第7章 应用层
04741《计算机网络原理》大纲
第1章计算机网络概述1.1 计算机网络的发展1.2 计算机网络的基本概念1.3 计算机网络的分类1.4 计算机网络的标准化第2章计算机网络体系结构2.1 网络的分层体系结构2.2 OSI/RM开放系统互连参考模型2.3 TCP/IP参考模型2.4 OSI/RM与TCP/IP参考模型的比较第3章物理层3.1 物理层接口与协议3.2 传输介质3.3 数据通信技术3.4 数据编码3.5 数据交换路层第4章数据链路层4.1 数据链路层的功能4.2 差错控制4.3 基本数据链路协议4.4 链路控制规程4.5 因特网的数据链路层协议第5章网络层5.1 通信子网的操作方式和网络层提供的服务5.2 路由选择5.3 拥塞控制5.4 服务质量5.5 网络互连5.6 因特网的互连层协议第6章传输层6.1 传输层基本概念6.2 传输控制协议6.3 用户数据报传输协议第7章应用层7.1 域名系统7.2 电子邮件7.3 万维网7.4 其它服务第8章局域网技术8.1 介质访问控制子层8.2 IEEE802标准与局域网8.3 高速局域网8.4 无线局域网技术8.5 移动Ad Hoc网络8.6 局域网操作系统第9章实用网络技术9.1 分组交换技术9.2 异步传输模式9.3 第三层交换技术9.4 虚拟局域网技术9.5 虚拟专用网VPN9.6 计算机网络管理与安全计算机网络原理自学考试大纲出版前言一、课程性质与设置目的二、课程内容与考核目标第1章计算机网络概述第2章计算机网络体系结构第3章物理层第4章数据链路层第5章网络层第6章传输层第7章应用层第8章局域网技术第9章实用网络技术三、关于大纲的说明与考核实施要求附录题型举例后记。
《大学计算机基础》(第三版)上海交通大学出版社 课后习题答案
大学计算机基础课后题答案第1章计算机基础知识一、选择题1.B2.B3.B4.B5.B6.B7.C8.D 9.B 10.D 11.C 12.A 13.B 14.D二、填空题1、1946 美国ENIAC2、4 电子管晶体管集成电路超大规模集成电路3、超导计算机量子计算机光子计算机生物计算机神经计算机4、专用计算机通用计算机5、信息基础技术信息系统技术信息应用技术6、运算器控制器存储器输入设备输出设备7、7445 682 3755 30088、0292 1717 A2FC B1B1 B7D9 E4AE9、500010、72 128三、问答题1、运算速度快计算精度高具有记忆和逻辑判断能力具有自动运行能力可靠性高2、巨型机大型机小型机微型机服务器工作站3、数据计算信息处理实时控制计算机辅助设计人工智能办公自动化通信与网络电子商务家庭生活娱乐4、计算机的工作过程就是执行程序的过程，而执行程序又归结为逐条执行指令：（1）取出指令：从存储器中取出要执行的指令送到CPU内部的指令寄存器暂存；（2）分析指令：把保存在指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出该指令对应的操作；（3）执行指令：根据指令译码器向各个部件发出相应控制信号，完成指令规定的操作；（4）一条指令执行完成后，程序计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后回到（1）。
为执行下一条指令做好准备，即形成下一条指令地址。
5、计算机自身电器的特性，电子元件一般有两个稳定状态，且二进制规则简单，运算方便。
四、操作题1、（111011）2=（59）10=（73）8=（3B）16（11001011）2=（203）10=（313）8=（CB）16（11010.1101）2=（26.8125）10=（32.64）16=（1A.D）162、（176）8=（1111110）2（51.32）8=（101001.011010）2（0.23）8=（0.010011）23、（85E）16=（100001011110）2（387.15）16=（001110000111.00010101）24、（79）=（01001111）原码=（01001111）反码=（01001111）补码（-43）=（10101011）原码=（11010100）反码=（11010101）补码第2章计算机硬件及软件系统一、选择题1.A2.D3.D4.C5.B6.C7.C8.A9.D 10.B 11.D 12.C 13.C 14.B 15.D 16.A 17.C 18.D 19.D 20.D二、填空题1、系统应用2、运算控制单元存储器输出/输入设备3、数据库管理系统4、1000赫兹5、ROM RAM Cache6.