第 6 章应用层

408 计算机网络第 6 章应用层复习讲义，涵盖核心概念、重点考点与典型题型。

先建立这一章最重要的总体认识：

前五章主要解决“数据怎么送过去”，第六章解决“应用程序拿网络来干什么，以及应用程序之间按照什么规则通信”。

比如你打开浏览器访问：

http://www.abc.com/index.html

背后会依次牵涉：

DNS：www.abc.com 是哪个 IP？
     ↓
TCP：与 Web 服务器建立可靠连接
     ↓
HTTP：我要 /index.html
     ↓
服务器返回网页

如果是电子邮件：

SMTP：把邮件送出去
POP3 / IMAP：把邮件取回来

如果是 FTP：

TCP 21：传命令
TCP 20：主动模式下传文件

所以第六章并不是一堆孤立协议，而是各种具体网络应用的通信规则。

一、本章考研重要度

可以大致这样分：

内容	重要度	核心考法
C/S、P2P	★★	特点判断
DNS	★★★★★	服务器层次、递归/迭代、查询次数、RTT
FTP	★★★★	20/21 端口、控制/数据连接
电子邮件	★★★★	SMTP、POP3、IMAP、MIME
WWW/HTTP	★★★★★	HTTP 特点、报文、连接方式、RTT
HTTP+DNS+TCP 综合	★★★★★	综合时延题

尤其要掌握四条主线：

DNS：域名 → IP

FTP：控制连接 + 数据连接

邮件：SMTP 负责送，POP3/IMAP 负责取

HTTP：请求—响应 + TCP + RTT

二、6.1 网络应用模型

网络应用主要有两种组织方式：

客户/服务器模型 C/S
对等模型 P2P

2.1 C/S 模型

C/S：

Client / Server
客户      服务器

结构类似：

客户端A ─┐
客户端B ─┼──→ 服务器
客户端C ─┘

例如：

浏览器 ↔ Web 服务器
FTP 客户端 ↔ FTP 服务器
DNS 客户端 ↔ DNS 服务器
邮件客户端 ↔ 邮件服务器

核心过程

服务器：

启动
 ↓
监听
 ↓
等待客户请求
 ↓
处理请求
 ↓
返回结果
 ↓
继续监听

客户端则是：

需要服务
 ↓
主动联系服务器
 ↓
发送请求
 ↓
接收响应

2.1.1 谁必须知道谁的地址？

这是非常容易考的坑。

客户必须知道服务器地址

否则你不知道往哪里发请求。

例如浏览器要访问：

www.baidu.com

最终必须得到服务器 IP。

服务器不需要事先知道客户地址

服务器只需要：

监听某个熟知端口

客户连接过来之后，服务器自然能从收到的分组中知道客户的：

源 IP
源端口

所以：

“客户和服务器必须事先知道对方地址”

是错的。

2.2 C/S 的特点

优点

集中管理：

服务器
├─ 用户管理
├─ 数据管理
├─ 权限控制
└─ 服务提供

管理方便。

缺点

服务器容易成为瓶颈。

如果：

10个客户端
100个客户端
10000个客户端
1000000个客户端

全部访问一个服务器，那么服务器 CPU、内存、网络带宽都可能达到极限。

因此 C/S 的扩展能力受中心服务器限制。

2.3 P2P 模型

P2P：

Peer-to-Peer
对等方到对等方

没有严格固定：

谁是服务器
谁是客户端

例如：

A ↔ B
↕   ↕
C ↔ D

节点 A：

下载 B 的资源时是客户端；
给 C 提供资源时又是服务器。

所以：

一个 Peer 可以同时充当客户端和服务器。

2.4 为什么 P2P 可扩展性好？

C/S：

1000 个用户
      ↓
   Server

请求越来越多，服务器压力越来越大。

P2P：

Peer增加
 ↓
需求增加
但同时
 ↓
上传资源也增加

加入的人越多，理论上提供资源的人也越多。

因此系统容量能够随节点增加而增长。

2.5 C/S 和 P2P 对比

特点	C/S	P2P
中心服务器	有	通常没有
节点地位	不平等	大致平等
客户间直接通信	通常不直接	可以
管理	集中、简单	分散、复杂
可扩展性	较差	较好
单点故障	可能明显	相对较弱
安全管理	较容易	较困难

资料中的模拟题专门考过：

“P2P 相比 C/S 更加安全和稳定。”

