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文档简介

第六章

应用层

6.1

网络终端应用模型6.2域名系统6.3文件传输协议FTP6.4万维网WWW6.5远程终端协议Telnet与SSH协议6.6电子邮件6.7动态主机配置协议DHCP6.8实验6.9本章小结6.1.1客户/服务器方式

客户/服务器方式是应用层协议最常用的方式，如常见的DNS服务、DHCP服务、Web服务等。客户与服务器往往不在同一物理位置上。客户主动请求服务器提供服务，服务器监听客户发过来的请求，并响应请求，提供服务。6.1网络终端应用模型6.1.2P2P方式

P2P方式（也称对等方式，或点对点方式）是一种特殊的C/S方式。通信双方不再区分客户与服务器。只要两台计算机都运行了对等连接软件（P2P软件），就可实现对等连接通信。P2P的应用主要集中在文件分发、数据库系统及实时的音、视频会议中。6.2域名系统6.2.1概述

域名系统(DNS)是互联网使用的命名系统，作用是将一台主机在互联网上的域名转换成对应的IP地址或做反向解析。6.2.2域名的层次结构

互联网采用了层次树状结构的命名方法，该结构如同一棵倒栽的树，每台主机都有一个唯一确定的层次结构的域名。命名空间中划分出一个个具体的范围，每一个范围对应一个域。在一个域下面又划分出若干子域，最终形成不同的层次域：顶级域、二级域、三级域等形式。顶级域名分三类：第一类是国家与地区域名，比如cn（中国）、uk（英国）、jp（日本）等。第二类是通用类域名，如com（公司企业）、net（网络服务机构）、org（非盈利性组织）、mil（美国军事部门）、asia（亚太地区）、jobs（人力资源管理者）、mobi（移动产品与服务的用户和提供者）等。第三类是基础结构域名，该域名的顶级域名只有一个，即arpa，用于反向域名解析系统（ReverseDNS、IP地址到域名的解析），例如3.，进行反向解析的IP地址最后要以结尾。许多ISP要求欲访问的IP地址有反向域名解析的结果，否则不对其提供服务。6.2.3域名服务器

提供域名解析的服务器称为域名服务器，完整的域名系统是由分布在各地的域名服务器组成的。

根据域名服务器的作用及层次，将域名服务器划分为如下四种类型：（1）根域名服务器。（2）顶级域名服务器。（3）权限域名服务器。（4）本地域名服务器。6.2.4域名的解析

DNS采用客户/服务器模式工作，域名与IP地址的映射关系保存在DNS数据库中，互联网中的DNS被设计成分布式的联机数据库系统。域名解析有递归查询和迭代查询两种方式。（1）递归查询（2）迭代查询递归查询方式迭代查询方式6.3文件传输协议FTP6.3.1FTP概述

文件传输协议（FileTransferProtocol，FTP）[RFC959，STD9]，是互联网上最早使用的协议之一。FTP提供交互式命令，可以实现文件下载、上传、切换目录等功能。FTP允许用户指明文件的类型与格式，如指明是否使用ASCII码。可以控制用户对文件的读写访问权限，如用户必须经过授权，输入正确的口令，才能够对某个文件访问。6.3.2FTP工作原理

FTP协议基于运输层的TCP协议,采用客户/服务器工作模式，服务器占用20和21两个端口。其中，20端口用于和客户端进行数据传输，21端口用于接收客户端的连接请求。多个客户进程可以同时与一个FTP服务器建立连接。FTP服务器进程由主进程和若干从属进程构成。主进程负责处理FTP连接请求，建立FTP连接，从属进程负责处理单个文件传输请求。FTP工作流程如下：（1）打开FTP服务器端口号为21的熟知端口，使得客户能够连接到该端口；（2）FTP服务器监听客户进程发出的连接请求；（3）客户进程发出请求后，服务器主进程启动从属进程，处理客户文件传输请求。在处理完客户进程后，从属进程终止。（4）服务器主进程继续等待其他客户进程发来的FTP连接请求，主进程和从属进程并发执行。6.4万维网WWW6.4.1万维网概述