、RAM 数据丢失7、U盘的文件管理系统中密码8、同一部件内部连接同一台计算机各个部件主机与外设9、数据总线地址总线控制总线10、32 6411、图形加速接口12、CPU与内存内存13、控制器运算器14、CPU与内存15、指令数据16、CPU与内存及显存间数据的交换第3章操作系统基础一、选择题1.C2.B3.A4.D5.A6.D7.B8.B 9.B 10.A 11.B 12.B 13.A 14.B二、填充题1、文件管理2、并发性3、EXIT4、Am*.wav5、开始6、Alt+PrintScreen7、PrintScreen8、Ctrl+Z9、全选10、添加/删除程序11、输入法三、问答题1、管理和协调计算机各部件之间的资源分配与运行，它是计算机所有硬件的大管家，是用户与计算机的接口。
第7章 高层协议及分析
7.2 Internet应用层协议 Internet应用层协议
Internet体系结构的最高层是应用层，它与OSI 七层体系结构的高层（会话层、表示层、应用层） 相对应，其协议主要有域名系统DNS、超文本传输 HTTP SMTP 协议HTTP、简单邮件传输协议SMTP、文件传输协 议FTP和远程登录TELNET等。
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• DNS的实现 的实现
– 最简单的方法——单台DNS服务器
• • • • 单点故障的问题：一旦崩溃，因特网将无法维持 数据的流通量：使得DNS服务器不堪重负 远程的集中式数据库：带来严重的延时 维护量巨大：DNS服务器不得不持续的更新以适应 因特网上主机的增加与减少
显然，这种方法是行不通的！ 显然，这种方法是行不通的！
7.2.2 超文本传输协议HTTP 超文本传输协议HTTP
HTTP是负责Web浏览器和Web服务器之间传输 数据的通信协议，它定义了浏览器和服务器之间的通 信交换机制、请求及响应信息的格式。 HTTP协议支持的服务不限于WWW，如FTP、 Archie、SMTP、NNTP等。 HTTP协议还可用于名字服务器和分布式对象管 理。HTTP协议的版本包括HTTP1.0/1.1。
• DNS报文 报文
– 查询和回答报文的格式是一致的
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• 在DNS数据库中插入记录 数据库中插入记录
– 例如：要注册一个域名 “Network Utopia” – 在DNS注册登记机构注册名字“” (如 Network Solutions)
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– 真正的DNS实现
根DNS服务器 根DNS服务器
顶级域（TLD） 服务器
.com DNS服务器
第7章 应用层技术
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动态主机配置协议DHCP
DHCP过程：——本地网络DHCP过程
DHCP发现：DHCP客户机找网络上的DHCP服务器。 DHCP提供：DHCP服务器声明能为DHCP客户机提供IP地址 。 DHCP请求：DHCP客户机向DHCP服务器请求IP地址。 DHCP应答：DHCP服务器为DHCP客户机分配IP地址。
递归与迭代相结合的查询示例
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动态主机配置协议DHCP
协议配置：
静态方式（或称为手动配置方式） 。 动态方式（或称为自动配置方式） 。
（1）静态配置方式
（2）动态配置方式
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Windows系统PC上的协议配置方式
域名服务应用
域名服务器：
1. 本地域名服务器： 为一个本地网络或一个单位的内部主机进行域名解析的 域名服务器。 2. 根域名服务器： 解析根域名下的二级域名的服务。 3. 授权域名服务器： 一台主机想拥有一个域名，并希望其他主机能用该域名 访问它，该主机需要在一台域名服务器上注册这个域名。 这台域名服务器就属于授权域名服务器。
NBCC
第七章 应用层技术
学习目标
1
掌握域名和域名系统概念 了解域名解析的基本过程
2
3 4
了解常用网络应用服务
掌握常用网络应用服务的服务器 2 3 4 5
应用层的C/S方式
域名服务应用
动态主机配置协议DHCP
DHCP服务器
DHCP中继代理网络环境
