应用层（ Application）
应用层的常见协议
- 超文本传输：HTTP、HTTPS
- 文件传输：FTP
- 电子邮件：SMTP、POP3、IMAP
- 动态主机配置：DHCP
- 域名系统：DNS
域名（ Domain Name）
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由于IP地址不方便记忆，并且不能表达组织的名称和性质，人们设计出了域名（比如baidu.com）
- 但实际上，为了能够访问到具体的主机，最终还是得知道目标主机的IP地址
- 域名申请注册：https://wanwang.aliyun.com/
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那干脆全程直接用域名，不用IP地址？
- IP地址固定4个字节，域名随随便便都至少10几个字节，这无疑会增加路由器的负担，浪费流量
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根据级别不同，域名可以分为
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顶级域名（Top-level Domain，简称TLD）
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二级域名
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三级域名
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顶级域名的分类
- 通用顶级域名（General Top-level Domain，简称gTLD）
- .com（公司），.net（网络机构），.org（组织机构），.edu（教育）
- .gov（政府部门），.int（国际组织）等
- 国家及地区顶级域名（Country Code Top-level Domain，简称ccTLD）
- .cn（中国）、.jp（日本）、.uk（英国）
- 新通用顶级域名（New Generic Top-level Domain，简称：New gTLD）
- .vip、.xyz、.top、.club、.shop等
二级域名
- 二级域名是指顶级域名之下的域名
- 在通用顶级域名下，它一般指域名注册人的名称，例如google、baidu、microsoft等
- 在国家及地区顶级域名下，它一般指注册类别的，例如com、edu、gov、net等
DNS
- DNS的全称是：Domain Name System，译为：域名系统
- 利用DNS协议，可以将域名（比如baidu.com）解析成对应的IP地址（比如220.181.38.148）
- DNS可以基于UDP协议，也可以基于TCP协议，服务器占用53端口
DNS - 服务器
- 客户端首先会访问最近的一台DNS服务器（也就是客户端自己配置的DNS服务器）
- 所有的DNS服务器都记录了DNS根域名服务器的IP地址
- 上级DNS服务器记录了下一级DNS服务器的IP地址
- 全球一共13台IPv4的DNS根域名服务器、25台IPv6的DNS根域名服务器
DNS - 常用命令
- ipconfig /displaydns：查看DNS缓存记录
- ipconfig /flushdns：清空DNS缓存记录
- ping 域名
- nslookup 域名
IP地址的分配
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IP地址按照分配方式，可以分为：静态IP地址、动态IP地址
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静态IP地址
- 手动设置
- 适用场景：不怎么挪动的台式机（比如学校机房中的台式机）、服务器等
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动态IP地址
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从DHCP服务器自动获取IP地址
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适用场景：移动设备、无线设备等
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DHCP
- DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），译为：动态主机配置协议
- DHCP协议基于UDP协议，客户端是68端口，服务器是67端口
- DHCP服务器会从IP地址池中，挑选一个IP地址“出租“给客户端一段时间，时间到期就回收它们
- 平时家里上网的路由器就可以充当DHCP服务器
DHCP - 分配IP地址的4个阶段
- DISCOVER：发现服务器
- 发广播包（源IP是0.0.0.0，目标IP是255.255.255.255，目标MAC是FF:FF:FF:FF:FF:FF）
- OFFER：提供租约
- 服务器返回可以租用的IP地址，以及租用期限、子网掩码、网关、DNS等信息
- 注意：这里可能会有多个服务器提供租约
- REQUEST：选择IP地址
- 客户端选择一个OFFER，发送广播包进行回应
- ACKNOWLEDGE：确认
- 被选中的服务器发送ACK数据包给客户端
- 至此，IP地址分配完毕
DHCP - 细节
- DHCP服务器可以跨网段分配IP地址么？（DHCP服务器、客户端不在同一个网段）
- 可以借助DHCP中继代理（DHCP Relay Agent）实现跨网段分配IP地址
- 自动续约
- 客户端会在租期不足的时候，自动向DHCP服务器发送REQUEST信息申请续约
- 常用命令
- ipconfig /all：可以看到DHCP相关的详细信息，比如租约过期时间、DHCP服务器地址等
- ipconfig /release：释放租约
- ipconfig /renew：重新申请IP地址、申请续约（延长租期）