前言

站在巨人的肩膀上，让知识的获得更加容易！本文为学习计算机网络后,自顶向下的学习笔记；

• 学习视频来源： 计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）
• 课件pdf来源：评论区up bili_68567544整理目录分享
• 思维导图来源：https://blog.csdn.net/weixin_45067603/article/details/107053479
• 参考文章：百度百科、知乎、掘金等

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一、应用层概述

应用层是计算机网络体系结构的最顶层（OSI的第七层），是设计和建立计算机网络的最终目的，对不同应用程序之间的通信提供服务。因为不同的网络应用之间需要有一个确定的通信规则！

举例：
在浏览器的地址中输入某个网站的域名后，就可以访问该网站的内容，这个就是万维网WWW应用，其相关的应用层协议为超文本传送协议HTTP
用户在浏览器地址栏中输入的是“见名知意”的域名，而TCP/IP的网际层使用IP地址来表示目的主机，从域名到IP地址的装转换，由属于应用层范畴的域名系统DNS，在后台帮用户完成

二、客户/服务器方式(C/S方式)和对等方式(P2P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就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。目前流行的主要有以下两种:是cs方式和p2p方式

客户/服务器方式(C/S方式)

C/S方式是因特网上传统的、同时也是最成熟的方式，比如万维网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个客户机提供服务，在C/S应用中，常会出现服务器计算机跟不上众多客户机请求的情况。
为此，在C/S应用中，常用计算机群集（或服务器场）构建一个强大的虚拟服务器。

对等方式(P2P方式)

P2P方式的最突出特性之一就是它的可扩展性。因为系统每增加一个对等方，不仅增加的是服务的请求者，同时也增加了服务的提供者，系统性能不会因规模的增大而降低。
P2P方式具有成本上的优势，因为它通常不需要庞大的服务器设施和服务器带宽。为了降低成本，服务提供商对于将P2P方式用于应用的兴趣越来越大。

两种方式的对比

三、动态主机配置协议DHCP

https://baike.baidu.com/item/DHCP/218195

DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。

四、域名系统DNS (Domain Name System)

域名系统DNS就是把输入的英文网址转换成便于机器处理的IP地址

顶级域名的分类

域名服务器的划分

https://ruanyifeng.com/blog/2018/05/root-domain.html 根域名的知识
https://www.zhihu.com/question/389226108 我国没有根域名服务器，是否会影响我国网络安全？

根域名服务器是保存DNS根区文件的服务器，访问时会根据最近的根服务器进行访问返回对应的IP地址，可以在http://root-servers.org查到所有根域名服务器的信息；
中国虽然没有根域名服务器，但是有自己搭建的镜像服务器，这个主要是ipv4协议的情况下，就算美国切断，也只是影响中国和国际间的交流通信，并不会影响国内的，但是在ipv6协议下，中国发起的雪人计划在2017年底已经部署了1台主根服务器和3台辅根服务器！

域名解析的方式

一种是递归查询，一种是迭代查询，并且为了提高DNS的查询效率，减轻根域名服务器的负荷和减少因特网上的DNS查询报文数量，在域名服务器中广泛地使用了高速缓存。高速缓存用来存放最近查询过的域名以及从何处获得域名映射信息的记录。

小结

五、文件传送协议FTP

什么是ftp？

将某台计算机中的文件通过网络传送到可能相距很远的另一台计算机中，是一项基本的网络应用，即文件传送,文件传送协议FTP (File Transfer Protocol)是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。
简单来说就是提供不同种类主机系统（硬、软件体系等都可以不同）之间的文件传输能力。

FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式〈如指明是否使用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，并输入有效的口令)FTP屏藏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。
在因特网发展的早期阶段，用FTP传送文件约占整个因特网的通信量的三分之一，而由电子部件和域名系统所产生的通信量还要小于FTP所产生的通信量。只是到了1995年.万维网gwwW的通信量才首次超过了FTP。

ftp的基本原理

FTP客户和服务器之间要建立以下两个并行的TCP连接:
控制连接，在整个会话期间一直保持打开，用于传送FTP相关控制命令。
数据连接。用于文件传输，在每次文件传输时才建立，传输结束就关闭.
默认情况下，FTP使用TCP 21端口进行控制连接，TCP 20端口进行数据连接。但是，是否使用TCP 20 端口建立数据连接与传输模式有关，主动方式使用TCP 20 端口被动方式由服务器和客户端自行协商决定

六、电子邮件

什么是电子邮件？

电子邮件的基本原理

1、电子邮件的信息格式

SMTP协议只能传送ASCII码文本数据，不能传送可执行文件或其他的二进制对象。
SMTP不能满足传送多媒体邮件（例如带有图片、音频或视频数据）的需要。并且许多其他非英语国家的文字(例如中文、俄文、甚至带有重音符号的法文或德文)也无法用SMTP传送。
为解决SMTP传送非ASCII码文本的问题，提出了多用途因特网邮件扩展MIME (Multipurpose Ilnteret Mail Extensions)增加了5个新的邮件首部字段，这些字段提供了有关邮件主体的信息。
定义了许多邮件内容的格式，对多媒体电子邮件的表示方法进行了标准化。定义了传送编码，可对任何内容格式进行转换，而不会被邮件系统改变。
实际上，MIME不仅仅用于SMTP，也用于后来的同样面向ASCII字符的HTTP。

2、邮件发送协议SMTP

3、常用的邮件读取协议

小结

七、万维网和http协议

万维网www

https://baike.baidu.com/item/WWW/109924

万维网WWW是World Wide Web的简称，也称为Web、3W等。WWW是基于客户机/服务器方式的信息发现技术和超文本技术的综合。WWW服务器通过超文本标记语言(HTML)把信息组织成为图文并茂的超文本，利用链接从一个站点跳到另个站点。这样一来彻底摆脱了以前查询工具只能按特定路径一步步地查找信息的限制

URL

万维网的文档

Http协议

http的报文格式

Cookie

使用Cookie在服务器上记录用户信息
早期的万维网应用非常简单，仅仅是用户查看存放在不同服务器上的各种静态的文档。因此HTTP被设计为—种无状态的协议。这样可以简化服务器的设计。
现在，用户可以通过万维网实现各种复杂的应用，如网上购物、电子商务等。这些应用往往需要万维网服务器能够识别用户。
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。也就是说,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

在万维网中还可以使用缓存机制以提高万维网的效率。
万维网缓存又称为Web缓存(Web Cache)，可位于客户机，也可位于中间系统上，位于中间系统上的Web缓存又称为代理服务器(Proxy Server) 。
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，若发现这个请求与暂时存放的请求相同，就返回暂存的响应，而不需要按URL的地址再次去因特网访问该资源。

小结

应用层思维导图梳理总结