《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課件第6章應(yīng)用層

1、第6章 應(yīng)用層知識要點(diǎn)DNSFTPTELNETWWWSMTP/ POP3DHCPSNMP第6章 應(yīng)用層（標(biāo)注 的標(biāo)題表示最基礎(chǔ)的內(nèi)容） 6.1 域名系統(tǒng) DNS6.2 文件傳送協(xié)議6.3 遠(yuǎn)程終端協(xié)議 TELNET6.4 萬維網(wǎng) WWW6.5 電子郵件6.6 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 DHCP6.7 簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP內(nèi)容導(dǎo)航第6章 應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議的特點(diǎn) 每個應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某一類應(yīng)用問題，而問題的解決又往往是通過位于不同主機(jī)中的多個應(yīng)用進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時所遵循的協(xié)議。應(yīng)用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務(wù)器方式?？蛻?client)和

2、服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個應(yīng)用進(jìn)程?？蛻舴?wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)請求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。 第6章 應(yīng)用層第6章 應(yīng)用層主要功能：名字到 IP 地址的解析實(shí)現(xiàn)方式：由若干域名服務(wù)器共同協(xié)作采用分布式的域名系統(tǒng) DNS進(jìn)行解析。DNS命名方法：采用層次樹狀結(jié)構(gòu)，用“.”分隔。 . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名例：6.1 域名系統(tǒng) DNS第6章 應(yīng)用層1. 因特網(wǎng)的域名空間 根四級域名mailwwwbjeducomcctvibmhp二級域名pkutsinghua三級域名mailwwwcomnetorgedugovaerocnuk頂級域

3、名第6章 應(yīng)用層2. 域名服務(wù)器有以下四種類型 根域名服務(wù)器 頂級域名服務(wù)器 權(quán)限域名服務(wù)器 本地域名服務(wù)器 第6章 應(yīng)用層（1）根域名服務(wù)器 最高層次的域名服務(wù)器根域名服務(wù)器是最重要的域名服務(wù)器。所有的根域名服務(wù)器都知道所有的頂級域名服務(wù)器的域名和 IP 地址。不管是哪一個本地域名服務(wù)器，若要對因特網(wǎng)上任何一個域名進(jìn)行解析，只要自己無法解析，就首先求助于根域名服務(wù)器。在因特網(wǎng)上共有13 個不同 IP 地址的根域名服務(wù)器，它們的名字是用一個英文字母命名，從a 一直到 m（前13 個字母）。第6章 應(yīng)用層（2）頂級域名服務(wù)器（即 TLD 服務(wù)器） 這些域名服務(wù)器負(fù)責(zé)管理在該頂級域名服務(wù)器注冊的所

4、有二級域名。當(dāng)收到 DNS 查詢請求時，就給出相應(yīng)的回答（可能是最后的結(jié)果，也可能是下一步應(yīng)當(dāng)找的域名服務(wù)器的 IP 地址）。 第6章 應(yīng)用層（3）權(quán)限域名服務(wù)器 負(fù)責(zé)一個區(qū)的域名服務(wù)器。當(dāng)一個權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時，就會告訴發(fā)出查詢請求的 DNS 客戶，下一步應(yīng)當(dāng)找哪一個權(quán)限域名服務(wù)器。 第6章 應(yīng)用層（4）本地域名服務(wù)器 本地域名服務(wù)器對域名系統(tǒng)非常重要。當(dāng)一個主機(jī)發(fā)出 DNS 查詢請求時，這個查詢請求報(bào)文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。每一個因特網(wǎng)服務(wù)提供者 ISP，或一個大學(xué)，甚至一個大學(xué)里的系，都可以擁有一個本地域名服務(wù)器，這種域名服務(wù)器有時也稱為默認(rèn)域名服務(wù)器。 第6章

5、應(yīng)用層頂級域名 TLD類型 (1) 國家頂級域名 nTLD：如: .cn 表示中國，.us 表示美國，.uk 表示英國，等等。(2) 通用頂級域名 gTLD：最早的頂級域名是： .com （公司和企業(yè)） .net （網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)） .org （非贏利性組織） .edu （美國專用的教育機(jī)構(gòu)） .gov （美國專用的政府部門） .mil （美國專用的軍事部門） .int （國際組織）(3) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名(infrastructure domain)：這種頂級域名只有一個，即 arpa，用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。第6章 應(yīng)用層新增加了下列的通用頂級域名 .aero （航空運(yùn)輸企業(yè)）.b

6、iz （公司和企業(yè)）.cat （加泰隆人的語言和文化團(tuán)體）.coop （合作團(tuán)體）.info （各種情況）.jobs （人力資源管理者）.mobi （移動產(chǎn)品與服務(wù)的用戶和提供者）.museum （博物館）.name （個人）.pro （有證書的專業(yè)人員）.travel （旅游業(yè)） 第6章 應(yīng)用層3. 域名的解析過程 主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機(jī)所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務(wù)器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報(bào)文。本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器

