Application Layer

Posted on 2021-09-20 Edited on 2024-10-28 In Computer Science Views:

Outline:

DNS
P2P
文件传送协议
TELNET
万维网
Email
DHCP

域名系统DNS

port：53

概述

把互联网上的主机名字转换为IP地址
DNS被设计为一个联机分布式数据库系统，并采用CS模式。 DNS使大部分名字都在本地进行解析（resolve）, 仅少量解析需要在互联网上通信。
- 由于是分布式系统，单个计算机的故障不会妨碍整个DNS系统的运行
解析是通过域名服务器程序，而运行它的机器称为域名服务器
解析过程
1. 当某一个应用进程需要把主机名解析为IP地址时，它就调用解析程序（ resolver），并成为DNS的一个客户，把带解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP用户数据报的方式发给本地域名服务器( 使用UDP是为了减小开销 )
2. 本地域名服务器在查找域名(递归, 迭代, 详见下文) 后, 把对应的IP地址放在回答报文中返回
3. 应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通讯

其他服务

主机别名
- 原名称为“规范主机名”
邮件服务器别名
负载分配：将一个IP地址集合（即服务器集合）映射到一个规范主机名。每次client向集合中的一个元素请求时，DNS以整个集合进行响应（每次返回集合中的一个元素，而整个集合的次序在不断变化，这样就实现了负载分配）

互联网的域名结构

任何连接在互联网的主机和路由器, 都有一个唯一的层次结构的名字, 即域名(Domain name ), 域是一个可被管理的划分. 域可以被划分为子域, 再划分为子域的子域....
每个域名都由一个 label 序列组成，各label间用 .隔开

如：三级域名 . 二级域名 . 顶级域名
不区分大小写
只是个逻辑概念

域名服务器

一个服务器管辖的范围叫做区(zone). 每个区内的所有节点是连通的. 每个区设置相应的权限域名服务器( authoritative name server ), 用来保存该区中所有主机的域名到IP地址的映射
DNS查询报文用UDP
DNS服务器的管辖范围以区为单位, 区小于等于域, 是域的子集
- 比如域名abc.com可以只设一个区abc.com, 这样，区和域就是一回事（如左图）；但域名abc.com也可以划分两个区：abc.com 和 y.abc.com 这两个区都隶属于域 abc.com ，都各自设置了相应的权限域名服务器（如又图）

DNS服务器层次

DNS服务器按层次安排, 分四种
1. 根域名服务器( root name servevr )
  - 最高层次
  - 直到所有的顶级域名服务器的域名和IP地址
  - 本地域名服务器自己若无法解析,则首先求助于根域名服务器
  - 任播(anycast)技术: 找到离DNS客户最近的一个根域名服务器
2. 顶级域名服务器( top level domain name server TLD服务器 )
3. 权限域名服务器
  - 负责一个区的域名服务器。当它不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的DNS客户，下一步应该找哪一个权限域名服务器
4. 本地域名服务器（ local name server ） ( 默认域名服务器 )
  - 当一个主机发出DNS查询请求时，这个查询请求报文就发给LNS
  - 也称为“默认域名服务器”
  - 当所要查询的主机也属于同一个本地ISP时，该本地域名服务器就能立即将所查询的主机名转换为IP地址
域名解析过程：
- 主机向本地域名服务器递归查询（ recursive query ）
  - 本地域名服务器以DNS客户的身份，向其它根域名服务器发送查询报文
  - 因此递归查询的返回结果要么是要查的IP地址，要么是报错，表示没查到
- 本地域名服务器向根域名服务器迭代查询（iterative query）
  - 让LNS去查，根域名服务器通常把自己知道的顶级域名服务器的IP地址告诉LNS,让LNS再向顶级域名服务器查询。
  - 顶级域名服务器收到LNS的查询请求后，要么给出所查询的IP地址，要么告诉LNS下一步应当向哪个权限域名服务器进行查询

DNS缓存

DNS广泛使用高速缓存
- 为维护缓存中的内容正确，还应给每项内容设一个计时器
- 主机也需要（DNS的）高速缓存，主机启动时从LNS中下载名字和地址的全部数据库，并且维护（DNS）存放自己最近使用的域名的高速缓存