这个说法错误。P2P 虽然去中心化、健壮性较好，但节点动态性强，安全和管理通常更困难。

三、6.2 DNS —— 本章第一个超级重点

DNS：

Domain Name System
域名系统

核心功能一句话：

把域名转换为 IP 地址。

例如：

www.cskaoyan.com
        ↓ DNS
113.105.xx.xx

3.1 为什么需要 DNS？

计算机真正通信依赖的是：

IP 地址

但人不容易记：

142.250.72.14

人更容易记：

www.google.com

所以 DNS 本质就是一套：

名字 → 地址

的分布式数据库。

3.2 DNS 基本属性【必背】

按本资料的 408 考试口径：

应用层协议：DNS
模型：C/S
传输层：UDP
服务器端口：53

即：

协议	传输层	端口
DNS	UDP	53

这张端口表在选择题里非常重要。

四、DNS 的层次域名空间

例如：

www.cskaoyan.com

从右往左：

com
 ↑
顶级域

cskaoyan
 ↑
二级域

www
 ↑
更低级域

注意：

级别越高越靠右。

可以画成：

                  .
                  │
           ┌──────┼──────┐
          com     cn     org
           │
       cskaoyan
           │
          www

4.1 顶级域名

资料划分为三类。

国家顶级域

例如：

.cn
.us
.jp

通用顶级域

例如：

.com
.net
.org
.edu
.gov

基础结构域

.arpa

主要用于：

IP 地址 → 域名

也就是反向解析。

五、DNS 服务器 —— 高频

这是 DNS 最重要的知识点之一。

一共有四种：

根域名服务器
     ↓
顶级域名服务器
     ↓
权限域名服务器

另外：
本地域名服务器

一定要搞清楚每个服务器“知道什么”。

5.1 根域名服务器

DNS 世界最高层。

它通常不知道：

www.abc.com 的最终 IP

但它知道：

.com 的服务器在哪里
.cn 的服务器在哪里
.org 的服务器在哪里

所以查询：

www.abc.com

根服务器通常会告诉你：

这个属于 .com，去问 .com 顶级域服务器。

5.2 顶级域名服务器

例如：

.com DNS

它管理 .com 下面的二级域。

当问：

www.abc.com

它可能回答：

abc.com 的权限 DNS 在这里，你去问它。

5.3 权限域名服务器

也叫：

授权域名服务器

这一级通常掌握最终答案。

例如：

dns.abc.com

知道：

www.abc.com → 1.2.3.4

因此它能够返回最终 IP。

5.4 本地域名服务器

这个特别重要。

你的电脑一般不会自己跑去直接问根服务器。

而是：

你的电脑
   ↓
本地 DNS
   ↓
根 DNS
   ↓
顶级 DNS
   ↓
权限 DNS

Windows 网络配置里的：

DNS 服务器

就是这里的“本地域名服务器地址”。

本地域名服务器可能来自：

ISP
学校
公司
公共 DNS 服务

六、DNS 查询：递归 vs 迭代【★★★★★】

这是整个 DNS 最容易混乱，也是考得最多的地方。

先记一句：

递归：你帮我查到底。

迭代：我不知道答案，但我告诉你下一步问谁。

6.1 递归查询

假设：

A 问 B：
www.abc.com 是多少？

如果 B 不知道，B 不能简单说：

不知道。

而是 B 自己继续去问别人。

于是：

A
↓
B
↓
C
↓
D
↓
得到答案

然后：

D → C → B → A

逐层返回。

所以递归的核心是：

被询问者继续替查询者完成后续查询。

6.2 迭代查询

现在假设本地域名服务器问根服务器：

www.abc.com 是多少？

根服务器：

我不知道最终答案，
但是你应该去问 .com DNS。

本地 DNS 再问：

.com DNS

.com DNS：

去问 abc.com 权限服务器。

于是：

本地DNS → 根DNS
       ← .com DNS 地址

本地DNS → .com DNS
       ← abc.com 权限DNS地址

本地DNS → 权限DNS
       ← 最终IP

这就是迭代。

6.3 考研默认查询方式【必须记】

资料明确强调：

主机 → 本地域名服务器

采用：

递归查询

本地域名服务器 → 其他域名服务器

通常采用：

迭代查询

所以考试看到普通 Internet DNS 流程，可以先写：

主机
 │
 │ 递归
