第五章应用层课件

第五章应用层应用层概述域名系统DNS文件传送协议远程登录TELNET电子邮件 万维网WWW主要内容2应用层概述(1)应用层是体系结构中的最高层，是为最终用户提供服务。

(2)应用层协议并不是解决用户各种具体应用，而是规定应用进程在进程通信时所遵循的协议。

(3)为了解决具体的应用问题而彼此通信的进程就称为“应用进程”。

3应用层协议的特点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。

1.客户与服务器区别的最主要特征是:

客户：主叫方服务器：被叫方

2.客户与服务器通信关系一旦建立，通信就可是双向的，客户和服务器都可发送和接收信息。4域名域名是与网络上的数字型IP地址相对应的字符型地址。域名，就是网站的网址，域名的目的是让别人能够访问到一个网站。域名是上网单位和个人在网络上的重要标识，起着识别作用，便于他人识别和检索某一企业、组织或个人的信息资源，从而更好地实现网络上的资源共享。5域名系统DNS域名系统DNS(DomainNameSystem)的作用将主机名字转换成二进制IP地址。DNSARP4504002A00E037IP物理地址主机名字主机名字到IP地址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。6域名系统DNS1、Internet的域名系统DNS被设计成为一个联机分布式数据库系统。DNS采用客户服务器模式。DNS由若干个域名服务器组成，而不是一台。①大多数域名的转换都是在本地映射。②少数域名在Internet网上通信映射。7域名的解析过程当某一个应用进程需要将域名解析成IP地址时，该应用进程就成为域名系统DNS的一个客户，并将待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP数据报方式发给本地域名服务器，本地域名服务器在查找到域名后，再反馈给应用进程。8…

.三级域名.二级域名.顶级域名因特网的域名结构因特网采用了层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个惟一的层次结构的名字，即域名。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开：各分量分别代表不同级别的域名。9域名只是个逻辑概念域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。变长的域名和使用有助记忆的字符串，是为了便于人来使用。而IP地址是定长的32位二进制数字则非常便于机器进行处理。10顶级域名TLD(TopLevelDomain)(1)国家顶级域名：如:“.cn”表示中国，“.us”表示美国，“.uk”表示英国等等。(2)通用顶级域名：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）

.int表示国际组织11新增加的通用顶级域名.aero（航空运输企业）.biz（公司和企业）.coop（合作团体）.info（各种情况）.jobs（人力资源管理者）.mobi（移动产品与服务的用户和提供者）.museum（博物馆）.name（个人）.travel（旅游业）12二级域名均由国家自行确定。我国将二级域名划分二大类：①类别域名：ac表示科研机构

com表示工商人、金融等企业

edu表示教育机构

gov表示政府机构

mil表示中国国防机构

net表示互联网络服务的机构

org表示非盈利性组织②行政区域名（34个）

bj北京市

sh上海

fs江苏

he河北等我国三级域名的管理和申请（除edu网外），应向中国互联网络信息中心CNNIC申请。13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mailep四级域名mailcsnetl……seu域名注册域名的注册遵循先申请先注册原则，每一个域名的注册都是唯一的、不可重复的。但域名的命名也有一些共同的规则：

一、域名中只能包含以下字符：

1.26个英文字母

2."0，1，2，3，4，5，6，7，8，9"十个数字

3."-"（英文中的连词号，但不能是第一个字符）

4.对于中文域名而言，还可以含有中文字符而且是必须含有中文字符（日文、韩文等域名类似）。

15文件传输协议（）两个文件传输协议：基于TCP的FTP基于UDP的TFTP它们都是文件共享协议中的一大类，即复制整个文件。16网络环境下复制文件的复杂性(1)计算机存储数据的格式不同。(2)文件的目录结构和文件命名的规定不同。(3)对于相同的文件存取功能，操作系统使用的命令不同。(4)访问控制方法不同。17FTP概述TransferProtocol)是Internet上使用最广泛的文件传送协议。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。FTP使用TCP

