CH8 应用层(不考)

1、现代通信网络第 8 章 应用层第 8 章 应用层 *8.1 域名系统 DNS 8.1.1 域名系统概述 8.1.2 因特网的域名结构 8.1.3 用域名服务器进行域名解析 8.2 文件传送协议 8.2.1 概述 *8.2.2 FTP 的基本工作原理 8.2.3 简单文件传送协议 TFTP 第 8 章 应用层（续） 8.3 远程登录 TELNET *8.4 电子邮件8.4.1 概述8.4.2 简单邮件传送协议 SMTP8.4.3 电子邮件的信息格式8.4.4 其它邮件协议第 8 章 应用层（续） 8.5 万维网 WWW*8.5.1 概述*8.5.2 统一资源定位符 URL*8.5.3 超文本传送

2、协议 HTTP在前八章详细讨论了计算机网络如何提供完善的通信服务，但没有讨论这些通信服务如何提供给应用进程来使用。本章讨论各种应用进程通过什么样的应用层协议来使用网络所提供的这些通信服务。正是因为有了这样丰富的应用，因特网才得以迅速发展到今天这种空前的规模。应用层概述应用层协议的特点 n每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又往往是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的。应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。n应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户服务器方式

3、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。 8.1 域名系统 DNS8.1.1 域名系统概述n许多应用层软件经常直接使用域名系统 DNS (Domain Name System)，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。 n因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统 DNS。n名字到域名的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。 n域名系统DNS（Domain Name System）产生的原因：r32比特的IP地址难于记忆，应该使用符号地址，比如用表示166.111.8

4、0.200。但是，网络本身是使用IP地址的，因此需要一个完成二者之间相互转换的程序，因此产生了域名系统DNS。n 早期DNS服务的雏形n在windows操作系统中，c:windowshosts.txt文件中存储IP地址和主机名对应表n在unix操作系统中，/etc/hosts文件中存储IP和主机名对应表nDNS模型：r 域名系统是一个典型的客户/服务器交互系统，域名的数据库分布在INTERNET中的许多域名服务器上，域名服务器以层次的形式组织在一起。rDNS服务器使用UDP协议在P0RT=53上提供域名服务r 当应用程序需要进行域名解析时（从符号名到IP地址），它称为域名系统的一个客户。它向某

5、个域名服务器发出请求，域名服务器找到对应的IP地址后，给出响应。r 当这个域名服务器无法完成域名解析，它临时变成其上级域名服务器的客户，递归解析，直到该域名解析完成。8.1.2 因特网的域名结构nDNS是Internet中的命名系统，在DNS中，每台计算机的名字是由“.”所分开的字符数字串（标号）所组成的，每个标号长度不能超过63个字符，域名总长度不能超过255个字符。n例如： n 域名是层次化的，最重要的部分在右边，称为顶级域；最左边是机器的名称，中间为子域的名称。n 域（Domain）是名字空间中一个可被管理的划分，域还可以划分子域，如二级域、三级域等。n 域名的结构：n主机别名.n级域名

6、.三级域名.二级域名.顶级域名 顶级域名 TLD (Top Level Domain)(1)国家顶级域名 nTLD 如: .cn 表示中国，.us 表示美国，.uk 表示英国，等等。(2)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，因此又称为反向域名。(3) 通用顶级域名 gTLD：最早的顶级域名是： .com 表示公司企业 .net 表示网络服务机构 .org 表示非赢利性组织 .edu 表示教育机构（美国专用） .gov 表示政府部门（美国专用） .mil 表示军事部门（美国专用） 新增加了七个通用顶级域名

7、 用于航空运输企业 用于公司和企业 用于合作团体 适用于各种情况 用于博物馆 用于个人 用于会计、律师和医师等自由职业者 因特网的名字空间 com net org edu gov milcoopbizinfoaeroint cnukhkjsshbjorg net gov edu com acpkufudansjtutsinghua树根cctvibmhpmot顶级域名二级域名三级域名mailep四级域名mail csnetlseuDNS域划分n根域名服务器 n顶级域名服务器 n授权域名服务器 n本地域名服务器 根域名服务器n