 ↓
本地DNS
 │
 │ 迭代
 ↓
根DNS
 ↓
顶级DNS
 ↓
权限DNS

这是最重要的图之一。

七、完整 DNS 查询过程【一定会】

假设主机要查询：

y.abc.com

且全部缓存未命中。

第一步：主机查本地 DNS

主机 → 本地DNS

询问：

y.abc.com 的IP？

这是：

递归查询。

第二步：本地 DNS 查根 DNS

本地DNS → 根DNS

根 DNS 看见：

.com

于是返回：

.com 顶级DNS地址

第三步：查询 .com 顶级 DNS

本地DNS → .com DNS

.com DNS 判断：

abc.com

归某权限服务器管理。

于是返回：

abc.com 权限DNS地址

第四步：查询权限 DNS

本地DNS → abc.com权限DNS

得到：

y.abc.com → IP地址

第五步：返回主机

权限DNS
   ↓
本地DNS
   ↓
主机

本地域名服务器同时将结果：

写入 DNS 高速缓存。

八、DNS 报文数量

资料给的典型完整解析过程：

主机 ↔ 本地DNS
本地DNS ↔ 根DNS
本地DNS ↔ 顶级DNS
本地DNS ↔ 权限DNS

共：

4 次查询
4 次响应

因此最多：

8 个 DNS 报文

这里尤其容易漏掉：

主机 ↔ 本地DNS

这一组。

九、DNS 缓存【高频选择题】

为什么不能每一次访问网站都：

根 → 顶级 → 权限

重新查？

因为这样：

时延高；
DNS 流量巨大；
根 DNS 压力巨大。

因此使用：

DNS 高速缓存。

比如第一次：

www.abc.com → 1.2.3.4

查完后本地 DNS 保存。

第二个人再问：

www.abc.com？

直接：

缓存 → 1.2.3.4

根本不用访问根服务器。

模拟题也明确把“DNS 广泛使用高速缓存”作为正确说法。

9.1 TTL

缓存不能永久存在。

因为：

域名对应的 IP

可能发生变化。

因此 DNS 记录有：

TTL
Time To Live

TTL 到期：

缓存失效

需要重新查询。

9.2 一个经典陷阱

DNS 全瘫痪了，知道服务器 IP 地址还能通信吗？

当然可以。

因为 DNS 只负责：

域名 → IP

真正网络层通信靠：

IP 地址

只要你已经知道 IP，理论上并不需要 DNS。

十、DNS 查询次数题怎么做？

这类题不要硬背，画箭头。

例如所有 DNS 都采用递归查询：

主机
 ↓
本地DNS
 ↓
根DNS
 ↓
com DNS
 ↓
bbb.com DNS
 ↓
aaa.bbb.com DNS

如果题目问：

本地域名服务器自己发送了几次查询？

注意：

本地 DNS 只发给了：

根 DNS

后面全部是服务器代替它继续查询。

所以：

缓存命中：0 次；
未命中：1 次。

这就是资料模拟题考查的核心思想。

十一、6.3 FTP 文件传输协议【★★★★】

FTP：

File Transfer Protocol

核心作用：

在不同主机之间可靠传送文件。

属性：

应用层：FTP
模型：C/S
传输层：TCP

为什么用 TCP？

文件一般要求：

不能丢
不能错
不能乱

因此适合可靠传输。

十二、FTP 最大特点：两条 TCP 连接

这是 FTP 几乎必考的知识点。

FTP 不像 HTTP 一般只讨论一条 TCP 连接。

FTP 同时使用：

控制连接
数据连接

12.1 控制连接

服务器端：

TCP 21

负责：

用户登录；
用户名密码；
切换目录；
删除文件；
请求下载；
请求上传；
中止传输。

例如：

USER
PASS
LIST
RETR
STOR

都走控制连接。

最重要：

控制连接整个 FTP 会话期间一直保持。

12.2 数据连接

负责真正的数据：

文件
目录列表

传输。

特点：

一次数据传输完成后，这条数据连接通常关闭。

因此：

控制连接：长期存在
数据连接：按需要建立，传完关闭

这一对区别必须背熟。

十三、FTP 主动模式 PORT【高频】

默认教材环境常重点讨论主动模式。

先建立：

客户端随机端口
      ↓
服务器 TCP 21

这是一条控制连接。

然后客户端告诉服务器：

我开了一个端口，你来连接我。

服务器：

服务器 TCP 20
        ↓
客户端指定端口

建立数据连接。

因此主动模式：

控制：
客户端临时端口 → 服务器21

数据：
服务器20 → 客户端临时端口

口诀：

21 控制，20 数据。

但更严格地说：

服务器 20 作为 FTP 主动模式数据连接的默认端口。

十四、FTP 被动模式 PASV

现实网络里还有 PASV。