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动态主机配置协议DHCP
DHCP过程：——DHCP中继代理
第1章：网络概论
《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.1.3 网络体系结构与协议标准化的研究 一些大的计算机公司纷纷提出了各种网络体系 结构与网络协议； 国际标准化组织（ ISO）成立专门委员会研究 网络体系结构与网络协议国际标准化问题； ISO 正式制订了开放系统互连参考模型，制订 了一系列的协议标准； 在 1969 年 ARPAnet 的实验性阶段，研究人员就 开始了TCP/IP协议雏形的研究； TCP/IP 协 议 的 成 功 促 进 了 Internet 的 发 展 ， Internet的发展又进一步扩大了TCP/IP协议的影 响。
随着微型计算机的广泛应用，大量的微型计算 机是通过局域网连入广域网，而局域网与广域 网、广域网与广域网的互连是通过路由器实现 的； 在Internet中，用户计算机需要通过校园网、 企业网或ISP联入地区主干网，地区主干网通 过国家主干网联入国家间的高速主干网，这样 就形成一种由路由器互联的大型、层次结构的 网际网的Internet网络结构。
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《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1.2.2 计算机网络的分类 计算机网络的分类方法主要的是以下两种：
根据网络所使用的传输技术分类 根据网络的覆盖范围与规模分类
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《计算机网络》第1章 计算机网络概论
1. 按网络传输技术进行分类
通信信道的类型有两类：
广播通信信道 点-点通信信道
相应的计算机网络也可以分为两类：
广播式网络 （broadcast networks） 点-点式网络（point-to-point networks）
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《计算机网络》第1章 计算机网络概论
第7章 Intenet安全技术及应用
管理与信息系 叶忠杰
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7.2 FTP安全
可是，基于网络地址的受限访问使FTP 服务器易受地址盗用（spoof）攻击。地址 盗用攻击原理是：攻击机器可以冒用在组织 内的机器的网络地址，从而将文件下载到在 组织之外的未授权的机器上。
Internet安全事件年平均增长率为16%，其中的48％属 于非授权应用（44％来源于内部人员的非授权应用），25 ％定性为拒绝服务攻击（24％报告称由于被外部攻击所 致），18％为盗用私秘信息（15％属于财务机密信息）； 接入Internet机构所受攻击事件年平均增长率为7%。
管理与信息系 叶忠杰
所以现在的Windows操作系统上最大的ping包 设置大小为65500，以确保安全。
管理与信息系 叶忠杰
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7.2 FTP安全
•7.2.1 FTP概述
FTP是文件传送协议（File Transfer Protocol）的缩写，是一项允许用户在 Internet的一台主机和另一台主机之间进行发 送和接收文件的协议，是在Internet上传送文 件所规定的基础。FTP不只是一套规定，更 是一种服务。
通常，TCP会话挟持用来接管一个Telnet会话，Telnet 是非常容易受挟持的协议，它在客户端和服务端传输简单 的字节流。攻击者只要将他们的指令插入被挟持的TCP数 据段，服务器就会把这个TCP段指令串重装并执行它。
TCP会话挟持比其他的攻击方法更有效，比如嗅探密 码在使用高级的认证技术的网络中，密码是经过加密的， 嗅探攻击并不起作用，而TCP会话挟持攻击却可以因此， 攻击者更倾向于使用TCP挟持获取系统权限。
的标准网络协议，因此研究TCP/IP协议的安 全问题，是保障Internet安全的必然选择。由 于TCP/IP协议的缺陷，可能造成的Internet安 全威胁有：
内蒙古工业大学现代交换网络现代交换技术--第7章路由与IP交换技术
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（3）处理差错与控制报文：处理路 由、流量控制、拥塞控制等问题。