7、的迭代查詢請求報(bào)文時，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。第6章 應(yīng)用層本地域名服務(wù)器采用迭代查詢 頂級域名服務(wù)器權(quán)限域名服務(wù)本地域名服務(wù)器根域名服務(wù)器迭代查詢 的 IP 地址 遞歸查詢需要查找 的 IP 地址高速緩存每個域名服務(wù)器都維護(hù)一個高速緩存，存放最近用過的名字以及從何處獲得名字映射信息的記錄。第6章 應(yīng)用層6.2 文件傳送協(xié)議 文件傳輸協(xié)議FTP(File Transfer Protocol)提供交互式訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，允許文件具有存取權(quán)限。屬于文件共享協(xié)議，其特點(diǎn)為

8、：采用聯(lián)機(jī)訪問形式允許多個程序同時對一個文件進(jìn)行存取，這樣在存取文件時必須先獲得副本，修改文件也只能對副本修改，然后透明存取到原結(jié)點(diǎn)。 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS(Network File System)也屬于文件共享協(xié)議。簡單文件傳輸協(xié)議TFTP(Trivial FTP)可用于UDP環(huán)境，代碼所占內(nèi)存小，適用于某些較小內(nèi)存空間的計(jì)算機(jī)或特殊用途設(shè)備。第6章 應(yīng)用層FTP 的基本工作原理FTP采用客戶服務(wù)器方式。服務(wù)器由一個主進(jìn)程和若干從屬進(jìn)程組成。兩者并發(fā)進(jìn)行。主進(jìn)程：負(fù)責(zé)接收新的請求；(1)打開端口；（2）等待連接請求；（3）啟動從屬進(jìn)程；（4）等待新的連接請求。從屬進(jìn)程：負(fù)責(zé)處理單個請求?？刂七M(jìn)

9、程FTP 客戶端FTP 服務(wù)器端因特網(wǎng)TCP 控制連接port 21TCP 數(shù)據(jù)連接port 20用戶界面控制進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程第6章 應(yīng)用層NFS 采用另一種思路NFS 允許應(yīng)用進(jìn)程打開一個遠(yuǎn)地文件，并能在該文件的某一個特定的位置上開始讀寫數(shù)據(jù)。NFS 可使用戶只復(fù)制一個大文件中的一個很小的片段，而不需要復(fù)制整個大文件。對于上述例子，計(jì)算機(jī) A 的 NFS 客戶軟件，把要添加的數(shù)據(jù)和在文件后面寫數(shù)據(jù)的請求一起發(fā)送到遠(yuǎn)地的計(jì)算機(jī) B 的 NFS 服務(wù)器。NFS 服務(wù)器更新文件后返回應(yīng)答信息。在網(wǎng)絡(luò)上傳送的只是少量的修改數(shù)據(jù)。 第6章 應(yīng)用層簡單文件傳送協(xié)議 TFTP(Trivial

10、File Transfer Protocol) TFTP 是一個很小且易于實(shí)現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。TFTP 使用客戶服務(wù)器方式和使用 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)，因此 TFTP 需要有自己的差錯改正措施。TFTP 只支持文件傳輸而不支持交互。TFTP 沒有一個龐大的命令集，沒有列目錄的功能，也不能對用戶進(jìn)行身份鑒別。 第6章 應(yīng)用層TFTP 的主要特點(diǎn) (1) 每次傳送的數(shù)據(jù) PDU 中有 512 字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可不足 512 字節(jié)。 (2) 數(shù)據(jù) PDU 也稱為文件塊(block)，每個塊按序編號，從 1 開始。 (3) 支持 ASCII 碼或二進(jìn)制傳送。 (4) 可對文件進(jìn)行讀或?qū)憽?(5) 使用

11、很簡單的首部。 第6章 應(yīng)用層6.3 按遠(yuǎn)程終端協(xié)議 TELNET簡單的遠(yuǎn)程終端協(xié)議采用TCP，端口號為23功能：把用戶的輸入傳到遠(yuǎn)地主機(jī)，將遠(yuǎn)地主機(jī)的輸出返回到用戶屏幕。第6章 應(yīng)用層TELNET 使用網(wǎng)絡(luò)虛擬終端 NVT 格式 因特網(wǎng)TCP 連接 客戶端 服務(wù)器端 使用客戶端的格式 使用服務(wù)器端的格式 使用 NVT 格式客戶服務(wù)器第6章 應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)虛擬終端 NVT 格式 客戶軟件把用戶的擊鍵和命令轉(zhuǎn)換成 NVT 格式，并送交服務(wù)器。服務(wù)器軟件把收到的數(shù)據(jù)和命令，從 NVT 格式轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)地系統(tǒng)所需的格式。向用戶返回?cái)?shù)據(jù)時，服務(wù)器把遠(yuǎn)地系統(tǒng)的格式轉(zhuǎn)換為 NVT 格式，本地客戶再從 NVT 格式