因为客户端经常在 NAT、防火墙后面，服务器主动连接客户端可能失败。

所以 PASV 变成：

客户端 → 服务器21
发送 PASV

服务器：

我开放了端口 X。

然后：

客户端 → 服务器X

主动发起数据连接。

主动与被动的本质区别

不要被名字绕晕。

名字描述的是：

服务器在建立数据连接时是主动还是被动。

PORT

服务器主动连接客户端

因此是：

主动模式。

PASV

服务器等客户端来连接

因此是：

被动模式。

十五、FTP 为什么要分两条连接？

因为控制和数据可以相互独立。

例如正在传一个 10 GB 文件：

数据连接：疯狂传文件

与此同时用户仍可以：

控制连接：发送中止命令

因此控制信息不需要等文件传完。

资料把这种方式称为：

带外控制（Out-of-band）。

十六、FTP 是有状态协议

服务器必须记住：

你是谁
登录了吗
当前目录在哪里
当前传输模式是什么

例如：

cd /home/a

下一条：

get test.txt

服务器必须知道“当前目录”是什么。

所以 FTP：

有状态。

十七、FTP 高频陷阱

错误 1

FTP 控制连接传文件。

错。

控制连接 → 命令
数据连接 → 文件

错误 2

数据连接整个会话一直存在。

错。

通常：

一次数据传输
↓
建立
↓
传输
↓
关闭

错误 3

FTP 使用 UDP。

错。

FTP 基于 TCP。

错误 4

FTP 不允许用户指定文件类型和格式。

错。

资料明确指出 FTP 可以支持用户指定文件类型、格式等。模拟题也直接考了这一点。

十八、6.4 电子邮件系统【★★★★】

电子邮件的完整体系比想象中复杂。

它不是：

我的电脑 → 你的电脑

而是：

发件人
 ↓
用户代理 UA
 ↓
发送方邮件服务器
 ↓
接收方邮件服务器
 ↓
用户代理 UA
 ↓
收件人

十九、电子邮件三大组成部分

资料分为：

用户代理 UA
邮件服务器
邮件协议

19.1 用户代理 UA

User Agent。

简单说：

用户使用的邮件客户端。

例如：

Outlook
Foxmail

主要负责：

写邮件；
查看邮件；
管理邮件。

19.2 邮件服务器

邮箱真正存储在：

邮件服务器。

例如你发给：

abc@example.com

邮件最终进入：

example.com 的邮件服务器

里面属于用户 abc 的邮箱。

二十、电子邮件中三个最重要的协议

SMTP
POP3
IMAP

一句话：

SMTP 管“发”，POP3/IMAP 管“收”。

20.1 SMTP

Simple Mail Transfer Protocol。

负责：

发送邮件。

两种地方都可能出现：

用户代理
   ↓ SMTP
发送方邮件服务器

以及：

发送方邮件服务器
   ↓ SMTP
接收方邮件服务器

因此邮件发送链可以记成：

用户A
 ↓ SMTP
邮件服务器A
 ↓ SMTP
邮件服务器B

20.2 POP3

Post Office Protocol Version 3。

用于：

邮件服务器
 ↓
用户

也就是：

取邮件。

20.3 SMTP 与 POP3 的“推 / 拉”

非常适合考试。

SMTP：

发送端主动把邮件送过去

叫：

Push，推。

POP3：

用户主动向服务器索取邮件

叫：

Pull，拉。

二十一、完整邮件发送过程【★★★★★】

假设：

A → B

1 A 写邮件

A 使用 UA：

写邮件
点击发送

2 UA → A 的邮件服务器

使用：

SMTP

邮件进入：

发送缓存队列

3 A 邮件服务器 → B 邮件服务器

A 的邮件服务器：

SMTP 客户

B 的邮件服务器：

SMTP 服务器

双方建立 TCP。

然后传送邮件。

4 B 邮件服务器保存邮件

进入：

B 的邮箱

5 B 查邮件

B 的 UA 使用：

POP3
或
IMAP

从服务器获取。

因此完整口诀：

发送：SMTP
服务器之间：SMTP
读取：POP3 / IMAP

真题里非常典型的一组就是：

SMTP → SMTP → POP3

配套真题资料直接考过这种协议流程。

二十二、SMTP【高频】

属性：

TCP
端口 25
C/S

因此：

协议	TCP/UDP	服务器端口
SMTP	TCP	25

22.1 SMTP 三阶段

SMTP 通信分成：

连接建立
邮件传输
连接释放

22.2 建立连接

发送方：

SMTP Client

向接收方：

TCP 25

建立 TCP。

服务器返回：

220 Service ready

客户端：

HELO ...

22.3 邮件发送命令

典型流程：

MAIL FROM:

表示：

发件人是谁。

然后：

RCPT TO:

表示：

收件人是谁。

然后：

DATA

表示：

接下来发送邮件正文。

为什么 RCPT 在 DATA 前？

假设邮件 500 MB。

如果你先把 500 MB 发完，然后服务器说：

没有这个用户

通信资源全部浪费。

所以先：

RCPT TO

验证收件人。

确认存在，再 DATA。

这是非常合理的协议设计思想。

22.4 邮件结束

正文结束标志：

<CRLF>.<CRLF>

最后：

QUIT

服务器：

释放连接。

二十三、SMTP 有什么局限？

原始 SMTP 只支持：

7 位 ASCII 文本。

于是出现问题：

中文？
图片？
音频？
PDF？
二进制附件？

无法直接处理。

因此出现 MIME。

二十四、MIME【重点理解】

MIME：

Multipurpose Internet Mail Extensions

多用途互联网邮件扩展。

它不是取代 SMTP。

而是：

原始文件
 ↓
MIME 编码
 ↓
ASCII形式
 ↓
SMTP
 ↓
网络
 ↓
MIME 解码
 ↓
原始文件

因此正确理解：

SMTP 负责传输。

MIME 负责把 SMTP 原本不能表示的数据转换成 SMTP 可以处理的形式。

资料明确指出 MIME 是建立在 SMTP 基础上的扩展，而非替换 SMTP。

二十五、POP3

POP3：

TCP
110端口

作用：

用户从邮件服务器读取邮件。

两种工作方式：

下载并删除

服务器
 ↓
客户端
 ↓
服务器删除

下载并保留

服务器
 ↓
客户端
同时
服务器保留

二十六、IMAP 和 POP3 的区别

IMAP 功能更强。

POP3 更像：

把邮件取回来

IMAP 更像：

远程管理服务器里的邮箱

IMAP 可以：

服务器创建文件夹；
移动邮件；
搜索邮件；
只下载邮件首部；
只下载 MIME 邮件的一部分。

因此现代多设备邮件场景更适合这种：

邮件长期留服务器
各设备同步状态

的模式。

二十七、Web Mail 特别容易混

比如网页版邮箱。

浏览器和邮件网站之间：

HTTP

但：

邮件服务器A
     ↓
邮件服务器B

仍然主要使用：

SMTP

所以不能看到 Gmail 网页就认为：

Gmail 发邮件使用的都是 HTTP。

更准确：

浏览器 ↔ Web邮件服务器：HTTP
邮件服务器 ↔ 邮件服务器：SMTP

二十八、6.5 万维网 WWW【★★★★★】

WWW：

World Wide Web

它不是 Internet 本身。

关系：

Internet
├─ WWW
├─ Email
├─ FTP
├─ DNS
└─ 其他应用

所以：

WWW 是建立在 Internet 上的一种应用。

资料的类比很好：

Internet = 路
WWW      = 路上跑的一种车

二十九、WWW 三大核心技术

必须记：

URL
HTTP
HTML

分别负责：

URL  → 资源在哪里

HTTP → 怎么拿资源

HTML → 网页怎么描述

三十、URL

一般形式：

协议://主机:端口/路径

例如：

http://www.abc.com:80/a/index.html

拆开：

http
 ↑
协议

www.abc.com
 ↑
服务器

80
 ↑
端口

/a/index.html
 ↑
资源路径

HTTP 默认端口：

因此：

http://www.abc.com/index.html

其实默认访问服务器的 TCP 80 端口。

三十一、浏览器访问网站完整过程【★★★★★】

这是第六章最重要的综合流程之一。

假设输入：

http://www.abc.com/index.html

第一步：解析 URL

浏览器获得：

协议：http
域名：www.abc.com
资源：/index.html

第二步：DNS

因为浏览器不知道：

www.abc.com 的 IP

所以：

DNS 查询

得到：

www.abc.com → IP

第三步：建立 TCP

HTTP 使用 TCP。

浏览器：

客户端临时端口
      ↓
Web服务器80

三次握手。

第四步：HTTP GET

例如：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.abc.com

第五步：服务器返回 HTTP Response

例如：

HTTP/1.1 200 OK

<html>
...
</html>

第六步：浏览器解析 HTML

假设 HTML 里面还有：

<img src="1.jpg">
<img src="2.jpg">

那么浏览器还必须继续请求：

1.jpg
2.jpg

所以：

下载一个网页 ≠ 只请求一次 HTTP。

一个网页往往包含多个对象。

三十二、HTTP 基本属性【必背】

HTTP：

应用层协议
C/S
TCP
服务器默认端口80
请求—响应模式

同时有两个非常重要的性质：

无连接
无状态

三十三、HTTP“无连接”是什么意思？

这里最容易误解。

HTTP 基于 TCP：

TCP 是面向连接的

但教材又说：

HTTP 是无连接的

并不矛盾。

因为：

HTTP 自己没有另外建立一种“HTTP 连接”。

HTTP 报文依赖下面已有的 TCP 连接进行传输。

所以可以理解：

HTTP层：没有自己的连接机制
TCP层：有连接

模拟题中：

“HTTP 本身有连接”

就是错误项。

三十四、HTTP“无状态”是什么意思？

服务器默认不记：

上一次你是谁
上一次访问了什么
购物车里有什么

每个 HTTP 请求在协议意义上可以独立处理。

比如：

第一次：
GET /a

第二次：
GET /a

服务器不因为：

“你昨天来过。”