可靠的运输服务。FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。18主进程的工作步骤打开端口号21，使客户进程能够连接上。等待客户进程发出连接请求。启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完后即终止。回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。19FTP使用的两个TCP连接控制进程数据传送进程用户界面控制进程数据传送进程客户端服务器端因特网控制连接数据连接说明：①在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立二个连接：“控制连接”和“数据连接”。②控制连接在整个会话期间一直保持打开；③客户发起的连接请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程；④服务器端的控制进程在接收到客户端的文件传送请求后就创建数据传送进程和数据连接。数据连接用来连接到客户端和服务器端的数据传送进程，传送完毕后关闭数据传送连接，结束。20

当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口(21)，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立数据传送连接。接着，服务器进程用自己传送数据的熟知端口(20)与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接。由于FTP使用了两个不同的端口号，所以数据连接与控制连接不会发生混乱。

两个不同的端口号21Cute-FTP工具软件IE中进行FTP

使用FTP命令运行FTP命令，用命令方式操作在地址栏输入.主机启动Cute-FTP后进行服务器连接，在窗口中操作.常用FTP工具22电子邮件概述电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。电子邮件系统把邮件发送到ISP的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱中，收信人可随时到ISP的邮件服务器进行读取。现在电子邮件不仅可传送文字信息，而且还可附上声音和图像。23邮件系统的组成一个电子邮件系统应具有三个主要组成构件，用户代理，邮件服务器，以及电子邮件使用的协议。用户代理UA就是用户与电子邮件系统的接口。功能是：撰写、显示和处理信件。邮件服务器的功能是发送和接收邮件。24邮件系统的组成邮件服务器按照客户服务器方式工作。邮件服务器需要使用两个不同的协议。SMTP

协议用于发送邮件。邮局协议POP(邮局协议)和IMAP(Internet邮件访问协议)用于接收邮件。一个邮件服务器既可以作为客户，也可以作为服务器。25电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理

发送端邮件服务器用户代理接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器(发送邮件)SMTPSMTP(发送邮件)(TCP连接)因特网(1)发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件。用户代理用SMTP把邮件传送给发送端邮件服务器。

电子邮件的发送和接收过程发送方

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器邮件缓存用户代理接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)因特网(2)发送端邮件服务器将邮件放入邮件缓存队列中，等待发送。电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)因特网(3)运行在发送端邮件服务器的SMTP客户进程，发现在邮件缓存中有待发送的邮件，就向运行在接收端邮件服务器的SMTP服务器进程发起TCP连接的建立。电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理用户邮箱接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)因特网(4)TCP连接建立后，SMTP客户进程开始向远程的SMTP服务器进程发送邮件。当所有的待发送邮件发完了，SMTP就关闭所建立的TCP连接。电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理用户邮箱接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)因特网(5)运行在接收端邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后，将邮件放入收信人的用户邮箱中，等待收信人在方便时进行读取。电子邮件的发送和接收过程发送方邮件缓存

接收端邮件服务器用户代理SMTP

发送端邮件服务器用户代理用户邮箱接收方用户代理用户代理

邮件服务器

邮件服务器SMTP(发送邮件)(发送邮件)(TCP连接)SMTPSMTP（发送邮件）(发送邮件)(TCP连接)POP3POP3(读取邮件)(读取邮件)(TCP连接)因特网(6)收信人在打算收信时，调用用户代理，使用POP3（或IMAP）协议将自己的邮件从接收端邮件服务器的用户邮箱中的取回（如果邮箱中有来信的话）。TCP/IP体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下：收信人邮箱名@邮箱所在主机的域名符号“@”读作“at”，表示“在”的意思。