8、根域名服务器是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP 地址。n不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先求助于根域名服务器。n在因特网上共有13 个不同 IP 地址的根域名服务器，它们的名字是用一个英文字母命名，从a 一直到 m（前13 个字母）。n根域名服务器并不直接把域名转换成 IP 地址，把下一步应当找的顶级域名服务器的 IP 地址告诉本地域名服务器。顶级域名服务器n这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。n当收到 DNS 查询请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一

9、步应当找的域名服务器的 IP 地址）。授权域名服务器n所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区(zone)。n各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区。但在一个区中的所有节点必须是能够连通的。nDNS 服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以“区”为单位。n当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的 DNS 客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器。区的不同划分方法举例 域 区abcxuvwty(a) 区 = 域(b) 区 Telnet Login: zhangsan password: abc123$ ls -l$ Telnet 193.86.97

10、.21 Login xxx password: yyy$ .n概述n收发电子邮件是因特网上使用最多的和最受用户欢迎的一种应用。n收发电子邮件时将邮件发送到ISP的邮件服务器，并放到其中的收信人的邮箱中，收信人可随时上网到ISP的邮件服务器中进行读取。n电子邮件（E-mail）具有传递迅速和费用低廉的优点，不仅可以传送文字信息，而且还可附上声音和图像n因特网简单电子邮件传输协议SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）只能传送可打印的ASCII码邮件，1993年又制定了新的电子邮件标准即“通用因特网邮件扩充”MIME（Multipurpose Internet Mai

11、l Extensions），MIME，增加了对图像、声音、视频、可执行文件等的支持。使用不同的编码方法将信息转化为ASCII字符流8.4 电子邮件n邮件系统产生的背景n1982年ARPANET提出了RFC821（SMTP传输协议）RFC822（电子邮件报文格式），成为因特网标准。n1984年CCITT提出了X.400建议（即报文处理系统MHS标准），1988年CCITT修改了X.400，但是没有得到普及；n邮件系统的组成n用户代理UA（User Agent）：用户与电子邮件系统的接口，允许用户阅读和发送电子邮件，一般为用户进程，包括邮件撰写、显示和阅读处理n邮件服务器：电子邮件核心构件，因特网

12、上所有ISP都有邮件服务器，其功能即发送和接收邮件。n协议：传输电子邮件采用的协议，如SMTP、POP3等n电子邮件系统提供的五大基本功能：n成文：指创建消息或回答消息的过程n传输：指将消息从发送者传出至接收者n报告：将消息的发送情况报告给消息发送者n显示：使用相应的工具软件将收到的消息显示给接收者n处理：接收者对接收到的消息进行处理，存储/丢弃/转发等等n电子邮件的组成（信封和信件内容）：n信封：接收方的信息，如名字、地址，邮件的优先级和安全级n信件内容：由信头和信体组成，信头包含了用户代理所需的控制信息，信体是真正的内容nTCP/IP体系电子邮件地址格式n收信人邮箱名邮箱所在主机的域名n其

13、中，用作英文的“at”，表示“在”的意思n收信人邮箱名又称为用户名（user name），是收信人自己定义的字符串，在邮件服务器中必须具有唯一性n在发送电子邮件时，邮件服务器在使用电子邮件地址的 后一部分，即目的主机的域名，只有邮件到达目的主机后，目的主机的邮件服务器才根据收信人邮箱名将邮件存放到收信人的邮箱中。nEmail地址如 n发送电子邮件时，向多人发送，可用“;”号在个邮件地址中间隔开，如;InternetInternet电子邮件工作示意图用户代理用户代理SMTP协议模型SMTPSMTPTCPTCPIPIP 数据连路层数据连路层 物理层物理层服务器端口号PORT=25客户端端口号任意指

