网络基础2-应用层

应用层功能及协议NetworkFundamentals–Chapter2目标规定人们如何在信息网络中使用应用层通信.描述OSI模型的上三层功能如何为终端用户应用程序提供网络效劳.描述常见TCP/IP应用程序的功能，例如：万维网和电子邮件，以及相关效劳，包括HTTP、DNS、SMB、DHCP、STMP/POP以及Telnet目录2.1应用程序–网络间的接口2.2准备应用程序和效劳2.3应用层协议及效劳实例2.1应用程序–网络间的接口应用程序–网络间的接口了解应用程序如何对网络中收发的信息进行格式编排、传输和解释2.1.1OSI和TCP/IP模型OSI模型将网络通信过程分为7个逻辑层，每一层都拥有独特的功能，且被赋予了特定的效劳和协议.2.1.1OSI和TCP/IP模型应用层帮助人们处理通信，以便通过数据网络传输.TCP/IP应用层协议与OSI模型的上三层结构〔应用层、表示层和会话层〕仍然大致对应2.1.1OSI和TCP/IP模型2.1.1OSI和TCP/IP模型最广为人知的TCP/IP应用层协议是那些用于交换用户信息的协议。2.1.2应用层软件应用层协议的相关功能实现了以人为本的网络与底层数据网络的对接.2.1.3用户应用程序、效劳以及应用层协议如上文所述，应用层使用在应用程序和效劳中实现的协议。2.1.4应用层协议功能应用层协议为应用程序之间的通信提供规那么2.2准备应用程序和效劳2.2.1客户端-效劳器模型在客户端/效劳器模型中，请求信息的设备称为客户端，而响应请求的设备称为效劳器2.2.2效劳器响应客户端应用程序请求的设备扮演的是效劳器角色.2.2.3应用层效劳和协议效劳器进程可支持多个客户端.2.2.4点对点网络及应用程序(p2p)在点对点网络中，两台或两台以上的计算机通过网络互连，它们共享资源〔如打印机和文件〕时可以不借助专用效劳器。点对点网络及应用程序(p2p)与客户端－效劳器模型不同，点对点应用程序(P2P)允许设备在同一通信过程中既作客户端又作效劳器.2.3应用层协议及效劳实例人们很难记住IP数字地址。于是，人们创立了可以将数字地址转换为简单易记名称的域名系统.2.3.1DNS效劳及协议顶级域名定义为三类〔一〕国家顶级域名〔nTLD〕：国家顶级域名的代码由ISO3166规定。比方cn代表中国、jp代表日本、uk代表英国等等。顶级域名定义为三类〔二〕国际顶级域名〔iTLD〕：即int，国际联盟、国际性的组织可以在int下注册，比方世界知识产权组织的域名为。顶级域名定义为三类〔三〕通用顶级域名〔gTLD〕：根据1994年3月公布的RFC1591规定，最初的顶级域名共六个，即：com、net、org、edu、gov、mil顶层域名的代码及意义域名意义COM商业组织EDU教育机构GOV政府组织MIL军事部门NET主要网络支持中心ORG其它组织INT国际组织countrycode国家代码新增的顶层域名域名意义film表示公司企业shop表示销售公司和企业web表示突出WWW活动的单位arts表示突出文化、娱乐活动的单位rec表示突出休闲、娱乐活动的单位info表示提供信息服务的单位nom表示个人我国那么将二级域名划分为“类别域名〞和

“行政区域名〞两大类。“类别域名〞六个，分别为：ac 表示科研机构；com表示工、商、金融等企业；edu表示教育机构；gov 表示政府部门；net 表示互联网络、接入网络的信息中心〔NIC〕和运行中心〔NOC〕；org 表示各种非赢利性的组织。“行政区域名〞34个，适用于中国的各省、自治区、直辖市。例如，bj为北京市，sh为上海市，nm为内蒙古自治区等等目前在中国，二级域名edu下申请三级域名由中国教育和科研计算机网网络中心CERNIC负责。在二级域名edu以外的其它二级域名下申请三级域名，那么应向中国互联网网络中心信息中心CNNIC申请。关于中国互联网络开展情况以及各种规定，均可在CNNIC的网站找到。因特网的名字空间comnetorgedugovmilcoopbizinfoaerointcnuk…hkjsshbjorgnetgoveducomac…pkufudansjtutsinghua…树根cctvibmhpmot…顶级域名二级域名三级域名mail四级域名mailmarble…seuimunc2.3.1DNS效劳及协议用户可以使用操作系统中名为nslookup的实用程序手动查询域名效劳器，来解析给定的主机名.2.3.1DNS效劳及协议DNS效劳器中存储不同类型的资源记录，用来解析域名。这些记录中包含域名、地址以及记录的类型.2.3.1DNS效劳及协议DNS效劳器的层级结构包含用于匹配域名与地址的资源记录.一种DNS查询方案〔迭代iterative〕：1.如果要查询的域名属于本地域，由本地域名效劳器答复结果。2.如果要查询的域名不属本地域，查看本地域名效劳器是否有Cache信息。3.假设本地域名效劳器不能答复结果，那么应向“root〞〔.〕询问。4.“学〞到的资料都会保存在域名效劳器的高速缓存中，以备下一次资料未过期时使用。查询远程主机IP地址的过程4.IP()？5.请向()查询根域名服务器客户本地域名服务器Dns.b.c.d2.查询()?3.请向.cn查询D域名服务器D域名服务器6.IP()?8.返回的IP

