTP 默認使用 80 端口。它的工作機制，首先是客戶端向服務器的 80 端口建立一個 TCP 連接，然后在這個 TCP 連接上進行請求和應答以及數(shù)據(jù)報文的發(fā)送。網(wǎng)絡管理應用
很多應用層協(xié)議廣為人知，是因為我們在日常上網(wǎng)的過程中，會大量使用與這些應用協(xié)議有關(guān)的應用程序，這類應用協(xié)議稱為終端用戶應用協(xié)議；另外還有一些應用協(xié)議在網(wǎng)絡中廣泛使用，但我們對它們卻少有聽聞，最多在網(wǎng)絡無法正常使用時，才會意識到它們的存在，這類應用層協(xié)議稱為系統(tǒng)應用協(xié)議。在日常工作中，網(wǎng)絡工程師經(jīng)常使用到的系統(tǒng)應用協(xié)議有 DHCP 協(xié)議和 DNS 協(xié)議。https://mp.weixin.qq.com/s/flmHhfnfbh_pzIaKu59AXQ)》。
下載文檔