DNS记录和报文

资源记录Resource Record: 所有DNS服务器共同实现了DNS分布式数据库，其条目就是资源记录

(Name, Value,Type,TTL)
Name和Value值取决于Type:
- Type = A: Name = 主机名， Value = 主机名对应的IP地址
- Type = NS：Name = 域名，Value = 知道如何获得该域中IP地址的权威DNS服务器的主机名
  - 与Type=A记录结合，将权限DNS的主机名进一步映射到权限域名服务器的IP地址，方便迭代查询
- Type=CNAME: Value = 别名为Name的主机的规范主机名
- Type = MX： Value = 别名为Name的邮件服务器的规范主机名
  - 使用MX记录使得邮件服务器可以和其他服务器使用相同的别名，DNS client得到别名后，只需请求一条MX记录，就能得到规范主机名
权威域名服务器包含其区内主机的Type A记录，非权威域名服务器包含的是包含主机名的域的Type = NS记录和Type=A记录，后者提供了NS记录对应的权限域名服务器的IP地址
- 例子：假如edu TLD服务器不是主机gaia.cs.umass.edu的权限域名服务器，则该服务器将包含：
  - 一条包括主机cs.umass.edu的域记录，如（umass.edu, dns.umass.edu, NS）
  - 一条A记录，与NS记录配套： (dns.umass.edu, 128.119.40.111,A)
  - 这样就实现了迭代查询
Tool： nslookup
DNS报文：略
向DNS数据库中插入记录：要到注册登记机构register ,它负责验证域名的唯一性，将该域名输入DNS DataBase. 步骤为：
1. 假设要开设网站，注册域名LYK-love.cn,你需要提交权威DNS服务器的域名和地址，假设：权威DNS服务器名为dns.LYK-love.cn, 其IP地址为212.212.212.1
2. 对每个权威DNS。该register确保将一个NS和A记录输入TLD cn服务器：
  1
  2
  ( LYK-love.cn, dns.LYK-love.cn, NS )
  ( dns.LYK-love.cn, 212.212.212.1,A )
3. 还可以输入MX记录，与网站使用相同的别名
  1
  ( LYK-love.cn, mail.LYK-love.cn, MX ) //别名使用LYK-love.cn

P2P应用

CS体系依赖于服务器，P2P减少了对中心化的依赖

P2P文件分发

考虑一个应用，它从单一server向大量client（称为对等方peer）分发一个文件
- CS：server负担大
- P2P: 每个对等方能重新分发它所拥有的该文件的任何部分
最流行的P2P文件共享协议：BitTorrent

P2P体系的扩展性

定义：
- $u_s$: server接入链路的上载速率
- $u_i$:第$i$对等方接入链路的上载速率
- $d_i$: 第$i$对等方接入链路的下载速率
- $F$: 被分发的文件大小（bit）
- $N$: 要获得该文件副本的对等方的数量
- $D$: 分发时间, 所有 $N$ 个对等方得到该文件的副本所需的时间
- 假设网络具有足够的带宽
CS模式的分发时间(下界)： \[ D_{cs} \geq \max\{\frac{NF}{u_s}, \frac{F}{d_{\min}} \} \]
- server必须向 $N$个对等方的每个传输该文件的一个副本。因此server必须传输$NF$ bit，因为其上载速率是u_s, 分发时间必定至少为$\frac{NF}{u_s}$
- 令$d_{min}$表示具有最小下载速率的对等方的下载速率，后者获得该文件的所有F bit的时间最少为$ $
P2P模式的分发时间（下界）： \[ D_{P2P} \geq \max\{ \frac{F}{u_s}, \frac{F}{d_{\min}}, \frac{NF}{u_s + \sum\limits_{i=1}^{N}{u_i} } \} \]
- 这里只是最小分发时间的简单表示式
- server必须向至少发送该文件的每个bit一次， $\frac{F}{u_s}$
- $ $与CS模式相同
- 系统整体上载能力 $u_{total} = u_s + u_1 + u_2 + \dots + u_N$, 系统必须向这$N$个对等方的每个上载$F$比特，因此总共上载$NF$ bit, 这不能以快于$u_{total}$的速率完成，因此，分发时间也至少是$\frac{NF}{u_s + \sum\limits_{i=1}^{N}{u_i} }$
比较两种模式的最小分发时间关于 $N$的函数，发现P2P的最小分发时间更小