1.查询

7.返回查询的IP地址本机IP:a.b.c.d缺点：根效劳器压力大；客户平安性不好查询远程主机IP地址的过程4.IP()？5.请向()查询根域名服务器客户本地域名服务器dns.b.c.d2.查询()?3.请向.cn查询域名服务器域名服务器6.IP()?8.返回的IP

1.查询

7.返回查询的IP地址本机IP:a.b.c.d另一种查询方案：递归查询“树根〞……comabcxyzabcxy因特网uvwxyz.cn顶级域名服务器本地域名服务器

授权域名服务器

edu.edu顶级域名服务器y……本地域名服务器dns.b.c.d授权域名服务器本机IP:a.b.c.d本地域名服务器

授权域名服务器

②③④⑤⑥⑦⑧

①的

IP

地址是什么？缺点：根压力大查询远程主机IP地址的过程根域名效劳器dns客户本地域名效劳器dns.d域名效劳器域名效劳器2.IP()?8.返回的IP

1.查询

3.如有，返回查询的IP地址本机原因：人们访问的主页相对会固定利用缓存实现域名解析的优化2.3.2WWW效劳及HTTP当在web浏览器中输入一个Web地址〔或者URL地址〕时，Web浏览器将通过HTTP协议建立与效劳器上的Web效劳之间的连接.2.3.2WWW效劳及HTTPHTTP效劳器通过返回网页的代码对请求做出响应.2.3.2WWW效劳及HTTP浏览器解释HTML代码并显示网页.2.3.2WWW效劳及HTTP在浏览器的地址栏中输入‘://’会生成HTTP‘GET’消息.2.3.3电子邮件效劳及SMTP/POP协议客户端使用SMTP将邮件发送到效劳器并使用POP3接收电子邮件.邮件效劳器–MTA邮件传送代理(MTA)进程用于发送电子邮件。2.3.3电子邮件效劳及SMTP/POP协议邮件效劳器–MDA邮件分发代理进程控制效劳器与客户端之间的电子邮件分发.2.3.3电子邮件效劳及SMTP/POP协议SMTP用于转发邮件POP用于接收邮件.2.3.3电子邮件效劳及SMTP/POP协议2.3.4FTPFTP用于客户端和效劳器之间的文件传输.FTPDataTransferSeparatedataconnectionTosendlistsoffiles(LIST)Toretrieveafile(RETR)Touploadafile(STOR)CreatingtheDataConnectionClientactslikeaserverCreatesasocketAssignedanephemeralportnumberbythekernelListensonsocketWaitstohearfromFTPserverCreatingDataConnection(cont.)But,theserverdoesn’tknowtheportnumberSoafterlistening,clienttellsittotheserverUsingthePORTcommandonthecontrolconnectionCreatingDataConnection(cont)Then,theserverinitiatesthedataconnectionConnectstothesocketontheclientmachine…andtheclientacceptstocompletetheconnectionDatanowflowsalongsecondconnection;firstconnectionremainsopenformorecommands/repliesWhyOut-of-BandControl?AvoidsneedtomarktheendofthedatatransferDatatransferendsbyclosingofdataconnectionYet,thecontrolconnectionstaysupAbortingadatatransferCanabortatransferwithoutkillingthecontrolconnection…whichavoidsrequiringtheusertologinagainDonewithanABORonthecontrolconnectionThird-partyfiletransferbetweentwohostsDataconnectioncouldgotoadifferenthost…bysendingadifferentclientIPaddresstotheserverE.g.,usercoordinatestransferbetweentwoserversBut:thisisrarelyneeded,andpresentssecurityissues2.3.5DHCP通过动态主机配置协议(DHCP)效劳，网络中的设备可以从DHCP效劳器中获取IP地址和其它信息.DHCP:DynamicalHostConfigurationProtocolMAC地址全球唯一主机的IP地址的配置：要求任何两个主机不能有同样的IP地址.

2.3.5DHCP配置方法：1〕手工配置：对大量主机和不断更新是不适宜的2〕自动配置：优点:网络管理员不必亲自为每个计算机配置IP地址很多机器可共享几个IP地址如:机房内有30台机器，仅有10个IP地址，当不是30台同时上网时，可动态配置DHCP依赖为主机提供配置信息的DHCP效劳器,一个管理域至少有一台DHCP效劳器或至少一个DHCP的中继代理中继代理只需配置一条消息：DHCP效劳器的IP地址所有主机的信息存储在DHCP效劳器上2.3.5DHCPDHCP效劳器负责维护IP地址池，并在客户端登录时将临时地址分配给客户端.2.3.5DHCP每个主机有一个唯一标识符,启动时自动从效劳器读取成熟的DHCP在主机需要给单个主机分配IP地址,减少了大量的配置和维护,DHCP只须维护一定范围的IP地址面临的问题是主机如何发现DHCP效劳器2.3.5DHCPContactaDHCPServer启动或参加的主机先播送DHCPDISCOVER消息〔IP地址〕，本网内的所有主机和路由器接收到此消息,但路由器并不播送到其它网络去可能1〕本网有DHCP效劳器，那么它产生答复消息，或者2〕本网有中继代理，中继代理收到消息后，将其单播到DHCP效劳器并等待响应.然后将响应返回给客户端DHCPProxy客户主机播送DHCPDISCOVER报文，DHCP中继器转发到DHCP效劳器DHCP