应用层----DHCP,DNS,HTTP、TELNET、SSH、FTP、SMTP、POP、IMAP

DHCP，DNS和HTTP是3种常见的高层协议。

一、DHCP

    如果逐一为每一台主机设置IP地址会非常麻烦，特别是在移动使用电脑手机等设备时，每移动到一个新地地方，都要重新设置IP地址。
    为了实现自动设置IP地址、统一管理IP地址分配，就有了DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议。有了DHCP协议，计算机只要连接到网络，就可以进行TCP/IP通信。也就是说DHCP让即插即用变得可能。而DHCP不仅在IPv4中，在IPv6中也可能使用。
1.1.DHCP简介
    DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol),动态主机配置协议，是一个应用层协议。当我们将客户主机ip地址设置为动态获取方式时，DHCP服务器就会根据DHCP协议给客户端分配IP，使得客户机能够利用这个IP上网。

1.2.DHCP的工作机制
    使用DHCP之前，首先要架设一台DHCP服务器(很多时候用该网段的路由器充当DHCP服务器)。然后将DHCP所要分配的IP地址、相应的子网掩码、路由控制信息以及DNS服务器的地址等设置到服务器上。(DHCP分配IP地址有两种方法：1.由DHCP服务器在特定的IP地址中自动选出一个进行分配。2.针对MAC地址分配一个固定的IP地址。这两种方法可以并用)

DHCP的实现分为4步，分别是： 
    第一步：Client端在局域网内发起一个DHCP　Discover包，目的是想发现能够给它提供IP的DHCP Server。 
    第二步：可用的DHCP Server接收到Discover包之后，通过发送DHCP Offer包给予Client端应答，意在告诉Client端它可以提供IP地址。 
    第三步：Client端接收到Offer包之后，发送DHCP Request包请求分配IP。 
    第四步：DHCP Server发送ACK数据包，确认信息。

    使用DHCP时，如果DHCP服务器遇到故障，将导致无法自动分配IP地址，从而也导致网段内所有主机之间无法进行TCP/IP通信。为了避免此类问题的发生，通常人们会架设两台或两台以上的DHCP服务器。不过启动多个DHCP服务器时，由于每个服务器内部都记录着IP地址分配情况的信息，因此可能会导致几处分配的IP地址相互冲突。为了避免这种地址重复的危险，可以在DHCP服务器上区分所要分配的地址。
    为了检查所要分配的IP地址以及已经分配了的IP地址是否可用，DHCP服务器或DHCP客户端必须具备以下功能：
      1).DHCP服务器：在分配IP地址前发送ICMP回送请求包，确认没有返回应答。
      2).DHCP客户端：针对从DHCP那里获得的IP地址发送ARP请求包，确认没有返回应答。
    在获得IP地址之前做这种事可能会耗一点时间，但可以安全地进行IP地址分配。

1.3.DHCP中继代理
    一个企业或学校等较大规模组织机构的网络环境当中，一般会有多个以太网(无线LAN)网段。在这种情况下，若要针对每个网段都设置DHCP服务器将会是个很麻烦的事。因此，在这类网络环境中，往往需要将DHCP统一管理。具体方法可以使用DHCP中继代理来实现。有了DHCP中继代理以后，对不同网段的IP地址分配也可以由一个DHCP服务器统一进行管理和运维。
    这种方法使得每个网段架设一个DHCP服务器被取代，只需在每个网段设置一个DHCP中继代理即可(DHCP中继代理多数为路由器，不过也有主机中安装软件得以实现，像360wifi)。它可以设置DHCP服务器的IP地址，从而可以在DHCP服务器上为每个网段注册IP地址的分配范围。
流程：
    1).DHCP客户端会向DHCP中继代理发送DHCP请求包(广播)，
    2).而DHCP中继代理在收到这个广播包以后再以单播的形式发给DHCP服务器
    3).服务器端收到该包以后再向DHCP中继代理返回应答，
    4).并由DHCP中继代理将此包转发给DHCP客户端。(DHCP包中包含发出请求的主机的MAC地址。DHCP中继代理正是利用这个MAC地址将包返回给DHCP客户端)
    DHCP客户端  ----  DHCP中继代理  ----  DHCP服务器

二、DNS

    DNS(Domain Name System)，是一个维护一个用来表示组织内部主机名和IP地址之间对应关系的数据库。主机往往会利用一个叫hosts的数据库文件 。不仅适用于IPv4, 还适用于IPv6.