万维网（WorldWideWeb，WWW）将分布在世界各地互联网中的资源链接到一起，形成一个大型、联机式的信息储藏所。用户只需要使用鼠标单击链接就可以方便地从互联网上的一个站点访问另一个站点，从而找到互联网上所需要的资源。

万维网工作在客户/服务器模式下，平常访问网站时所使用的浏览器，如微软公司的IE浏览器（InternetExplorer）就是万维网客户进程，存放万维网文档的主机运行万维网服务器进程。客户进程发送请求给服务器进程，服务器进程向客户进程应答，返回客户所需要的万维网文档，客户在自己的浏览器中就可以看到传送回来的万维网文档，又称为页面（page）。6.4.2统一资源定位符URL

统一资源定位符URL的作用是定位互联网上的资源。URL提供了一种在互联网上寻找资源的抽象方法。通过资源定位，用户可以对资源进行存取、查找、更新等操作。URL是资源在互联网上的唯一标识，是资源对应的文件名从主机向互联网范围的扩展。URL由协议、主机名、端口、路径组成。

<协议>://<主机名>:<端口>/<路径>。6.4.3HTTP与HTTPS协议

超文本传输协议HTTP是万维网上进行文件（包含文本、声音、图像，视频等各种形式的文件）交换所使用的协议。HTTP提供了浏览器从万维网服务器获得万维网文档的方法，包括浏览器如何向万维网服务器提出请求，获得所需要的万维网文档以及万维网服务器如何给用户的浏览器传送回万维网文档。

HTTP使用运输层的TCP协议.

超文本传输安全协议（HyperTextTransferProtocolSecure，HTTPS）。在HTTP的基础上增加了安全套接层（SecureSocketLayer，SSL）/运输层安全性协议（TransportLayerSecurity，TLS），提供通信加密以及服务器的身份鉴别功能。HTTPS常用于网上支付以及敏感信息的传输。6.4.4超文本标记语言HTMLHTML并非应用层协议，而是一种超文本标记语言，用于制作万维网页面,Web页面上的文本、图片等展现出的不同的样式都是通过HTML标记语言描述的。

HTML标记语言非常简单，易于掌握。一个HTML文本包括文件头（Head）和文件主体（Body）两大部分构成。结构如下：<HTML><HEAD>...</HEAD><BODY>...</BODY></HTML>6.5远程终端协议Telnet

远程终端协议（Teletypenetwork，Telnet）是互联网上最早使用的应用协议之一，是远程登录服务的正式标准协议。使用Telnet，用户可以在自己的计算机上通过互联网登录远地主机。Telnet使用运输层TCP协议建立连接并且提供传输服务，将用户对键盘的操作，传输到远地主机，操作的结果通过TCP连接返回给本地主机，用户在自己的计算机上就可以看到操作结果，虽然用户和远地主机之间通过互联网（相隔很远，中间会经过很多网络和路由器）相连，但通过使用Telnet，用户能像操作本地主机一样操作远地主机，这给用户带来很大的便利。Telnet也被称为远程登录协议。

Telnet系统使用客户/服务器工作模式，由远程登录服务器、客户端和远程登录通信协议构成。Telnet使用的端口号为熟知端口23。6.6电子邮件6.6.1概述

电子邮件（E-mail）是一种现代化的电子通信手段，是互联网上使用最广泛的应用之一。传统的电话通信，主叫和被叫必须同时在场，严格同步才能完成通信过程，而电子邮件与普通邮件一样，是一种异步通信方式，不需同时在线。发件人通过电子邮件系统将邮件发送到收件人使用的电子邮件服务器，放在电子邮件服务器中收件人的邮箱（MailBox）里，收件人在自己方便的时间登录邮箱接收邮件。电子邮件有如下特点：（1）速度快。人工邮件一般需要几天时间才能送交目的方，而电子邮件只需要几秒钟就可以送达目的方。（2）费用低。电子邮件发送信息的费用要比电话、传真以及人工邮件的费用低很多。（3）内容多样。目前，电子邮件可以传输的内容包括图像、文字、视频、音频等多种格式的信息，因此电子邮件是多媒体信息传输的重要手段之一。6.6.2电子邮件格式