就改变 HTTP 本身的基本处理逻辑。

三十五、那网站怎么记住登录状态？

使用：

Cookie + 后端数据库。

这是高频考点。

服务器生成：

响应：

Set-Cookie: 12345

浏览器保存：

网站域名 + Cookie

35.2 第二次访问

浏览器请求：

Cookie: 12345

服务器拿：

查询数据库：

12345 → 用户A

于是知道：

这是之前那个用户。

因此：

Cookie 并没有让 HTTP 本身变成有状态协议。

而是网站在 HTTP 之上实现了状态管理。

三十六、HTTP/1.0 与 HTTP/1.1【★★★★★】

资料重点讨论：

HTTP/1.0

默认：

非持久连接。

HTTP/1.1

默认：

持久连接。

这是选择题特别爱反着写的地方。

三十七、非持久连接

假设网页：

index.html
1.jpg
2.jpg
3.jpg

每一个对象：

都单独建立 TCP 连接。

即：

TCP连接1 → index.html → 关闭

TCP连接2 → 1.jpg → 关闭

TCP连接3 → 2.jpg → 关闭

TCP连接4 → 3.jpg → 关闭

显然开销很大。

三十八、一个对象为什么约需 2RTT？【★★★★★】

这是 HTTP 时延题最核心公式。

一个对象的过程：

第一个 RTT

TCP 建立连接：

SYN →
    ← SYN+ACK

经过约 1 RTT。

第三次握手 ACK 常可捎带 HTTP 请求。

第二个 RTT

HTTP Request →
             ← HTTP Response 开始到达

约 1 RTT。

因此忽略数据传输时间时：

T_{object} \approx 2 R T T

若考虑对象长度为 $L$ ，链路速率为 $R$ ：

T_{object} \approx 2 R T T + \frac{L}{R}

资料也明确给出了“文档传输时间 + 2RTT”的结论。

三十九、非持久连接网页 RTT

假设：

1个HTML
N个引用对象

所有对象顺序请求。

共：

N+1 个对象

每个：

2RTT

所以忽略传输时间：

T = 2 (N + 1) R T T

四十、HTTP/1.1 持久连接

持久连接：

TCP 不用每拿一个对象就关闭。

比如：

TCP连接
 ├─ 请求 HTML
 ├─ 请求 1.jpg
 ├─ 请求 2.jpg
 └─ 请求 3.jpg

全部复用。

这样大量减少 TCP 握手。

四十一、持久非流水线

虽然复用同一个 TCP，但：

必须等上一个响应回来，才能发送下一个请求。

例如：

请求1 →
       ← 响应1

请求2 →
       ← 响应2

请求3 →
       ← 响应3

所以每个额外对象通常还需要：

1RTT

RTT 公式

有：

1 个 HTML
N 个引用对象

建 TCP

1 R T T

请求 HTML

1 R T T

N 个对象

N R T T

总共：

T = (N + 2) R T T

忽略传输时间。

资料里的典型模拟题

HTML 引用 4 张 JPEG：

N=4

采用 HTTP/1.1 非流水线持久连接。

因此：

T = (4 + 2) R T T = 6 R T T

这正是资料模拟题考查的模型。

四十二、持久流水线

客户端不用等前一个响应。

可以：

GET 1.jpg →
GET 2.jpg →
GET 3.jpg →
GET 4.jpg →

服务器连续：

← 1.jpg
← 2.jpg
← 3.jpg
← 4.jpg

因此若忽略传输时间和 TCP 拥塞窗口因素：

建 TCP

1 R T T

请求 HTML

1 R T T

一次性请求全部对象

1 R T T

于是：

T \approx 3 R T T

无论引用对象有多少，理想情况下这些引用对象的请求交互只增加约 1 RTT。

四十三、三种 HTTP 模式放一起

假设：

1 HTML + N 个小对象

忽略传输时延。

非持久、串行

T = 2 (N + 1) R T T

持久、非流水线

T = (N + 2) R T T

持久、流水线

T = 3 R T T

这组三个结果非常值得背。

四十四、为什么有时候不能直接套 3RTT？

这是本资料第 6.6 特别强调的易错点。

因为 HTTP 下还有：

TCP。

如果数据非常大，例如多个 MSS，那么 TCP 的：

拥塞窗口 cwnd；
慢开始；
ACK；
接收窗口；

都会影响传输时间。

例如初始：

cwnd = 1 MSS

即使服务器有 100 MSS 数据，也不能第一轮直接全发。

因此：

应用层分析得到的 RTT 是理想化交互开销，真正综合题还要结合第 5 章 TCP。

这也是为什么第 5 章和第 6 章特别容易联合出题。资料第 6.6 专门提醒了这一点。

四十五、HTTP 请求报文【高频】

基本结构：

请求行
首部行
空行
实体主体

例如：

GET /bbs/index.htm HTTP/1.1
Host: www.cskaoyan.com
Connection: Keep-Alive
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept-Language: cn