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•网络层提供的其他协议主要有以下几种。
（1）地址转换协议（ARP）：将IP 地址转换成底层网络的物理地址。 （2）逆向地址转换协议（RARP）： 与ARP的功能相反，用于将物理地址 转换成IP地址。
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（9）RST（Reset） （10）SYN（Synchronous） （11）FIN（Final） （12）窗口
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（13）校验和 （14）紧急指针 （15）选项
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2．UDP
• 用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）是一个很简单的协议，仅通过端 口向上层提供复用功能。
199.1.1.0/25 （拥有100台计算机的部门1用此网络） 199.1.1.128/25
11000111.00000001.00000001.1|0|000000 11000111.00000001.00000001.1|1|000000 (b)
199.1.1.128/26（拥有50台计算机的部门2用此网络） 199.1.1.192/26
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• IPv6扩充了IPv4的地址空间，对IPv4协议 的很多方面做了改进。 • 与IPv4相比，IPv6具有更大的地址空间、 更高的安全性、可管理性更好，对QoS和 多播技术的支持也更好。
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• IPv6目前主要用于科研和实验网，大规模 应用还有待时日。 • 后续章节中除特别说明外，均以IPv4为基 础进行介绍。
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• 下一个路由器收到数据包，同样进行拆包 和打包，在路由表中寻找合适的路径，把数 据送出本地接口，直到将数据包最终交给与 目的主机在同一物理网络上的路由器为止。
网络-第7章_Internet及其应用
Ê ¼ Ó þ ¿ Í » §¶ Ë
Ê ¼ Ó þ þ ·Î ñ Æ ÷
Ê ¼ Ó þ · þ Î ñ Æ ÷
邮件传输协议
在Internet上传输邮件是于发送邮件；
POP3：邮局协议的第3个版本，用于读取邮件；
电子邮件地址 E-mail地址格式为：
使用“<标签>……</标签>”的结构定义内容
例如： <HTML>……</HTML>
下面是一个简单的HTML文档：
<HTML> <HEAD> <TITLE> Internet的特点</TITLE> </HEAD> <BODY> <H1>1. 开放性</H1> <P>Internet对各种类型的计算机都是开放的。任何计算机都可以使用 TCP/IP协议，因此它们都能够连接到Internet。</P> <H1>2. 平等性</H1> <P>Internet不属于任何个人、企业、部门或国家，它覆盖到了世界各地， 覆盖了各行各业。Internet成员可以自由地接入和退出Internet，共享 Internet资源，用户自身的资源也可以向Internet开放。</P> <H1>3. 技术通用性</H1> <P>Internet允许使用各种通信媒介，即计算机通信的线路。把Internet 上数以百万计的计算机连接在一起的电缆包括小型网络的电缆、专用数据 线、本地电话线、全国性的电话网络（通过电缆、微波和卫星传送信号） 和国家间的电话载体。</P> </BODY> </HTML>
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域
区 x u v w abc y t
域
区 x u v abc
(a) 区 = 域
(b) 区 < 域
树状结构的 DNS 域名服务器
根域名服务器
顶级域名服务器 根域名服务器
org 域名服务器
com 域名服务器
edu 域名服务器
…
权限域名服务器
7.8客户端-服务器模型（C/S）
(1)请求信息的设备称为客户端，响应请求的设备称为服务器。
①网页文件、文档 、数据库、图片、 视频以及音频文件 等数据。