三、HTTP

http1.1: http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51626969
https: http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/68953788

四、远程登陆

    远程登陆是为了实现TSS(Time Sharing System: 分时系统)环境，是将主机和终端的关系应用到计算机网络上的一个结果。实现从自己的本地计算机登陆到网络另一端计算机功能的应用不叫做远程登陆，主要有telnet和ssh两种协议。

4.1.telnet

    telnet利用TCP的一条连接，通过这条连接向主机发送文字命令并在主机上执行。telnet可以分为两类基本服务，一是仿真终端功能，二是协商选项机制。
    telnet经常用于登录路由器或高性能交换机等网络设备进行相应的设置。
    telnet中除了处理用户所输入的文字外，还提供选项的交互和协商功能，如telnet的行模式和透明模式就是通过telnet客户端与telnet服务端之间的选项功能进行设置的。
    行模式：每从键盘输入一个换行，就将该行的数据作为1整行发送服务端
    透明模式：客户端每输入一个字符都要发送给服务端。

telnet客户端
    所谓telnet客户端是指利用telnet协议实现远程登录的客户端程序。很多情况下，它的程序名就是telnet命令。
    telnet客户端通常与目标主机的23号端口建立连接，并与监听这个端口的服务端程序telnetd进行交互。当然也可以与其他的TCP端口号连接，操作命令：
    telnet  主机名  TCP端口号
    TCP端口号为21时连接FTP应用，25时连SMTP，80时连HTTP，110时连POP3。如此看来，每个服务器都相应的端口号在等待连接。因此以下两个命令可以相同：
    ftp  主机名
    telnet  主机名21

4.2.SSH

    SSH是加密的远程登录系统。telnet中登陆时无需输入密码就可以发送，容易造成通信窃听和非法入侵的危险。
    SSH还包括很多非常方便的功能：
    1).可以使用更强的认证机制
    2).可以转发文件 
    3).可以使用端口转发功能
    端口转发：指特定端口号所收到的消息转发到特定的IP地址和端口号码的一种机制。由于经过SSH连接的那部分内容被加密，确保了信息安全，提供了更为灵活的通信。

 五、文件传输----FTP

     FTP是在两个相连的计算机之间进行文件传输时使用的协议。FTP中也需要在登录到对方的计算机后才能进行相应的操作。
FTP的工作机制概要
    FTP实现文件传输时使用两条TCP连接：一条用来控制，另一条用于数据(文件)的传输。

六、电子邮件----SMTP/POP/IMAP

    提供电子邮件服务的协议叫做SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)，SMTP为了实现高效发送邮件内容，在其传输层使用了TCP协议。
    为此，在技术上改变了以往直接在发送端与接收端主机之间建立TCP连接的机制，而引进了一种一直会连接电源的邮件服务器。发送和接收端通过邮件服务器进行收发邮件。接收端从邮件服务器接收邮件时使用POP3协议(Post Office Protocol)
    电子邮件的机制由3部分组成，它们分别是邮件地址、数据格式以及发送协议。
3.1.邮件地址
    邮件地址：使用电子邮件时需要拥有的地址，格式：名称@通信地址。[e-mail]; 电子邮件的地址和域名的构造相同！
    现在电子邮件的发送地址由DNS进行管理。DNS中注册有邮件地址及其作为发送地址时对应的邮件服务器的域名，这些映射信息被称作MX记录(Mail Exchange)