BitTorrent

洪流 torrent: 参与一个特定文件分发的所有对等方的集合
块 chunk：在一个洪流中的对等方彼此下载等长度的文件块
- 256KB
任何对等方可能在任何时候加入或离开洪流
追踪器tracker: 每个洪流一个，用于追踪洪流中的对等方
- 每当对等方加入一个洪流，就向其追踪器register自己，并周期性通知追踪器自己仍在该洪流中
workflow：
1. Alice 加入洪流，追踪器随机从对等方的集合中选一个子集（e.g. 50 个），并将它们的IP地址发给Alice
2. Alice持有这张列表，试图与表上所有对等方建立TCP连接
3. 所有与Alice成功建立连接的对等方称为“邻近对等方”（ e.g. $L$个）
  - 由于用户可随时加入、离开洪流，因此邻近对等方集合是动态的
4. 在任何给定的时间，每个对等方将具有来自该文件的的块子集，Alice周期性地询问每个邻近对等方它们所具有的块列表，得到$L$个块列表，然后对她还没有的块发出请求
  - 请求哪些块？
    - 最稀缺优先（rarest first）：（在Alice没有的块中）请求在邻居中副本数量最少的块
  - 向哪些向她请求的块中发送？
    - “一报还一报”（tit for tat）: Alice 根据当前能够以最高速率向她提供数据的邻居，给出其优先权
      - “一报还一报”被证明可以被回避

分布式散列表

分布式散列表(Distributed Hash Table, DHT )：一种分布式数据库，每个对等方仅保持总体数据库的一个子集
- 其条目是(key - value) pair
为每个对等方分配 $n$ 位的标识符和key
- 值域: $[0,2^{n}-1]$
- 对于不是整数的key，用一个散列函数映射到该区间，以后我们提起key，指的是它的散列值
- 最邻近后继：将最邻近对等方定义为key的最邻近后继， key就放在其最邻近后继上

环形DHT

假设$n=4$, 区间为$[0,15]$, 因为对等方12是键11最邻近的后继，因此将(11, Johny)存储在对等方12上
查询key时，如何确定最邻近对等方？需要特殊的对等方拓扑结构：
- 所有对等方相连：这样每个对等方，每个查询仅需一个报文，但这样的系统难以维护
- 环形DHT：如图，平均发送$\frac N 2$ 个报文
- “捷径对等方”：在环形基础上增加边
  - 普遍采用，每个请求的报文数量能被优化到 $O(logN)$

对等方扰动

P2P系统中，对等方可以自由加入、退出，上述的拓扑结构会被破坏
措施：每个对等方联系其$n$个后继（和捷径对等方），这样一个节点消失或增加时，该链表能自己调整

文件传送协议

FTP概述

FTP( File Transfer Protocal )：文件传送协议
文件共享协议的两大类：
1. 复制整个文件，
  - 特点是：若要存取一个文件，就要先获得一个本地的文件副本。若要修改文件，只能对文件的副本进行修改，然后再将修改后的文件副本传回到原节点
  - 两种：
    1. FTP: 基于TCP
    2. TFTP: 基于UDP的简单文件传送协议
2. 联机访问
  - 允许多个程序同时对一个系统进行存取
  - 由操作系统提供对远地共享文件进行访问的服务（不需要调用特殊的进程），就如同对本地文件的访问一样
  - 用户可以用远地文件作为输入和输出来运行任何应用程序，而操作系统中的文件系统则提供对共享文件的透明存取，其优点是：将原来用于处理本地文件的应用程序用来处理远地文件时，不需要对应用程序做明显的改动
    - 类似云计算机
  - 例子：
    - 网络文件系统NFS（ Network File System ）