45.1 请求行

GET /bbs/index.htm HTTP/1.1

三部分：

方法
资源
HTTP版本

四十六、HTTP 常见方法

资料列举：

方法	功能
GET	获取资源
HEAD	获取首部
POST	向服务器提交信息
PUT	在指定位置存资源
DELETE	删除资源
CONNECT	代理相关

考试最重要的是：

GET
POST
HEAD

46.1 GET

例如：

GET /index.html HTTP/1.1

意思：

给我 /index.html。

46.2 HEAD

跟 GET 很像，但：

只要响应首部，不要实体内容。

常用于：

检查资源；
看修改时间；
看长度；
判断是否存在。

46.3 POST

例如：

POST /login HTTP/1.1

常用于：

提交表单；
上传数据；
给服务器发送信息。

所以模拟题看到：

POST /index.htm HTTP/1.1

可以判断：

浏览器希望向服务器提交信息。

四十七、Host 字段

例如：

Host: www.test.edu.cn

它表示：

目标服务器主机。

不是：

客户端主机。

这是很常见的陷阱。

四十八、Connection

Connection: keep-alive

表示：

希望保持 TCP 连接。

而：

Connection: close

表示：

响应后关闭连接。

四十九、HTTP 响应报文

结构：

状态行
首部行
空行
实体主体

例如：

HTTP/1.1 404 Not Found

状态行包含：

HTTP版本
状态码
解释

五十、常见状态码

本资料重点举了：

202 Accepted
400 Bad Request
404 Not Found

408 做题不必把所有 HTTP 状态码全部背下来，但这些常见含义应认识。

五十一、代理服务器 Web Cache

代理服务器可以缓存：

请求
响应

例如：

用户A → Proxy → Internet → Web服务器

第一次：

Proxy 没有
→ 去服务器获取
→ 保存缓存

第二次：

用户B → Proxy

如果请求相同：

Proxy直接返回

不用再出互联网。

好处：

减少外网流量；
减少时延；
减轻源服务器压力。

和 DNS 缓存思想其实很像：

空间换时间

五十二、整个第六章最重要的端口表【必须背】

资料最后专门汇总了这张表。

协议	TCP/UDP	熟知端口
FTP 数据	TCP	20
FTP 控制	TCP	21
TELNET	TCP	23
SMTP	TCP	25
DNS	UDP	53
TFTP	UDP	69
HTTP	TCP	80
POP3	TCP	110
SNMP	UDP	161

最需要背：

20 FTP数据
21 FTP控制
25 SMTP
53 DNS
80 HTTP
110 POP3

可以记成：

FTP 二十、二一；邮件二五；DNS 五三；网页八十；收邮件一一零。

五十三、服务器端口与客户端端口

这个概念贯穿整章。

服务器：

HTTP → 80
FTP  → 21
SMTP → 25

使用：

熟知端口。

客户端不是也用 80。

例如浏览器可能：

192.168.1.10:49152
        ↓
93.184.216.34:80

这里：

49152 = 客户端临时端口
80    = Web服务器熟知端口

所以错误说法：

“HTTP 客户端和服务器默认端口都是 80。”