3.2.数据格式--MIME
    以前电子邮件只能处理文本格式的邮件，现在已经扩展到MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)，可以发送静态图像、动画、声音等各种形式的数据。鉴于MIME规定了应用消息的格式，因此在OSI参考模型中它相当于第6层的表示层。
    MIME基本上由首部和正文(数据)两部分组成。首部不能是空行，因为一旦出现空行，其后的部分将被视为正文(数据)。如果MIME首部的"Content-Type"中指定"Multipart/Mixed"，并以"boundary="后面字符作为分隔符(boundary=后面的字符串，开头一定要写--，而且间隔符后面也一定要写--)，那么可以将多个MIME消息组合成为一个MIME消息。这就叫做multipart,即各个部分都由MIME首部和正文(数据)组成。
    "Content-Type"定义了紧随首部信息的数据类型，以IP首部为例，它就相当于协议字段，如下：

3.3.发送协议--SMTP/POP/IMAP
1).SMTP
    SMTP是发送电子邮件的协议，它使用的是TCP的25号端口。SMTP建立一个TCP连接后，在这个连接上进行控制和应答以及数据的发送。客户端以文本的形式发出请求，服务端返回一个3位数字的应答。每个指令和应答的最后都必须追加换行的指令。 
    随着电子邮件使用的普及，那些漫天的广告邮件和包含钓鱼连接的垃圾邮件成为了日益严重的问题。由于SMTP本身没有验证发送者的功能，因此人们无法避免这类邮件到达自己的邮件服务器。不过通过”POP before SMTP“或”SMTP认证“等功能进行认证，以此防止冒充发送的人也越来越多。
  
2).POP
    SMTP是想要发送邮件的计算机向接收邮件的计算机发送电子邮件的一种协议。现在个人电脑不可能长时间处于开机状态，人们希望一开机就能接收邮件，然而SMTP没有这种处理机制，SMTP的一个不利之处就在于它支持的是发送端主机的行为，而不是根据接收端的请求发送邮件。
    为了解决这个问题，就引入了POP协议。该协议是一种用于接收电子邮件的协议。发送端的邮件根据SMTP协议将将被转发给一直处于插电状态的POP服务器。客户端再根据POP协议从POP服务器接收对方发来的邮件。在这个过程中，为了防止他人盗窃邮件内容，还要进行用户难。
    POP与SMTP一样，也是在其客户端与服务端之间通过建立一个TCP连接完成相应操作。

3).IMAP
    IMAP(Internet Message Access Protocol)与POP类似，也是接收电子邮件的协议。在POP中邮件由客户端进行管理，而在IMAP中邮件则由服务器进行管理。
    使用IMAP时，可以不必从服务器上下载所有的邮件也可以阅读。由于IMAP是在服务器端处理MIME信息，所以它可以实现当某一封邮件包含10个附件时”只下载其中的第7个附近“的功能(在POP中无法下载某个特定的附近，因此想要确认附件的就不得不下载邮件中所有的附件)，这在带宽较小的线路上起着非常重要的作用。而且IMAP在服务器上只对”已读/未读“信息和邮件分类进行管理，因此，即使在不同的计算机上打开邮箱，也能保持同步，使用起来非常方便。如此一来，使用IMAP，在服务器上保存和管理邮件信息，就如同在自己本地客户端的某个闪存中管理自己的信息一样简单。

七、WWWW

    万维网(WWWW，World Wide Web)是将互联网中的信息以超文本形式展现的系统，也叫做Web。可以显示WWWW信息的客户端软件叫做Web浏览器，如IE
    WWWW定义了3个重要的概念，分别是访问信息的手段与位置(URI)、信息的表现形式(HTML)、信息转发(HTTP)
4.1.URI
    URI(Uniform Resource Identifier)，用于标识资源。URI是一种可以用于WWWW之外的高效的识别码，它被用于主页地址、电子邮件、电话号码等各种组合中。一般也叫URL(Uniform Resource Locator),URL常被人们用来表示互联网中资源(文件)的具体位置。但URI不局限于标识互联网资源，它可以作为所有资源的识别码。现在，在有效的RFC文档中，已经不再使用URL，转而在使用URI，URL可以用于除了WWW之外的其他应用协议中。