计算机网络课件：第7章 应用层

TCP/IP参考模型网络接口层网际层传输层应用层通信子网资源子网NetworkInterfaceInternetTransportApplicationSMTPSMTPFTPDNSTelnetSNMPHTTPTCPUDPIPICMPARPRARPTokenRingTokenBusEthernet(Bus)FDDI………2023/1/11第7章应用层2第7章应用层7-1应用层基本概念7-3域名系统DNS7-2超文本传输协议HTTP7-5文件传输协议FTP7-4电子邮件协议7-6Telnet协议7-7简单网络管理协议SNMP7-8Web内容分布2023/1/11第7章应用层37-1应用层基本概念7-1-1客户端/服务器模型7-1-2多个服务器面向多个客户端7-1-3统一资源定位器2023/1/11第7章应用层4客户端向服务器请求服务，服务器向客户端提供服务。需在服务器端和客户端分别执行一个不同的应用程序。

1.客户端、服务器的定义

（1）客户端：在本地计算机上运行的向服务器请求服务的程序。（2）服务器：在另一方运行的向客户端提供服务的程序。

7-1-1客户端/服务器模型Client/Server2023/1/11第7章应用层52.运行方式（1）客户端的运行方式循环并发（2）服务器的运行方式无连接循环

无连接并发面向连接循环面向连接并发7-1-1客户端/服务器模型TCP采用UDP采用2023/1/11第7章应用层61.客户端/服务器模型服务方式一个应用只有一台服务器。2.内容分布对一个应用由多个服务器共同完成的方法。服务器与客户端都是多个，可以是一个服务器面向多个客户端，也可以是多个服务器面向多个客户端，甚至是多个服务器面向一个客户端。7-1-2多个服务器面向多个客户端2023/1/11第7章应用层71.作用因特网应用中，许多协议通过统一资源定位器URL来识别资源地址。2.输入格式协议名：//IP地址（或主机域名）：端口号7-1-3统一资源定位器常用端口号可省略UniformResourceLocation2023/1/11第7章应用层87-3域名系统DNS7-3-1DNS的概念7-3-2DNS的查询过程7-3-3域名的注册DomainNameSystem2023/1/11第7章应用层97-3-1DNS的概念DNS（DomainNameSystem）：基于UDP协议，

端口531．域名系统的名称解析

正向解析域名IP地址

逆向解析

2352023/1/11107-3-1DNS的概念2．DNS的结构树形层次结构主机：自行设置顶层域：国家、

14个组织第2层域：行政区、组织第3层域：可申请，惟一第2层域：可申请，惟一域名命名方式例：.cn域名管理由DNS服务器进行分布式管理。根域rootaccomedumilnetorg…cnjpusuk…

comedu…tutetjutjufe…wwwwww…tj…sina…sina…w3…web…www…2023/1/11第7章应用层117-3-2DNS的查询过程rootaccomedumilnetorg…cnjpusuk…

comedu…tutetjutjufe…wwwwww…tj…sina…sina…w3…web…rootaccomedumilnetorg…cnjpusuk…

comedu…tutetjutjufe…wwwwww…tj…sina…sina…w3…web…x…例：用户x要访问网站

2023/1/11127-3-2DNS的查询过程例：用户要访问网站

服务器服务器主机2023/1/11第7章应用层137-3-3域名的注册1．域名注册CNNICInterNIC

2．通用网址技术：基于域名

使用：在浏览器网址栏中输入通用网址就可以直达目标网站访问方式中文网址英文网址拼音网址数字网址2023/1/11第7章应用层147-2超文本传输协议HTTP7-2-1万维网的起源和发展7-2-2HTTP协议7-2-3置标语言HypertextTransferProtocol2023/1/11157-2-1万维网的起源和发展万维网（WWW）：通过HTTP协议链接起来的Web服务器中的网页资源。万维网之父——TimBerners-Lee2023/1/11第7章应用层167-2-2HTTP协议1．客户端端浏览器（Browser）：取、显示页面页面（Page）超链接（hyperlink）超文本（hypertext）：传输的信息内容是数字化的文字、图形和声音等各种媒体形式，传送的网页文件之间是通过超级链接的形式链接在一起的2023/1/11第7章应用层177-2-2HTTP协议2．服务器端服务器TCP