②为多个客户端系 统提供信息共享的 计算机。 ③可能要求验证用户账户信息 。服务器的访问取决于用户 账户核心列表和验证机制，或者授予每个用户的权限（数 据访问以及操作权限）。
②采用可被目的设备解压缩的方式对数据进行压缩。 ③对传输数据进行加密，并在目的设备上对数据解密。 会话层（第5层） ①在源应用程序和目的应用程序之间创建并维持对话。 ②处理信息交换。 ③发起对话并使其处于活动状态，重启会话（对话中断或长 时间处于空闲状态时）。
7.5 OSI 上三层（TCP/IP应用层）协议 TCP/IP 应用层协议是指用于交换用户信息的协议。
④新增下列的通用顶级域名：
.aero （航空运输企业） .biz （公司和企业） .cat （加泰隆人的语言和文化团体） .coop （合作团体） .info （各种情况） .jobs （人力资源管理者） .mobi （移动产品与服务的用户和提供者） .museum （博物馆） .name （个人） .pro （有证书的专业人员） .travel （旅游业）
FTP 使用的两个 TCP 连接
用户界面 控制进程 数据传送 进程
TCP 控制连接
因特网
控制进程 数据传送 进程
FTP 客户端
TCP 数据连接
FTP 服务器端
7.13 简单文件传送协议 TFTP(Trivial File Transfer Protocol)
TFTP 是一个很小且易于实现的文件传送协议。 TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施。 TFTP 只支持文件传输而不支持交互。
TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也 不能对用户进行身份鉴别。
TFTP 的主要特点
(1) 每次PDU 中有 512 字节，最后一次可不足 512 字节。 (2) 数据 PDU 也称为文件块(block)，块按序编号，从 1 开始。 (3) 支持 ASCII 码或二进制传送。 (4) 可对文件进行读或写。 (5) 使用很简单的首部。
7.12 FTP协议
FTP 用于客户端和服务器之间的文件传输。 Server
download FTP Server
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upload 20 Client
FTP 的基本工作原理 网络环境下复制文件的复杂性： (1) 计算机存储数据的格式不同。 (2) 文件的目录结构和文件命名的规定不同。 (3) 对于相同的文件存取功能，操作系统使用的命令不同。 (4) 访问控制方法不同。
7.2 应用层地位及功能
最高层、向应用程序（应用进程）提供服务 （1）地位及功能： （2）作用： 实现多个系统应用进程通信,完成业务处理所需的服务。 服务元素： 服务按其向应用程序提供的特性分成组。
分为两类： 公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素SASE。 CASE：最基本，任何用户和任何服务元素的用户，应用进程 通信，分布系统提供基本的控制机制。
SASE：特定，如文卷传送，访问管理，作业传送，银行事务， 订单输入等。
7.3 建立通信
应用层帮助人们处理通信，以便通过数据网络传输。
OSI封装过程 ：
7.4 OSI模型及TCP/IP模型
OSI模型的上三层： （TCP/IP的应用层）
表示层（第6层）：
①对应用层数据进行编码与转换，从而确保目的设备可以 通过适当的应用程序理解源设备上的数据。
应用程序提供创建 消息的方法
服务负责创建与网 络交互的接口
7.7应用层协议功能
协议负责数据处理的规则和格式
功能：
①为进程和服务间的数据交 换建立统一的规则。 （语法） ②消息中数据的构建方式。 （语义） 消息：服务请求、确认、数据、状态或报错。 ③源、宿间传送的消息类型。
④定义消息对话，确保正在发送的消息得到期待的响应，并 （时序） 且在传输数据时调用正确的服务。
域名服务器 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 域名服务器
abc 公司有两个 权限域名服务器
本地域名服务器采用迭代查询
根域名服务器 迭代查询 顶级域名服务器
本地域名服务器
权限域名服务
递归 查询
的 IP 地址
计算机应用技术教研室
本章要点
●应用层的实质 ●应用层的功能和地位 ●应用层软件 ●网络应用模型 ●常用的网络应用协议
教学目标