FTP的基本工作原理

CS模式，一个FTP服务器进程可以同时为多个客户进程提供服务
一个FTP服务器进程由两部分组成：
1. 主进程：负责接收新的请求
2. 若干个从属进程：负责处理单个请求
主进程的工作步骤：
1. 打开熟知端口（21），使客户进程能连接上
2. 等待客户进程发出连接请求
3. 启动从属进程处理client process发来的请求。从属进程对 client process 的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间还可能创建一些其他的子进程
4. 回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发进行的
  - 并发：在一个芯片上时分复用
FTP工作步骤：
- 服务器有控制进程。整个会话期间，客户和服务器一直保持控制连接
- 当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口21，同时告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立“数据连接”。
- 客户发送的传送请求，通过控制连接发送给服务器的控制进程
- 控制进程在接收到文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”。数据传送进程实际完成文件的传送（通过数据连接），在传送完成后关闭“数据连接”。
  - 服务器进程用自己传输数据的熟知端口20与客户进程所提供的端口号建立数据传送连接
  - 由于FTP将控制连接与数据连接分离，因此FTP的控制信息是带外( out of band )传送的.

简单文件传送协议TFTP

用于UDP
所占内存较小

远程终端协议TELNET

用户用TELNET就能通过TCP连接登录到远地的另一台主机（使用主机名或IP地址），这种服务是透明的，因此TELNET也称为终端仿真协议
为适应硬件和OS的差异，TELNET定义了数据和命令在互联网中的传输格式，即网络虚拟终端NVT( Network Virtual Terminal )，数据在传输时（C To S ， S To C）都被转为NVT格式

万维网WWW

万维网（World Wide Web）并非一个特殊的计算机网络，而是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网用链接的方法从互联网的一个站点访问另一个站点
万维网是个分布式的超媒体（hypermedia）系统，它是超文本（hypertext）系统的扩充
- 超文本：包含指向其它文档的链接的text，即，超文本由多个信息源链接成
- 超媒体：超文本文档只能包含文本信息，超媒体文档还能包含其他表示方式的信息，如图形、声音...
万维网以CS模式工作， 浏览器就是在用户主机上的万维网客户程序。万维网文档所驻留的主机则运行服务器程序，该主机也称为万维网服务器。在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面（page）

统一资源定位符URL

对资源的位置提供了抽象的识别方法，并用它来给资源定位
<协议>://<主机>:<端口>/<路径>
- 端口和路径可以省略。省略“路径”，则URL指到主页
- 有些浏览器可以把"http://"和主机名最前面的"www"省略，当然浏览器会自动把它们添上

超文本传送协议HTTP

HTTP概述

面向事务的应用层协议，使用TCP
- HTTP本身是无连接的，即无需事先建立HTTP连接
- HTTP是无状态的，不记得曾经的客户，也不记得客户访问了多少次
默认端口80
请求一个万维网文档所需的时间 = 该文档的传输时间 + 两倍RTT
- 一个RTT用于建立TCP连接，一个RTT用于请求和接收万维网文档
- TCP三报文握手的第三个报文段中的数据，就是客户对万维网文档的请求报文。服务器收到HTTP请求报文后，就把所请求的文档作为响应报文返回给客户
为避免两倍RTT开销，HTTP/1.1使用了持续连接，它有两种工作方式：
- 非流水线模式( without pipeling ): 客户收到前一个响应后才能发出下一个请求. 因此，在TCP连接已建立后访问一次对象就要用去一个RTT
- 流水线模式（ with pipelining ）：客户在收到HTTP的响应报文之前就能够接着发送新的请求报文

代理服务器

又称“万维网高速缓存
client要向互联网上的server发送请求时，就先和proxy server建立TCP连接，并向其发送HTTP报文。若proxy server没找到所请求的对象，则由proxy server代表client与互联网上的源点服务器（origin server）建立TCP连接，并发送HTTP报文

HTTP报文结构

ref: https://blog.csdn.net/zephyr999/article/details/80055420

开始行
- 在请求报文中称为“请求行”request line
  - 方法 + url + HTTP版本
- 在响应报文中称为“状态行”status line
  - 服务器HTTP协议版本，响应状态码，状态码的文本描述
首部行（请求头部header）
- 首部行后空一行
实体主体entity body
- 该字段可能缺失