80端口：监听客户端端浏览器的连接请求HTTP协议的执行过程例：用户键入1个URL地址/Protocols。

2023/1/11第7章应用层187-2-3置标语言1.HTML（HypertextMarkupLanguage）（1）置标：一系列标准化的置标的集合。（2）超文本：描述各种媒体表达的文档。（3）HTML：网页设计者和Web浏览器之间的桥梁。2.XML（ExtensibleMarkupLanguage）将文档的内容、结构和表现形式独立并清晰地描述，是用来对信息进行自我描述的语言。

2023/1/11第7章应用层197-5FTP功能：在两台计算机之间互相传送文件，一种实时的联机服务基本原理：C/S模式，在客户端和服务器之间使用TCP协议建立面向连接的可靠传输服务。全双工通信方式。控制连接：端口21，在FTP客户端与服务器之间传递命令；在整个交互的FTP会话中，始终是处于连接状态；数据连接：端口20，从客户端向服务器上传文件，或从服务器下载文件到客户端计算机。在整个交互的FTP会话中，则在每一次文件传送时先打开然后关闭。FileTransferProtocol2023/1/11第7章应用层207-5FTP7-5-1FTP的连接7-5-2通过数据连接的通信7-5-3FTP客户端类型7-5-4基于Web的传输7-5-5简单文件传送协议TFTP2023/1/11控制连接与数据连接采用不同的策略和端口号。

1.打开控制连接服务器在端口21被动打开，等待客户端。客户端使用短暂端口发出主动打开。

7-5-1FTP的连接2023/1/11第7章应用层222.创建数据连接客户端使用短暂端口发出被动打开；客户端使用PORT命令将该端口号发送给服务器；服务器收到此端口号，使用端口20和收到的端口号发出主动连接。7-5-1FTP的连接2023/1/11第7章应用层23FTP通过数据连接来传送数据。进行FTP通信的客户端与服务器，可使用不同的操作系统、字符集、文件结构、文件格式。此异构性问题是通过客户端定义文件类型、数据结构和传输方式来解决的。7-5-2通过数据连接的通信第7章应用层241.文件类型（1）ASCII文件（默认）（2）EBCDIC文件（3）图像文件2.数据结构（1）文件结构（默认）（2）记录结构（3）页面结构3.传输方式（1）流方式（默认）（2）块方式（3）压缩方式7-5-2通过数据连接的通信2023/1/11第7章应用层251.普通FTP服务

有严格的权限控制，用户必须向服务器注册用户名和口令，服务器对用户名和口令进行验证，拒绝非法用户的访问。2.匿名FTP服务

提供服务的机构允许该类用户访问公共目录，可使用“anonymous”作为用户名，以“guest”为口令或以用户的邮箱地址作为口令。

7-5-3FTP客户端类型2023/1/11第7章应用层26使用HTTP协议可通过基于网页的图形界面操作，非常简便地完成文件的上传和下载功能，直接将网上的图片、音乐、影视以及软件下载到自己的计算机中。如果涉及大量数据的传送还是建议使用专用的FTP应用软件。因为其不仅操作方便、传输效率高，而且有些FTP应用程序还有断点续传等非常有用的功能。7-5-4基于Web的传输2023/1/11第7章应用层27广泛应用于交换机、路由器等设备的初始化。1.TFTP与FTP的不同之处（1）客户端与服务器之间使用UDP；（2）仅支持文件传输，不支持交互；（3）不能对用户进行身份鉴别；（4）不允许用户列出目录的内容或者与服务器进行交互、判断可用的文件名称。7-5-5简单文件传送协议TFTPTrivialFTP2023/1/11第7章应用层282.TFTP的优点（1）能使用在UDP环境。（2）代码所占空间小。3.端口号：694.安全性不提供安全性，仅限于非关键文件使用。5.应用安全性要求不高的场合。7-5-5简单文件传送协议TFTP2023/1/11第7章应用层297-4电子邮件协议收发电子邮件的过程：邮件服务器的代理7-4-1电子邮件的发送和接收7-4-2SMTP（SimpleMail

