1、网络应用模型
运输层为应用进程提供了端到端的通信服务，但不同的网络应用的应用进程之间，还需要有不同的通信规则。因此在运输层协议之上，还需要有应用层协议。这是因为，每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又必须通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成应用。进程之间的这种通信必然遵循严格的规则，应用层的具体内容就是精确定义这些通信规则。
应用层协议应当定义:①应用进程交换的报文类型；②各种报文类型的语法；③字段的语义④进行何时、如何发送报文以及对报文进行响应的规则。
2、客户/服务器模型
应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
3、域名系统DNS
域名系统DNS是互联网使用的命名系统，用来把便于人们使用的机器名字转换为IP地址。DNS为互联网的各种网络应用提供了核心服务。DNS是一个联机分布式数据库系统，并采用客户服务器方式。
4、域名结构
互联网后来采用层次树状结构命名方法，任何一个连接在互联网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。这里的域是名字空间中一个可被管理的划分。域还可划分为子域，子域还可继续划分为子域的子域。
DNS规定，域名中的标号都由英文字母和数字组成，每一个标号不超过63个字符(但为了记忆方便，最好不要超过12个字符)，也不区分大小写字母。编号中除连字符(-)外不能使用其他的标点符号。级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在最右边。由多个编号组成的完整域名总共不超过255个字符。域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。
5、域名服务器
一个服务器所负责管辖的(或有权限的)范围叫做区。在一个区中的所有节点必须是能够连通的。每一个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。域名到IP地址的解析是由分布在互联网上的许多域名服务器程序(即域名服务器)共同完成的。
域名服务器分为:
①根域名服务器:根域名服务器是最高层次的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有顶级域名服务器的域名和IP地址。
②顶级域名服务器:顶级域名服务器负责管理在该服务器注册的所有二级域名。
③权限域名服务器。
④本地域名服务器。
主机向本地域名服务器的查询一般都采用递归查询。本地域名服务器向根域名服务器的查询通常采用迭代查询。
6、文件传送协议FTP
FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式(如指明是否使用ASCⅡ码)，并允许文件具有存取权限(如访问文件的用户必须经过授权，并输入有效的口令)。
文件传送协议FTP使用TCP可靠的运输服务。FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成:一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。
7、控制连接与数据连接
在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接:控制连接和数据连接。控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP客户所发出的传送请求，通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接并不用来传送文件。实际用于传输文件的是数据连接。服务器端的控制进程在接收到FTP客户发送来的文件传输请求后就创建数据传送进程和数据连接，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭数据传送连接并结束运行。由于FTP使用了一个分离的控制连接，因此FTP的控制信息是带外传送的。
8、万维网WWW
万维网WWW是一个大规模的、联机式的信息储藏所，可以非常方便的从互联网上的一个站点连接到另一个站点(也就是所谓的链接到另一个站点)。
万维网是一个分布式的超媒体系统，它是超文本系统的扩充。所谓超文本是指包含指向其他文档的链接的文本。超文本是万维网的基础。超文本文档仅包含文本信息，而超媒体文档还包含其他表示方式的信息，如图形、图像、声音、动画以及视频图像等。万维网的客户程序向互联网中的服务器程序发送请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。在客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面。