请求报文

请求行由三部分组成：请求方法，请求URL（不包括域名），HTTP协议版本

　　请求方法比较多：GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT

　　最常用的是GET和POST
首部行（请求头部，报文头）：由 key/value 对组成，每行为一对，key 和 value 之间通过冒号(:)分割。请求头的作用主要用于通知服务端有关于客户端的请求信息
1. - User-Agent：生成请求的浏览器类型
- Accept：客户端可识别的响应内容类型列表；星号* 用于按范围将类型分组。/表示可接受全部类型，type/*表示可接受 type 类型的所有子类型。
  - Accept-Language: 客户端可接受的自然语言
- Accept-Encoding: 客户端可接受的编码压缩格式
  - Accept-Charset：可接受的字符集
  - Host: 请求的主机名，允许多个域名绑定同一 IP 地址
- connection：连接方式（close 或 keepalive）
  - Cookie: 存储在客户端的扩展字段
- Content-Type:标识请求内容的类型
  - Content-Length:标识请求内容的长度

请求体（报文体）: 主要用于 POST 请求，与 POST 请求方法配套的请求头字段一般有 Content-Type和 Content-Length

常见的Content-Type：

Content-Type	解释
text/html	html格式
text/plain	纯文本格式
text/css	CSS格式
text/javascript	js格式
image/gif	gif图片格式
image/jpeg	jpg图片格式
image/png	png图片格式
application/x-www-form-urlencoded	POST专用：普通的表单提交默认是通过这种方式。form表单数据被编码为key/value格式发送到服务器。
application/json	POST专用：用来告诉服务端消息主体是序列化后的 JSON 字符串
text/xml	POST专用：发送xml数据
multipart/form-data	POST专用：下面讲解

multipart/form-data

　　用以支持向服务器发送二进制数据，以便可以在 POST 请求中实现文件上传等功能

响应报文

由状态行、响应头、空行、响应内容四部分组成

状态行

　　状态行也由三部分组成：服务器HTTP协议版本，响应状态码，状态码的文本描述

　　格式：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

　　比如：HTTP/1.1 200 OK

响应头：
- Location：服务器返回给客户端，用于重定向到新的位置
- Server：包含服务器用来处理请求的软件信息及版本信息Vary：标识不可缓存的请求头列表
- Connection: 连接方式， close 是告诉服务端，断开连接，不用等待后续的请求了。 keep-alive 则是告诉服务端，在完成本次请求的响应后，保持连接
- Keep-Alive: 300，期望服务端保持连接多长时间（秒）
空行：(CR or LF )，位于响应头和响应内容之间
响应内容：服务端返回给请求端的文本信息

状态码

1XX：服务器已接收了客户端的请求，客户端可以继续发送请求
2XX：服务器已成功接收到请求并进行处理
- 200：OK
- 202：No Content
- 206：Partial Content
3XX：服务器要求客户端重定向，这表明浏览器需要执行某些特殊的处理以正确处理请求。
- 301：Moved Permanently
  - 永久性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，以后应使用资源现在所指的 URI。
- 302：Found 临时性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，希望用户（本次）能使用新的 URI 访问。
- 303：See Other，表示由于请求对应的资源存在着另一个URI，应使用GET方法定向获取请求的资源。303状态码明确表示客户端应当采用GET方法获取资源，这点与302状态码有区别
  - 当301、302、303响应状态码返回时，几乎所有的浏览器都会把POST改成GET，并删除请求报文内的主体，之后请求会自动再次发送
- 304：Not Modified，请求的资源没有修改过, 304 虽然被划分在 3XX 类别中，但是和重定向没有关系
- 307：Temporary Redirect，与 302 Found 有着相同的含义，但浏览器不会把307从POST变成GET
4XX 客户端错误
- 400 Bad Request：请求报文中存在语法错误；
- 401 Unauthorized：该状态码表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证（BASIC 认证、DIGEST 认证）的认证信息。
- 403 Forbidden：请求的资源被服务器拒绝；
- 404 Not Found：服务器上无法找到资源；
5XX服务器错误