14、定nPOP3协议：n邮政局协议POP（Post Office Protocol）第三版，用户代理和邮箱不在同一机器上，用户代理使用此协议将邮箱中的信件取回本地；nIMAP协议：n因特网报文存取协议IMAP（Internet Message Access Protocol），是一种交互式邮件访问协议，收信人可在不同客户机上分别使用多个用户代理访问同一邮箱，邮件始终保持在邮箱中。n加密电子邮件协议：nPGP与PEM协议其他邮件协议8.5 万维网 WWW8.5.1 概述n万维网 WWW (World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。n万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。n万维网用链

15、接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。n这种访问方式称为“链接”。万维网提供分布式服务 万维网站点 A万维网站点 C万维网站点 E万维网站点 D万维网站点 B链接到链接到链接到链接到链接到链接到超媒体与超文本n万维网是分布式超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。n一个超文本由多个信息源链接成。利用一个链接可使用户找到另一个文档。这些文档可以位于世界上任何一个接在因特网上的超文本系统中。超文本是万维网的基础。n超媒体与超文本的区别是文档内容不同。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

16、，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。 万维网的工作方式 n万维网以客户服务器方式工作。n浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。n客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。n在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面(page)。万维网必须解决的问题 (1) 怎样标志分布在整个因特网上的万维网文档？ n使用统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)来标志万维网上的各种文档。n使每一个文档在整个因特网的范围内具有惟一的标识符 URL。

17、万维网必须解决的问题 (2) 用何协议实现万维网上各种超链的链接？ n在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。nHTTP 是一个应用层协议，它使用 TCP 连接进行可靠的传送。 万维网必须解决的问题 (3) 怎样使各种万维网文档都能在因特网上的各种计算机上显示出来，同时使用户清楚地知道在什么地方存在着超链？ n超文本标记语言 HTML (HyperText Markup Language)使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链从本页面的某处链接到因特网上的任何一个万维网页面，并且能

18、够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。 万维网必须解决的问题 (4) 怎样使用户能够很方便地找到所需的信息？ n为了在万维网上方便地查找信息，用户可使用各种的搜索工具（即搜索引擎）。 8.5.2 统一资源定位符 URL1. URL的格式n统一资源定位符 URL 是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。nURL 给资源的位置提供一种抽象的识别方法，并用这种方法给资源定位。n只要能够对资源定位，系统就可以对资源进行各种操作，如存取、更新、替换和查找其属性。nURL 相当于一个文件名在网络范围的扩展。因此 URL 是与因特网相连的机器上的任何可访问对象的一个指针。 URL

19、的一般形式 n由以冒号隔开的两大部分组成，并且在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。nURL 的一般形式是：:/:/ (8-2) ftp 文件传送协议 FTPhttp 超文本传送协议 HTTPNews USENET 新闻URL 的一般形式 n由以冒号隔开的两大部分组成，并且在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。nURL 的一般形式是：:/:/ (8-2) 是存放资源的主机在因特网中的域名URL 的一般形式 n由以冒号隔开的两大部分组成，并且在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。nURL 的一般形式是：:/:/ (8-2) 有时可省略2. 使用 FTP 的 URLn使用 FTP 的

20、URL 举例 /pub/abc.txt 这表示使用 FTP 协议使用 FTP 的 URLn使用 FTP 的 URL 举例 /pub/abc.txt 冒号和两个斜线是规定的格式使用 FTP 的 URLn使用 FTP 的 URL 举例 /pub/abc.txt 这是网站的域名使用 FTP 的 URLn使用 FTP 的 URL 举例 /pub/abc.txt 这是路径和文件名3. 使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/

21、这表示使用 HTTP 协议使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 冒号和两个斜线是规定的格式使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 这里写主机的域名使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ HTTP 的默认端口号是 80，通常可省略使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 若再省略文件的项，则 URL 就指到因特网上的某个主页(home page)。 nWEB采用客户/服务器体制进行工作n在每个WEB服务器上有一个服务进程在TCP的80端口上监听由浏览器发来的建立连接请求；在连接建立之后，浏览器和服务器之间使用超文本传输协议HTTP协议进行信息传输；n超级链接是使用URL（统一资源定位符）来找到目标网页的。URL由三部分组成：1. 协议类型（HTTP、FTP、TELNET等）；2. 网页所在机器的