TransferProtocol）7-4-3POP3（PostOfficeProtocol）7-4-4IMAP4（InternetMailAccessProtocol）7-4-5其他邮件协议2023/1/11第7章应用层301.电子邮件地址格式：用户名@ISP邮箱的主机域名例：course06_07@126.com2.电子邮件的发送7-4-1电子邮件的发送和接收惟一惟一7-4-2SMTPSMTP：提供在相同和不同计算机上的用户之间的邮件交换，基于TCP协议，端口251.SMTP命令2023/1/11第7章应用层327-4-2SMTP2.SMTP连接和发送过程（1）SMTP的传输过程

建立连接

传送邮件

释放连接

（2）步骤

HELO，MAIL

客户端服务器(port25)OK

RCPT

客户端服务器(portxxxx)

OKDATA客户端服务器

QUIT客户端服务器（路由）7-4-2SMTP3．邮件路由过程（1）相关概念UA（UserAgent）：邮件的编辑、收取、阅读。MTA（MailTransferAgent）：负责将邮件传送到目的地。Sendmail：MTA中最常用的程序，从发送方SMTP服务器接收用户的邮件并从邮件报头部分取出目的地址和源地址进行处理。CNAME（CanonicalName）：用户可以定义一个主机别名。MX（MailExchange）记录：注册了域名和相关的SMTP主机，属于该域的电子邮件都应向该主机发送。

A（Address）记录：指定域名所对应的IP地址的记录。2023/1/11第7章应用层347-4-2SMTP3．邮件路由过程（2）用户、UA和MTA之间的关系

2023/1/11第7章应用层357-4-2SMTP例：SMTP服务器收到一封要发到asznz@的邮件找到接收方SMTP服务器的主机域名：Sendmail请求DNS给出主机的CNAME记录（设为）；找到接收方SMTP服务器的主机名：sendmail请求域的DNS给出的MX记录；找到接收方SMTP服务器的IP地址：Sendmail请求DNS给出的A记录（设为）；传送：Sendmail与连接，该信传送到的SMTP后台程序。2023/1/11第7章应用层367-4-3POP3基于TCP协议，端口110。功能邮件服务器和用户计算机之间的传输协议，用于用户从邮件服务器取出邮件。具有存储转发功能。应用常与SMTP结合使用。

2023/1/11377-4-3POP3POP3命令命令说明USER发送邮箱名PASS邮箱口令STAT服务器状态LIST邮件目录RETR取邮件DELE删除邮件NOOP无操作REST删除置标的复位QUIT结束TOP显示报文报头APOP邮箱、鉴别字符列的发送UIDL特殊ID的查询2023/1/11第7章应用层387-4-3POP32.POP3的连接过程（1）服务器通过侦听TCP端口110开始服务。当客户主机需要使用服务时，它将与服务器主机建立TCP连接（2）当连接建立后，POP3服务器发送确认消息。服务器指派一个临时端口继续保持与客户端的连接，释放它的110端口（3）客户端和POP3服务器相互交换命令和响应，直至连接终止。存储转发2023/1/11第7章应用层397-4-3POP33.POP3的工作方式（1）下载并删除方式（2）下载并保留方式2023/1/11第7章应用层407-4-4IMAP4协议基于TCP协议，端口143。1．离线工作方式用户的电子邮件从服务器下载到用户计算机2．在线工作方式电子邮件被保留在服务器一端3．断连接方式邮件服务器保存被移出邮件的拷贝2023/1/11第7章应用层417-4-5其他邮件协议1.HTTP协议