万维网使用统一资源定位符URL来标志万维网上的各种文档，并使每一个文档在整个互联网的范围内具有唯一的标识符URL。万维网客户程序与万维网服务器程序之间的交互遵循严格的协议，这就是超文本传送协议HTTP。HTTP 是一个应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的传送。但HTTP协议本身是无连接、无状态的。万维网使用超文本标记语言HTML，使得万维网页面的设计者可以很方便的用链接从本页面的某处链接到互联网上的任何一个万维网页面，并且能够在自己的主机屏幕上将这些页面显示出来。用户可使用搜索工具在万维网上方便的查找所需的信息。
9、超文本传送协议HTTP
HTTP/2是向后兼容的，可使用同一个TCP连接把服务器发回的响应并进行发回。允许客户复用TCP连接进行多个请求。把所有的报文划分为许多较小的二进制编码的帧，采用新的压缩算法，不发送重复的首部字段，大大减小了首部的开销，提高了传输效率。
万维网静态文档是指在文档创作完毕后就存放在万维网服务器中，在被用户浏览的过程中，内容不会改变。动态文档是指文档的内容是在浏览器访问万维网服务器时才有应用程序动态创建的。
服务器推送技术是将所有的工作都交给服务器。服务器不断的运行与动态文档相关联的应用程序，定期更新信息，并发送更新过的文档。活动文档技术可以使浏览器屏幕连续更新。活动文档程序可与用户直接交互，并可连续的改变屏幕的显示。
在万维网中用来进行搜索的工具叫做搜索引擎。搜索引擎大体可划分为全文检索搜索引擎和分类目录搜索引擎两大类。
10、电子邮件系统的组成结构
电子邮件是互联网上使用最多的和最受用户欢迎的一种应用。电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中的收件人邮箱中，收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取，相当于电子信箱。
一个电子邮件系统有三个主要组成构件:即用户代理、邮件服务器和邮件协议(包括邮件发送协议，如SMTP，和邮件读取协议，如POP3和IMAP)。用户代理和邮件服务器都要进行这些协议。
用户代理至少应当具有以下4个功能:
①撰写。给用户提供编写及信件的环境。②显示。能方便的在计算机屏幕上显示出来信(包括来信附上的声音和图像)。③处理。处理包括发送邮件和接收邮件。收件人应能根据情况按不同方式对来信进行处理。④通信。发信人在撰写完邮件后，要利用邮件发送协议将邮件发送到用户所使用的邮件服务器。收件人在接收服邮件时，要使用邮件读取协议从本地邮件服务器接收邮件。
电子邮件的用户代理就是用户与电子邮件系统的接口，它向用户提供一个很友好的视窗界面来发送和接收邮件。从用户代理把邮件传送到邮件服务器，以及在邮件服务器之间的传送都要使用SMTP协议。但用户代理从邮件服务器读取邮件时，则要使用POP3(或IMAP)协议。
基于万维网的电子邮件使用户能够利用浏览器收发电子邮件。用户浏览器和邮件服务器之间的邮件传送使用HTTP协议，而在邮件服务器之间邮件的传送仍然使用SMTP协议。
11、简单邮件传送协议SMTP
SMTP规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。SMTP使用客户服务器方式。负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器。
SMTP通信的三个阶段:
①连接建立:发件人的邮件送到发送方邮件服务器的邮件缓存后，SMTP客户就每隔一定时间对邮件缓存扫描一次。如发现邮件就使用SMTP的熟知端口号码25与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接。SMTP不使用中间的邮件服务器。
②邮件传送:邮件的传送从MAIL命令开始。MAIL命令后面有发件人的地址。若SMTP服务器已准备好接收邮件，则回答“250 OK”。否则返回一个代码，指出原因。如:451(处理时出错)、452(存储空间不足)、500(命令无法识别)等。
③连接释放:邮件发送完毕后，SMTP客户应发送QUIT命令。SWTP服务器返回的信息是“221(服务关闭)”，表示SMTP同意释放TCP连接。邮件传送的全部过程即结束。
使用电子邮件的用户看不见以上这些过程，所有这些复杂过程都被电子邮件的用户代理屏蔽了。
12、电子邮件的信息格式
一个电子邮件分为信封和内容两大部分。在草案标准RFC 5322文档中，只规定了邮件内容中的首部格式，而对邮件的主体部分则让用户自由撰写。用户写好首部后，邮件系统自动的将信封所需的信息提取出来并写在信封上。所以用户不需要填写电子邮件信封上的信息。
邮件内容首部包括一些关键字:
①“To:”后面填入一个或多个收件人的电子邮件地址。
②“Subject:”是邮件的主题，它反映了邮件的主要内容。