● 掌握应用层所处的地位 ● 了解应用层软件 ● 掌握两种网络应用模型 ● 理解并掌握常见的应用层协议的原理
7.1应用层－－用户和网络的交互接口
一般用户：获取和使用信息 研究用户： 应用程序如何通过网络收发消息，如何格式化、传 输、解释消息。
TELNET 使用网络虚拟终端 NVT 格式 客户端
客户
因特网
TCP 连接
服务器端
服务器
使用客户端的格式
使用 NVT 格式
使用服务器端的格式
本章小结
● 讲解了应用层所处的地位 ● 介绍了应用层软件 ● 分析了两种网络应用模型 ● 说明了常见的应用层协议的原理
应用
7.6应用层软件
打开Web浏览器或者即时消息窗口时，就启动了一个应 用程序，并在程序运行时载入设备的内存。 （应用）
在该设备上加载的每一个正在执行的程序都称为一个进程。
软件程序或进程两种访问网络：应用程序、服务。（服务）
应用层协议的相关功能实现了人与数据网络的对接。
应用程序、服务以及应用层协议
7.14 远程终端协议 TELNET
TELNET 是一个简单的远程终端协议，因特网的正式标准。
用户用 TELNET 就可在其所在地通过 TCP 连接注册（即 登录）到远地的另一个主机上（使用主机名或 IP 地址）。 TELNET 能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远 地主机的输出通过 TCP 连接返回到用户屏幕。这种服务是 透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地 主机上。 TELNET 使用网络虚拟终端 NVT 格式
需要查找 的 IP 地址
本地域名服务器采用递归查询（比较少用）
根域名服务器
递归查询
顶级域名服务器
本地域名服务器
权限域名服务
递归 查询
的 IP 地址 需要查找 的 IP 地址
（3）因特网的域名空间
根 顶级域名
aero
… com
cctv
net
org
edu
gov
… cn
uk
…
com
二级域名
… ibm
hp
bj
… edu
…
www
三级域名
… www
tsinghua
pku
四级域名
…
区的不同划分方法举例 根 org com edu org 根 com edu 区 y w t
.com（公司和企业）、.net （网络服务机构）、 .org （非赢利性组织）、.edu（美国专用的教育机构）、.gov （美国专用的政府部门）、.mil （美国专用的军事部 门）、.int（国际组织）
③基础结构域名(infrastructure domain)： 这种顶级域名只有一个，即 arpa，用于反向域名解析，又 称为反向域名。
7.11 DNS 服务及协议
（1）使用域名的原因 在数据网络中，设备以数字IP地址标记，参与收发消息。
IPv4：32位二进制数，4组点分十进制数。（难记） 将数字地址转换为简单易记名称的域名系统（DNS）。
中国万网：
（2）顶级域名 TLD (Top Level Domain) ①国家或地区顶级域名 NTLD： 如: .cn 表示中国，.us 表示美国，.uk 表示英国，等等。 ②通用顶级域名 GTLD：
主进程的工作步骤如下 打开熟知端口（端口号为 21），使客户进程能够连接上。 等待客户进程发出连接请求。
启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客 户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间 根据需要还可能创建其他一些子进程。 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地进行。
②不集中用 户账户、许 可权限或者 监控。
实例： ①两台互联计算机简易网络就是一种典型的点对点网络。 ②大型网络中实现两者资源共享两计算机。
7.10 应用层协议、服务对应的TCP、UDP服务
对应关系：
TCP/IP应用层协议和服务：
关联TCP和UDP端口号：
TCP/UDP端口53 域名系统（DNS） TCP端口80 超文本传输协议（HTTP） 简单邮件传输协议（SMTP） TCP端口25 UDP端口110 邮局协议（POP） TCP端口23 Telnet 动态主机配置协议（DHCP） UDP端口67 文件传输协议（FTP） TCP端口20和端口21
(2)基本概念： 服务器守护程序： 在C/S网络中，服务器运行的服务或者进程。 服务器守护程序一般在后台运行，终端用户不能直接控制。
“侦听”客户端的请求 —— 服务器接受请求—— 该程序按计划响应请 求。