5XX的响应结果表明服务器本身发生错误
- 500 Internal Server Error：服务器端在执行请求时发生了错误
- 502 网关错误
- 503 Service Unavailable ：服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求

为了避免HTTP无状态带来的不便，万维网站点可以用Cookie来跟踪用户
- Cookie：在HTTP server 和 client间传递的状态信息
Cookie工作步骤：
1. 当用户A浏览某个使用Cookie的网站时，该网站的服务器就为A产生一个唯一的识别码，并以此为索引在后端数据库建立一个项目。接着在给A的HTTP响应报文中添加一个叫做Set Cookie的首部行，其字段名为“Set Cookie”，值为识别码，如：
  
  Set-Cookie： 2134vsfva32ddf432
2. 当A收到这个响应时，其浏览器就在它管理的特点Cookie文件中添加一行，其中包括这个识别码和server的主机名。当A继续浏览这个网站时，每发送一个HTTP请求报文，其浏览器就会从其Cookie文件中取出这个网站的识别码，放到HTTP请求报文的首部行中：
  
  Set-Cookie： 2134vsfva32ddf432
3. 于是，网站就能够跟踪用户2134vsfva32ddf432（用户A）

Web cache

Web cache: 也称代理服务器（ proxy server ）, 被配置了 proxy server的浏览器的请求都会被定向到该proxy server
- proxy server会查询缓存，未命中则请求web server，将后者的内容缓存，并发给浏览器
  - 递归式查询
  - proxy server既是server（对于浏览器）也是clinet（对于web server）
- 应用：内容分发网络（ Content Distribution Network, CDN ）

Conditional GET

proxy cache带来“陈旧缓存”问题，为此proxy cache可以向web server发送Conditional GET
- 具体而言， server每次都会向 proxy server发送 Last-Modified-Since：date字段。一段时间后，当用户请求代理服务器查询该资源时， proxy server会对web server发送If-Modified-Since: date 字段
  - 如果未修改，则只返回一个响应报文，不用返回对象（状态码304 Not Modified ）

万维网的文档

静态文档

文档放在服务器中，在用户浏览过程中，内容不会改变

动态文档

文档是在client访问server时才由应用程序动态创建
- 当请求到达时，server要运行另一个应用程序。server把client发来的数据交给这个进程，且server能解释这个进程的输出，以及这个输出结果该如何使用，这就需要通用网关接口CGI( Common Gateway Interface )，它既指CGI标准，也指程序

活动文档

动态文档一旦生成，内容就固定了，无法及时刷新屏幕。为了屏幕的及时更新，有两种技术：
1. 服务器推送（server push）: 将所有工作交给服务器，服务器不断运行与动态文档相关联的应用程序，定时更新信息，并发送更新过的文档
  - server要为每个client维持一个不释放的TCP连接
2. 活动文档（active document）: 所有工作交给浏览器端。服务器返回一个程序，它在浏览器端运行
  - Java applet
服务器端的活动文档内容是不变的，从传送的角度看，两种技术都把活动文档看成静态文档

万维网的信息检索系统

搜索引擎：万维网中用来进行搜索的工具。分为全文检索和分类目录两种。现在还出现了垂直搜索引擎和元搜索引擎，
- 全文检索：爬虫，建立索引，从已建立的索引数据库中查询
- 分类目录：不主动采集网站的信息，由网站向搜索引擎主动提交信息，经人工审核编辑后，输入到分类目录的数据库中。查询时不需要关键词，只需按照分类。
- 垂直搜索引擎：也是关键词搜索，但只针对某一领域、某一人群等
- 元搜索引擎：把请求发给多个搜索引擎，再把结果集中处理