③“Cc:”是留下一个“复写副本”。
④有些邮件系统允许用户使用关键字Bcc来实现盲复写副本。Bcc又称为暗送。
⑤“From”表示发件人的电子邮件地址。
⑥“Date”表示发信日期。
⑦“Reply-To”表示对方回信所用的地址。
13、邮件读取协议POP3和IMAP
Ⅰ、POP3
邮局协议POP是一个非常简单，但功能有限的邮件读取协议。POP3也使用客户服务器的工作方式。在接收邮件的用户计算机中的用户代理必须运行POP3客户程序，而在收件人所连接的ISP的邮件服务器中则运行POP3服务器程序。
POP3协议的一个特点就是只要用户从POP3服务器读取了邮件，POP3服务器就把该邮件删除。
Ⅱ、IMAP
IMAP也使用客户服务器的工作方式。IMAP是一个联机协议。IMAP最大的好处就是用户可以在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读和处理自己在邮件服务器中的邮件。IMAP还允许收件人只读取邮件中的某一个部分。IMAP的缺点是如果用户没有将邮件复制到自己的计算机上，则邮件一直存放在IMAP服务器上。
发件人的用户代理向发送方邮件服务器发送邮件，以及发送方邮件服务器向接收方邮件服务器发送邮件都是使用SMTP协议。而POP3或IMAP则是用户代理从接收方邮件服务器上读取邮件所使用的协议。
14、通用互联网邮件扩充MIME
MIME主要包括以下三部分内容:
①五个新的邮件首部字段，他们可包含在原来的邮件首部中。这些字段提供了有关邮件主体的信息。
②定义了许多邮件内容的格式，对多媒体电子邮件的表示方法进行了标准化。
③定义了传送编码，可对任何内容格式进行转换，而不会被邮件系统改变。
三种内容传送编码:①7位ASCⅡ码②quoted-printable编码③base-64编码。
MIME标准规定Content-Type说明必须含有两个标识符，即内容类型和子类型，中间用“/”分开。MIME允许发件人和收件人自己定义专用的内容类型。为专用的内容类型选择的名字要以字符串开始为专用的内容类型选择的名字要以字符串X-开始。
15、动态主机配置协议DHCP
动态主机配置协议DHCP提供了一种机制，称为即插即用联网。这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP使用客户服务器方式。
DHCP服务器分配给DHCP客户的IP地址是临时的，因此DHCP客户只能在一段有限的时间内使用这个分配到的IP地址。DHCP协议称这段时间为租用期，由DHCP服务器自己决定。
16、简单网络管理协议SNMP
网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能、服务质量等。网络管理常简称为网管。
简单网络管理协议SNMP中的管理程序和代理程序按客户服务器方式工作。管理程序运行SNMP客户程序，而代理程序运行SNMP服务器程序。在被管对象上运行的SNMP服务器程序不断的监听来自管理站的SNMP客户程序的请求(或命令)，一旦发现就立即返回管理站所需信息，或执行某个动作。
若要管理某个对象，就必然会给该对象添加一些软件或硬件，但这种添加对原有对象的影响必须尽量小。
SNMP最重要的指导思想就是要尽可能简单。SNMP的基本功能包括监视网络性能、检测分析网络差错和配置网络设备等。
SNMP的网络管理由三个部分组成，即SNMP本身、管理信息结构SM I和管理信息库MIB。
SNMP定义了管理站和代理之间所交换的分组格式。所交换的分组包含各代理中的对象(变量)名及其状态(值)。SNMP负责读取和改变这些数值。
SM I定义了命名对象和定义对象类型(包括范围和长度)的通用规则，以及把对象和对象的值进行编码的规则。
MIB在被管理的实体中创建了命名对象，并规定了其类型。
17、应用进程跨越网络的通信
系统调用接口是应用进程的控制权和操作系统的控制权进行转换的一个接口，又称为应用编程接口API。 API就是应用程序和操作系统之间的接口。
套接字是应用进程和运输层协议之间的接口，是应用进程为了获得网络通信服务而与操作系统进行交互时使用的一种机制。
18、P2P应用
P2P应用就是指具有P2P体系结构的网络应用。所谓P2P体系结构就是在这样的网络应用中，没有(或只有极少数的)固定的服务器，而绝大多数的交互都是使用对等方式(P2P方式)进行的。
目前，P2P工作方式下的文件共享在互联网流量中已占据最大的份额，比万维网应用所占的比例大得多。
BT是很流行的一种P2P应用。BT采用“最稀有的优先”的技术，可以尽早把最稀有的文件块收集到。此外，凡有当前以最高数据率向某个对等方传送文件块的相邻对等方，该对等方就优先把所请求的文件块传送给这些相邻对等方。这样做的结果是这些对等方相互之间都能够以令人满意的速率交换文件块。当对等方的数量很大时，采用P2P方式下载大文件，要比传统的客户-服务器方式快得多。
在P2P应用中，广泛使用的索引和查找技术是分布式散列表DHT。