电子邮件的标准格式包括信封和内容两部分，即邮件头（Header）和邮件主体（Body）。邮件头包括发件人的电子邮件地址、接件人的电子邮件地址、发送日期、邮件标题、发送优先级等。其中收发双方的电子邮件地址是必须填的。邮件主体是发件人给收件人发送的具体邮件内容。电子邮件地址的标准格式是：

<用户名>@邮件服务器的域名6.6.3电子邮件构成

电子邮件系统的构成，主要由用户代理（UserAgent）、邮件服务器、简单邮件传输协议（SimpleMailTransferProtocol，SMTP）和邮件读取协议（PostOfficeProtocolVersion3，POP3）几大部分构成。互联网中有大量的邮件服务器，这些邮件服务器构成了电子邮件基础结构的核心。电子邮件系统构成6.6.4SMTP与POP3

SMTP定义了两个相互通信的SMTP进程之间应该如何交换信息。SMTP使计算机在发送或者中转邮件时能够找到下一个目的地，通过SMTP就可以将电子邮件发送到收件人的电子邮件服务器中。SMTP的工作方式为客户/服务器方式，发送邮件的SMTP进程是SMTP客户，负责接收邮件的SMTP进程是SMTP服务器。SMTP工作过程主要包括如下三个步骤。1.连接建立阶段2.传输邮件阶段3.连接释放阶段POP是一种极为简单、功能有限的用于接收电子邮件的协议，目前使用的是1996年发行的版本POP3[RFC1939，STD53]，POP3使用的是客户/服务器的工作方式。收件人的计算机中需要运行POP3客户进程作为POP3客户，收件人所连接的邮件服务器中运行POP3服务器进程，和SMTP服务器程序，以便接收发送方邮件服务器的SMTP客户程序发来的邮件。6.6.5邮件扩充MIMEMIME包括以下三部分：（1）扩充了5个新邮件首部字段，在原来的邮件首部中，可以包含这些新字段。这些字段对邮件主体的相关信息进行了描述；（2）定义了很多邮件内容的格式，对多媒体电子邮件的表示法进行了标准定义；（3）对传送编码方式进行了定义，能够对任何内容格式进行转换，同时不会被邮件系统改变。MIME加入的5个新邮件首部字段说明如下：（1）MIME-Version：表明MIME的版本，目前是1.0版本。（2）Content-Description：为可读字符串，表明邮件主体是否为图像或音视频。（3）Content-ID：具有唯一性的邮件标识符。（4）Content-Transfer-Encoding：决定传输邮件时，邮件主体所采用的编码方式。（5）Content-Type：阐明邮件主体的数据类型与其子类型。6.7动态主机配置协议DHCP

动态主机配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）[RFC1541]自动为主机分配上网参数，达到即插即用的连网效果，在整个过程中，不需要人为地手工参与。DHCP工作方式为客户/服务器模式。服务器端自动为连入网络中的主机（客户）分配网络参数，使网络管理变得快捷、高效、准确，减少了出错的概率。DHCP特点如下：（1）全部配置过程自动完成，客户端无须干预。（2）DHCP服务器负责管理所有配置信息，不仅能为客户端分配IP地址，还能够配置其他信息，比如DNS服务器等。（3）DHCP对IP地址的分配采用租期管理方式，从而提高IP地址的利用率。（4）DHCP使用广播进行报文交互，所以交互的报文一般无法跨网段，可以借助

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