电子邮件

电子邮件系统三要素：用户代理、邮件服务器、邮件发送协议(SMTP)和邮件读取协议（POP3）
- 用户代理（UA）:就是电子邮件客户端软件
- 邮件发送协议：用于UA向邮件服务器发送邮件或在邮件服务器之间发送邮件
- 邮件读取协议： UA从邮件服务器读取邮件
- SMTP, POP3, IMAP都用TCP
用户在浏览器中浏览信息需要HTTP. 因此浏览器和邮件服务器之间传送邮件时，用HTTP. 而各邮件服务器之间传送邮件时,仍然使用SMTP
Email发送和接收步骤：
1. 用户发送邮件，把工作全部交给UA. 后者把邮件用SMTP协议发给发送方邮件服务器
  - 此时UA充当SMTP客户，发送方邮件服务器充当SMTP服务器
2. SMTP服务器（即发送方邮件服务器）收到邮件后，将其暂放在邮件缓存队列中
3. 发送方邮件服务器与接收方邮件服务器建立TCP连接（不会中转），然后依次把邮件缓存队列的邮件发出去
4. 接收方邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后，把邮件放到收件人的信箱中
5. 收件人打算收信时，运行UA，使用POP3(or IMAP)协议拉取邮件
  - 有些“”特快专递“服务能够让UA直接用SMTP发给接收方邮件服务器（不用发给发送方邮件服务器了）
Email由信封和内容组成
- 信封上最重要的就是收件人的地址，电子邮件地址格式：
  
  用户名 @ 邮件服务器的域名
- 内容分为首部和主体，后者用户自己撰写
  - 首部包括一些关键字，最重要的有
    - To：收件人的邮件地址
    - Subject：主题
    - Cc：抄送，即留下一个复写副本

简单邮件传送协议SMTP

不使用中间邮件服务器
本用于传输ASCII码而不是二进制文件，后来虽然有了MIME可以传输二进制数据，但效率不高，为此有了Extended SMTP

邮件读取协议POP3

POP3: UA必须允许POP3 client ，而收件人所连接的ISP的邮件服务器中则运行POP3 server，当然，它还要运行SMTP server以收信
- POP3 server需要用户输入鉴别信息（用户名和口令）
流程：特许authorization，事务处理，更新
- 特许：UA以明文发送用户名和口令
  - 主要命令：
    - user <username>
    - pass <passwd>( 现在一般要输入授权码而不是密码 )
- 事务处理：UA可以对邮箱做一些操作，如list, retr, dele, quit
  - quit仅仅给邮件打上删除标记，并没有删除邮件
- 更新：客户发出quit之后，结束该pop3 session,并删除那些被标记为删除的报文
POP3用户将邮件从服务器下载到本地

telnet pop.qq.com 110 //qq官网给的端口是995,但我用995是无法访问的，不知道为什么

Trying 120.241.186.196...
Connected to pop.qq.com.
Escape character is '^]'.
+OK XMail POP3 Server v1.0 Service Ready(XMail v1.0)

user 邮箱名
+OK
pass 授权吗
+OK

邮件读取协议IMAP

IMAP:用户在自己的计算机上就可以操纵邮件服务器上的邮箱，就像在本地操纵一样
- 允许UA只获取邮件的一部分

基于 web的电子邮件

UA就是浏览器

通用互联网邮件扩充MIME

新增了5个首部
定义了许多邮件内容的格式，对多媒体邮件的表示方法进行了标准化
定义了传送编码

动态主机配置协议DHCP

DHCP步骤：
1. 需要IP地址的主机在启动时就广播发送DHCP发现报文（DHCPDISCOVER）
  - 广播是因为此时不知道DHCP服务器在哪
  - 目的地址是全1
  - 源地址是全0，因为此时主机没有IP地址
2. 本地网络上所有主机都能收到这个报文，但只有DHCP服务器才能对它回答。（返回报文称为”提供报文“）
  - DHCP服务器先在其数据库中查找该计算机的配置信息，若找到，则返回找到的信息；若没找到，则从其地址池（address pool）中取一个地址分配给主机
为每个网络都设置DHCP服务器代价太高，解决方案是每个网络至少有一个DHCP中继代理，它配置了DHCP服务器的IP地址等信息
- 当中继代理收到主机的DHCP广播发现报文后，就以单播方式向DHCP服务器转发此报文，收到提供报文后，中继代理再把此提供报文发给主机
DHCP分配的地址是暂时的，称为“租用期”
DHCO报文采用UDP

希望我更新的话，请（以各种手段）催更我哦q(≧▽≦q)