用户可使用Web浏览器，通过Internet收发电子邮件。系统管理员也可使用Web浏览器实现对邮件服务器的远程管理操作。

2.MIME（MultipurposeInternetmailextensions)协议

SMTP协议的扩展，在传输字符数据的同时，允许用户传送声音、图像和应用程序等文件类型，并将其压缩在MIME附件中。

2023/1/11第7章应用层421.功能（1）可实现使用户通过TCP连接注册到远地的另一个主机上。能将用户的键盘操作传到远地主机，同时也能将远地主机的输出返回到用户屏幕。（2）可将用户的计算机模拟成远程某台提供Telnet服务的主机的终端，通过因特网直接进入该主机，完成对该主机各种授权的操作。7-6Telnet协议仿真终端协议或远程登录协议2023/1/11第7章应用层437-6Telnet协议2.原理使用C/S模式。在本地系统运行Telnet的客户端机进程，而在远地主机则运行Telnet的服务器进程。

2023/1/11第7章应用层447-6Telnet协议3.应用用户可以共享主机上的文件资源，也可以运行主机上的各种程序，实现对主机的远程管理。分布式计算4.安全性安全隐患大7-7简单网络管理协议SNMP7-7-1网络管理的基本概念7-7-2简单网络管理协议2023/1/11第7章应用层45SimpleNetworkManagementProtocol467-7-1网络管理的基本概念网络管理系统通常被称为管理站-代理模型Manager：负责发出管理操作的指令，并接收来自代理的信息。NetworkManagementProtocol：在管理站和代理之间传递信息、完成信息交换及安全控制的通信规则。

保留本地的专用管理信息，还保存它所控制的所有代理的相关信息。ManagementInformationBase：包含被管资源的配置和行为的信息，以及控制其操作的参数。

Agent：负责维护MIB、对管理站的请求做出响应或向管理站提供信息。

ManagedResources：网络中的各种硬件和软件。2023/1/11第11章计算机网络管理471.CMIS/CMIP基于OSI的网络管理协议适合结构复杂、规模庞大的异构型网络复杂，技术开发缓慢，没有进入实用阶段2．SNMP基于TCP/IP的网络管理协议事实上的网络管理标准版本：SNMPv1、SNMPv2C和SNMPv33．RMON监控局域网通信的标准与SNMP协议配合可以更有效地管理网络，得到了广泛的应用7-7-2简单网络管理协议CommonManagementInformationService/CommonManagementInformationProtocolSimpleNetwork

ManagementProtocol

RemoteNetworkMonitoring

2023/1/11第7章应用层481990s后，内容分布产业迅猛发展，特别是音频和视频的内容分布发展更加迅速。7-8-1Web内容分布概述7-8-2Web缓存7-8-3内容分布网络CDN7-8-5对等文件共享7-8Web内容分布2023/1/11第7章应用层491.机制（1）内容被复制到因特网上的多台服务器；（2）为请求的端系统提供一种手段，以确定交付内容最快的服务器。2.方案（1）Web缓存（2）内容分布网（3）对等文件共享3.术语（1）内容提供商希望其内容能为因特网上的用户所用的个人、组织或公司。（2）起始服务器对象起始放置并且在其中始终保留该对象拷贝的服务器。7-8-1Web内容分布概述2023/1/11第7章应用层501.Web缓存器（代理服务器）能够代表起始服务器来满足HTTP请求的网络实体。有自己的磁盘存储空间，并在该空间保存最近请求过的对象的拷贝。（1）用户浏览器的操作建立与Web缓存器之间连接。若缓存器中已有用户请求的对象，则响应。否则Web缓存器建立与起始服务器之间连接，请求该对象，起始服务器向Web缓存器发送该对象的响应。Web缓存器在本地存储一份拷贝，并向用户转发该对象。7-8-2Web缓存2023/1/11第7章应用层511.Web缓存器（2）作用：服务器、客户端机（3）发展原因减少对客户端机的请求的响应时间。减少一个机构的内部网络与因特网连接链路上的通信量。从整体上减低因特网上的Web业务流量。7-8-2Web缓存2023/1/11第7章应用层522.协作缓存（1）Internet缓存协议I