错。

只有：

HTTP 服务器的默认监听端口是 80。

五十四、把第 4、5、6 章串起来：访问网页完整过程【★★★★★】

这是非常重要的综合框架。

假设：

电脑刚开机

访问：

http://www.abc.com/index.html

第 1 阶段：DHCP

主机还不知道：

IP
掩码
网关
DNS

所以：

DHCP

获取配置。

第 2 阶段：DNS

现在知道 DNS 地址。

浏览器：

www.abc.com

需要解析：

域名 → IP

于是 DNS。

第 3 阶段：ARP

假如 DNS / Web 服务器不在本地网络。

主机真正发送以太网帧时需要：

默认网关 MAC

于是：

ARP

得到：

网关IP → 网关MAC

第 4 阶段：TCP

得到 Web 服务器 IP：

浏览器临时端口
      ↓
服务器80

TCP 三次握手。

第 5 阶段：HTTP

发送：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.abc.com

服务器响应。

第 6 阶段：加载引用资源

解析 HTML：

CSS
JS
图片
字体

继续发送 HTTP 请求。

第 7 阶段：TCP 释放

不再复用连接时：

四次挥手。

所以完整链路可以记为：

DHCP
 ↓
DNS
 ↓
ARP
 ↓
TCP三次握手
 ↓
HTTP请求/响应
 ↓
TCP四次挥手

当然是否每一步实际发生，要看：

DHCP 租约是否已有；
DNS 是否命中缓存；
ARP 是否命中缓存；
TCP 是否已有持久连接。

这恰好也是综合题最喜欢设置变化的地方。

五十五、DNS + HTTP 的 RTT 综合题

这类真题资料里已经出现过。

核心方法只有一句：

把每次必须等待响应之后才能继续的网络交互画成时间线。

例如无缓存：

DNS查询
 ↓
根
 ↓
顶级
 ↓
权限
 ↓
获得IP
 ↓
TCP连接
 ↓
HTTP

如果每次网络往返为一个 RTT，那么：

DNS 若经历 k 次往返
      +
TCP 建连 1 RTT
      +
HTTP 请求响应 1 RTT

因此：

T_{总} = T_{DNS} + 2 R T T_{HTTP/TCP} + T_{传输}

关键在：

DNS 到底用了几次 RTT？

由：

缓存；
递归/迭代；
DNS 服务器所在位置；

决定。

五十六、第六章常见判断陷阱总整理

考试前把下面这些过一遍非常有效。

DNS

错误 DNS 负责数据传输正确 DNS 负责名字解析

错误 DNS 通常使用 TCP 正确按本资料 408 常规查询使用 UDP 53

错误根 DNS 保存全部互联网主机地址正确根 DNS 主要告诉你顶级 DNS 在哪

错误权限服务器不知道就一定“查询失败” 正确 DNS 可根据层级/委派继续定位

错误 DNS 挂了知道 IP 也不能访问正确知道 IP 仍能进行 IP 通信

FTP

错误 FTP 使用一条 TCP 正确控制连接 + 数据连接

错误 20 端口用于控制正确 21 控制，主动模式 20 数据

错误控制连接传完一个文件就关闭正确控制连接贯穿会话

错误数据连接一直保持正确一次数据传输后通常关闭

邮件

错误 SMTP 用来读取邮件正确 SMTP 发送

错误 POP3 用来把邮件服务器 A 送到 B 正确 SMTP 服务器间发送

错误 MIME 取代 SMTP 正确 MIME 扩展 SMTP 可表示的数据类型

口诀：

SMTP推
POP3拉

HTTP

错误 HTTP 是有状态的正确无状态

错误 HTTP/1.1 默认非持久正确默认持久

错误 Host 是客户端主机正确 Host 是目标服务器

错误一个网页只有一个 HTTP 请求正确一个 HTML 可引用多个资源，每个资源都需要请求

错误 HTTP 客户端也使用 80 正确客户端通常使用临时端口

五十七、最后建立一张“第六章大脑地图”

可以直接把下面这张作为复习框架：

                    第6章 应用层
                         │
       ┌─────────────────┼──────────────────┐
       │                 │                  │
    应用模型            DNS                FTP
       │                 │                  │
   C/S、P2P          域名→IP           文件传输
                         │                  │
                    UDP 53             TCP
                         │              ├─21 控制
                ┌────────┼───────┐      └─20 数据(主动)
                │        │       │
               根       顶级    权限
                ↑
              本地DNS
                │
         递归 + 迭代 + 缓存

                         │
            ┌────────────┴─────────────┐
            │                          │
          Email                       WWW
            │                          │
       ┌────┼────┐                URL HTTP HTML
       │    │    │                     │
     SMTP POP3 IMAP                   HTTP
      25   110                        TCP80
       │                              │
      发送                           请求响应
       │                         ┌─────┴─────┐
      MIME                       无状态    无连接
                                 │
                               Cookie
                                 │
                   HTTP/1.0 非持久
                   HTTP/1.1 持久
                     ├─非流水线
                     └─流水线

五十八、这一章复习优先级

如果以 408 应试效率排序，建议你优先掌握：

第一梯队：必须做到“看到题立即会做”

DNS 四种服务器。
DNS 递归与迭代。
DNS 缓存与查询次数。
HTTP 非持久/持久的 RTT 计算。
HTTP 请求、响应报文。
网页访问完整过程：DNS → TCP → HTTP。

第二梯队：必须牢固记忆

FTP 20/21 与两条连接。
SMTP/POP3/IMAP 分工。
SMTP 25、POP3 110。
MIME。
Cookie 与 HTTP 无状态。

第三梯队：理解即可

C/S 与 P2P。
URL/HTML。
Web Proxy。
FTP PORT/PASV 的细节。

你学完第 1～6 章以后，真正应该形成的已经不是六章独立知识，而是一条完整的网络通信链：

应用产生数据
    ↓
DNS找到服务器
    ↓
TCP/UDP确定进程通信方式
    ↓
IP负责跨网络路由
    ↓
ARP解决下一跳MAC
    ↓
数据链路层发送帧
    ↓
物理层发送信号

第 6 章正好是整本计算机网络最后把前五章重新串起来的一章。尤其 DNS+ARP+TCP+HTTP 的网页访问综合过程，建议作为全书的总复习主线反复画几遍。

第 6 章 应用层