12、轉(zhuǎn)換到本地系統(tǒng)所需的格式。 第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng) WWW (World Wide Web)并非某種特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機(jī)式的信息儲藏所。萬維網(wǎng)用鏈接的方法能非常方便地從因特網(wǎng)上的一個站點(diǎn)訪問另一個站點(diǎn)，從而主動地按需獲取豐富的信息。這種訪問方式稱為“鏈接”。6.4 萬維網(wǎng) WWW第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng)提供分布式服務(wù) 萬維網(wǎng)站點(diǎn) A萬維網(wǎng)站點(diǎn) C萬維網(wǎng)站點(diǎn) E萬維網(wǎng)站點(diǎn) D萬維網(wǎng)站點(diǎn) B鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到第6章 應(yīng)用層 萬維網(wǎng)的工作方式 萬維網(wǎng)以客戶服務(wù)器方式工作。瀏覽器就是在用戶計(jì)算機(jī)上的萬維網(wǎng)客戶程序。萬維網(wǎng)文檔所駐留的計(jì)算機(jī)則運(yùn)行服務(wù)器程序，因此這個計(jì)

13、算機(jī)也稱為萬維網(wǎng)服務(wù)器?？蛻舫绦蛳蚍?wù)器程序發(fā)出請求，服務(wù)器程序向客戶程序送回客戶所要的萬維網(wǎng)文檔。在一個客戶程序主窗口上顯示出的萬維網(wǎng)文檔稱為頁面(page)。第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng)必須解決的問題 (1) 怎樣標(biāo)志分布在整個因特網(wǎng)上的萬維網(wǎng)文檔？ 使用統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator)來標(biāo)志萬維網(wǎng)上的各種文檔。使每一個文檔在整個因特網(wǎng)的范圍內(nèi)具有唯一的標(biāo)識符 URL。 第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng)必須解決的問題 (2) 用何協(xié)議實(shí)現(xiàn)萬維網(wǎng)上各種超鏈的鏈接？ 在萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)器程序之間進(jìn)行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperTe

14、xt Transfer Protocol)。HTTP 是一個應(yīng)用層協(xié)議，它使用 TCP 連接進(jìn)行可靠的傳送。 HTTP采用的端口號是80第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng)必須解決的問題 (3) 怎樣使各種萬維網(wǎng)文檔都能在因特網(wǎng)上的各種計(jì)算機(jī)上顯示出來，同時使用戶清楚地知道在什么地方存在著超鏈？ 超文本標(biāo)記語言 HTML (HyperText Markup Language)使得萬維網(wǎng)頁面的設(shè)計(jì)者可以很方便地用一個超鏈從本頁面的某處鏈接到因特網(wǎng)上的任何一個萬維網(wǎng)頁面，并且能夠在自己的計(jì)算機(jī)屏幕上將這些頁面顯示出來。 第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng)必須解決的問題 (4) 怎樣使用戶能夠很方便地找到所需的信息？ 為了在萬維

15、網(wǎng)上方便地查找信息，用戶可使用各種的搜索工具（即搜索引擎）。 第6章 應(yīng)用層萬維網(wǎng)的工作過程 因特網(wǎng)服務(wù)器鏈接到URL的超鏈HTTP 使用此 TCP 連接瀏覽器 程序服務(wù)器 程序HTTP客戶清華大學(xué)院系設(shè)置建立 TCP 連接釋放 TCP 連接HTTP 響應(yīng)報(bào)文 響應(yīng)文檔HTTP 請求報(bào)文 請求文檔第6章 應(yīng)用層發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP讀取郵件的協(xié)議：POP3 和 IMAPMIME 在其郵件首部中說明了郵件的數(shù)據(jù)類型(如文本、聲音、圖像、視像等)，使用 MIME 可在郵件中同時傳送多種類型的數(shù)據(jù)。 6.5 電子郵件電子郵件的一些標(biāo)準(zhǔn)第6章 應(yīng)用層電子郵件的最主要的組成構(gòu)件 發(fā)送方郵件緩存 接收端

