计算机网络：应用层 （DNS FTP）

应用层的功能：

由于不同应用程序之间相互通信要满足特定的规则，应用层就是为了给计算机网络中的不同应用提供不同的通信协议，

应用层的特点：

• 通讯双方需要同时安装应用层的协议才能进行通信。
• 大多数应用层协议都基于客户/服务器方式的（C/S）
• 少部分应用层协议是基于P2P方式工作

C/S工作方式：（客户机/服务器）

P2P工作方式：（对等工作方式）

 常见的应用层协议：

DNS（域名系统）

域名系统是互联网中使用的命名系统。

域名组成：主机名.结构名.网络名.顶级域名

把IP地址换成 www. xxxxx.con 这种形式。

域名系统的结构：

在域名系统中，采用的是层次树状结构，任何一个连接在互联网中的主机都有唯一的层次结构名，域名。

域名的结构：

• 三级域名.
• 二级域名.
• 顶级域名

 域名只是一个逻辑概念，并不能反映计算机的物理地点

常用的顶级域名:

域名结构具有隶属关系，最左边的域名范围越小，最右边的域名范围最大。

域名服务器（DNS）：

DNS服务器的作用：

计算机不能直接识别域名，域名服务器会把域名转换为IP地址，使得计算机可以识别域名。

 由于现在的互联网数据庞大，所以服务器也进行分层管理。

• 根域名服务器
• 顶级域名服务器
• 权限域名服务器
• 本地域名服务器

 根域名服务器：

根域名服务器是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有顶级域名服务器的域名和IP地址。

本地域名服务器无法解析的域名，都因该先求助于根域名服务器。

根服域名务器主要集中在欧美国家。1个为主根服务器在美国，由美国互联网机构Network Solutions运作。其余12个均为辅根服务器，其中9个在美国，2个在欧洲(位于英国和瑞典)，1个在亚洲(位于日本)。

根服务器的作用：根服务器并不是直接将域名解析，而是告诉本地服务器下一步应当找的顶级服务器的IP地址，具体由顶级域名服务器做进一步的处理。

顶级域名服务器：

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，如果域名在顶级域名服务器的管辖范围中，那么可以直接给出相应的IP地址；不在管辖范围内的话，把应该找到域名服务器IP反馈给请求方。

权限域名服务器：

权限域名服务器负责一个区的域名解析，保存该区的所有主机域名和IP地址的映射。当权限域名服务器无法给出结果时，就给出下一步应当请求的权限域名服务器地址。

本地域名服务器：

本地域名服务器负责本地注册域名的解析，本地域名服务器也称默认域名服务器，当主机要进行域解析时首先求助于默认域名服务器。

域名解析过程：

访问网站时，会进行域名解析，域名解析会涉及4种域名服务器的协同合作。

1. 首先主机向本地域名服务器提出解析申请，主机调用DNS解析程序，并成为DNS的客户。
2. 把待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP用户数据报方式发给本地的本地域名服务器。
3. 本地域名服务器接收后，把相应的IP地址放在回答报文中返回。
4. 本地域名服务器无法解决，向其他域名服务器发出查询请求。

注意：使用UDP是因为数据量少，且UDP速度快。

域名解析全过程：

1. 进行域名解析时，会向本地域名服务器发送解析请求，本地域名服务器无法解析，则求助于根域名服务器。
2. 主机向本地域名服务器的查询采用递归查询的方式。递归查询是指当地主机向本地域名服务器发出域名解析时，本地域名服务器必须将解析出的结果返回给主机，没有结果的，则向高一级的域名服务器进行查询，直到得出结果返回主机。
3. 本地域名服务器向根域名服务器的查询一般使用迭代查询方式，也可使用递归查询的方式

 迭代查询方式：

 递归查询方式：

递归：客户端只发一次请求，要求对方给出最终结果。

迭代：客户端发出一次请求，对方如果没有授权回答，它就会返回一个能解答这个查询的其它名称服务器列表，客户端会再向返回的列表中发出请求，直到找到最终负责所查域名的名称服务器，从它得到最终结果。

高速缓存

由于数据量庞大，为提高DNS的查询速率，通常会在每个域名服务器中维护一个高速缓存，存放最近使用过的名字和相应映射信息记录。

当高数缓存数据过多时，且无用数据过多时，需要及时清理，所以域名服务器需要设置一个定时器，及时处理存放的内容（一般为2-3天）。

定时器时间必须取一个合理的值，以此减小不必要的网络开销，提高域名转换的准确性。

文件传输协议（FTP） ：

FTP的介绍：

FTP是互联网中使用最广泛的文件传输协议，是互联网的正式标准。

FTP的最大特点为：屏蔽了文件传送双方计算机系统的异构性，使得双方能够方便的传送文件，并提供良好的交互性，可以指定文件格式和文件的访问权限。

FTP的工作原理：

 影响文件传输的因素：

• 不同计算机文件格式不同
• 不同计算机系统文件格式不同
• 对于相同文件存取功能，操作系统使用的命令不同
• 采用的文件访问权限不同

FTP的功能：减小或消除不同系统下处理文件的兼容性 

FTP使用的是TCP传输协议（可靠传输），保持通信可靠。

FTP使用的是客户/服务器方式：FTP服务器工作时，有一个主进程，和多个从属进程，主进程专门负责连接请求，从属进程专门用来数据传输，这种合作方式提高了工作效率。

FTP服务器主进程的工作流程：

1.  打开FTP服务的21接口
2. 等待客户进程发送连接请求
3. 收到请求后，同意提供服务，启动从属进程，处理完后关闭，等待下一个客户发送请求
4. 如果没有收到请求，一直等待，或FTP服务器关闭服务接口

 由于有主进程和从属进程，所以FTP客户端需要启动两种不同的进程：

• 控制进程
• 数据传输进程

•  首先需要创建两个TCP连接
• 控制进程的端口：21端口
• 数据传输进程的端口：20端口

两个端口的不同可防止连接发生混淆。

其他文件传输协议： 

NFS（网络文件传输系统）

由于FTP传输只有到100%传输后才能适用，如果传输出现问题，需要重新发送，当文件比较大时会造成通信资源的浪费。NFS解决了这个问题

NFS，允许应用进程打开一个远程文件，并能在这个文件中的特定位置上开始读写数据。这样发送方可以需要添加数据时，可以把要添加的数据和写文件的位置一起发给接收方。NFS减少了网络上传送的数据量。

TFTP（简单文件传输协议）（69端口）

TFTP时基于UDP的传输协议，允许主机间的快速的文件传输，为了保证传输质量，TFTP也有停止等待协议