16、郵件服務(wù)器用戶代理SMTPSMTPPOP3 發(fā)送端郵件服務(wù)器用戶代理用戶郵箱接收方(發(fā)送郵件)（發(fā)送郵件）(讀取郵件)因特網(wǎng)SMTPPOP3發(fā)送郵件發(fā)送郵件 SMTP讀取郵件TCP連接TCP連接發(fā)送方郵件服務(wù)器SMTP客戶POP3客戶發(fā)件人用戶代理接收方郵件服務(wù)器SMTP服務(wù)器POP3服務(wù)器SMTP服務(wù)器SMTP客戶收件人用戶代理TCP 連接 UA UA第6章 應(yīng)用層1.簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP SMTP 所規(guī)定的就是在兩個相互通信的 SMTP 進(jìn)程之間應(yīng)如何交換信息。SMTP采用客戶服務(wù)器方式，負(fù)責(zé)發(fā)送郵件的 SMTP 進(jìn)程就是 SMTP 客戶，負(fù)責(zé)接收郵件的 SMTP 進(jìn)程就是 SMTP

17、 服務(wù)器。1. 連接建立：連接是在發(fā)送主機(jī)的 SMTP 客戶和接收主機(jī)的 SMTP 服務(wù)器之間建立的。SMTP不使用中間的郵件服務(wù)器。 2. 郵件傳送3. 連接釋放：郵件發(fā)送完畢后，SMTP 應(yīng)釋放 TCP 連接。 SMTP 通信的三個階段 第6章 應(yīng)用層2.郵件讀取協(xié)議POP3郵局協(xié)議 POP 是一個非常簡單、但功能有限的郵件讀取協(xié)議，現(xiàn)在使用的是它的第三個版本 POP3。POP 也使用客戶服務(wù)器的工作方式。在接收郵件的用戶 PC 機(jī)中必須運(yùn)行 POP 客戶程序，而在用戶所連接的 ISP 的郵件服務(wù)器中則運(yùn)行 POP 服務(wù)器程序。 第6章 應(yīng)用層3. IMAP 協(xié)議(Internet Mes

18、sage Access Protocol) IMAP 也是按客戶服務(wù)器方式工作，現(xiàn)在較新的是版本 4，即 IMAP4。用戶在自己的 PC 機(jī)上就可以操縱 ISP 的郵件服務(wù)器的郵箱，就像在本地操縱一樣。因此 IMAP 是一個聯(lián)機(jī)協(xié)議。當(dāng)用戶 PC 機(jī)上的 IMAP 客戶程序打開 IMAP 服務(wù)器的郵箱時，用戶就可看到郵件的首部。若用戶需要打開某個郵件，則該郵件才傳到用戶的計(jì)算機(jī)上。 第6章 應(yīng)用層4.通用因特網(wǎng)郵件擴(kuò)充 MIMESMTP 有以下缺點(diǎn)：SMTP 不能傳送可執(zhí)行文件或其他的二進(jìn)制對象。SMTP 限于傳送 7 位的 ASCII 碼。許多其他非英語國家的文字（如中文、俄文，甚至帶重音符

19、號的法文或德文）就無法傳送。SMTP 服務(wù)器會拒絕超過一定長度的郵件。某些 SMTP 的實(shí)現(xiàn)并沒有完全按照RFC 821的 SMTP 標(biāo)準(zhǔn)。 MIME 并沒有改動 SMTP 或取代它。 它意圖是繼續(xù)使用目前的RFC 822格式，但增加了郵件主體的結(jié)構(gòu)，并定義了傳送非 ASCII 碼的編碼規(guī)則。 第6章 應(yīng)用層MIME 和 SMTP 的關(guān)系 非 ASCII 碼7 位 ASCII 碼MIMESMTPMIMESMTP7 位 ASCII 碼7 位 ASCII 碼非 ASCII 碼用戶用戶第6章 應(yīng)用層6.6 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 DHCP動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 DHCP 提供了即插即用連網(wǎng)(plug-and-play networking)的機(jī)制。這種機(jī)制允許一臺計(jì)算機(jī)加入新的網(wǎng)絡(luò)和獲取IP地址而不用手工參與。需要配置的項(xiàng)目 (1) IP 地址 (2) 子網(wǎng)掩碼 (3) 默認(rèn)路由器的 IP 地址 (4) 域名服務(wù)器的 IP 地址第6章 應(yīng)用層DHCP 使用客戶服務(wù)器方式需要 IP 地址的主機(jī)在啟動時就向 DHCP 服務(wù)器廣播發(fā)送發(fā)現(xiàn)報(bào)文（DHCPDISCOVER），這時該主機(jī)就成為 DHCP 客戶。本地網(wǎng)絡(luò)上所有主機(jī)都能收到此廣播報(bào)文，但只有 DHCP 服務(wù)器才回答此廣播報(bào)文。DHCP 服務(wù)器先在其數(shù)據(jù)庫中查找該計(jì)算機(jī)的配置信息。若找到，則返回找到