例如，电子邮件地址电子邮件地址的格式邮箱所在的主机的域名在全世界必须是惟一的这个用户名在该域名的范围内是惟一的。32简单邮件传送协议SMTPSMTP协议所规定的就是在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。由于SMTP使用客户服务器方式，因此负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，而负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器。33SMTP通信的三个阶段1.连接建立：连接是在发送主机的SMTP客户和接收主机的SMTP服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器。2.邮件传送：由MAIL命令开始，后面跟着发件人地址，接着就是一个或多个RCPT命令，最后DATA命令传送邮件的内容。3.连接释放：邮件发送完毕后，SMTP应释放TCP连接。34邮件读取协议POP3邮局协议POP是一个非常简单、但功能有限的邮件读取协议，现在使用的是它的第三个版本POP3。POP也使用客户服务器的工作方式。在接收邮件的用户PC机中必须运行POP客户程序，而在用户所连接的ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序。35必须注意不要将邮件读取协议POP与邮件传送协议SMTP弄混。发信人的用户代理向源邮件服务器发送邮件，以及源邮件服务器向目的邮件服务器发送邮件，都是使用SMTP协议。而POP协议则是用户从目的邮件服务器上读取邮件所使用的协议。36万维网WWW

概述万维网WWW(WorldWideWeb)并非某种特殊的计算机网络，而是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网用链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。总之，万维网是指在互联网上以超文本为基础形成的信息网。主要表现为各个网站及其超级链接关系。万维网为用户提供了一个可以浏览的图形化界面，用户通过它可以查阅Internet上的信息资源。WWW是通过互联网获取信息的一种应用，我们所浏览的网站就是WWW的具体表现形式。37

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。38超媒体万维网是分布式超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。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，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。39

万维网的工作方式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，因此这个计算机称为万维网服务器。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。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)。40万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？使用统一资源定位符

URL(UniformResourceLocator)来标志万维网上的各种文档。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。41万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？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(HyperTextTransferProtocol)。HTTP是一个应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的传送。42万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？超文本标记语言HTML(HyperTextMarkupLanguage)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，并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。43万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？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）。44统一资源定位符URL统一资源定位符

URL是对因特网上的资源位置和访问方法的一种简洁的表示。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。URL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。45URL的一般形式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。URL的一般形式是：<URL的访问方式>://<主机>:<端口>/<路径>ftp——文件传送协议FTPhttp——超文本传送协议HTTPNews——USENET新闻46URL的一般形式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。URL的一般形式是：<URL的访问方式>://<主机>:<端口>/<路径><主机>是存放资源的主机在因特网中的域名47URL的一般形式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。URL的一般形式是：<URL的访问方式>://<主机>:<端口>/<路径>有时可省略48使用FTP的URL使用FTP的URL举例

这表示使用FTP协议49使用FTP的URL使用FTP的URL举例

冒号和两个斜线是规定的格式50使用FTP的URL使用FTP的URL举例

这是网站的域名51使用FTP的URL使用FTP的URL举例

这是路径和文件名52使用HTTP的URL使用HTTP的URL的一般形式

http://<主机>:<端口>/<路径>

这表示使用HTTP协议53使用HTTP的URL使用HTTP的URL的一般形式

http://<主机>:<端口>/<路径>

冒号和两个斜线是规定的格式54使用HTTP的URL使用HTTP的URL的一般形式

http://<主机>:<端口>/<路径>

这里写主机的域名55使用HTTP的URL使用HTTP的URL的一般形式

http://<主机>:<端口>/<路径>

HTTP的默认端口号是80，通常可省略56使用HTTP的URL使用HTTP的URL的一般形式

http://<主机>:<端口>/<路径>

若再省略文件的<路径>项，则URL就指到因特网上的某个主页(homepage)。57超文本传送协议HTTP为了使超文本的链接能够高效率地完成，需要用HTTP协议来传送一切必须的信息。从层次的角度看，HTTP是面向事务的(transaction-oriented)应用层协议，它是万维网上能够可靠地交换文件（包括文本、声音、图像等各种多媒体文件）的重要基础。58万维网的工作过程因特网服务器链接到URL的超链HTTP使用此TCP连接浏览器程序服务器程序HTTP客户清华大学院系设置建立TCP连接释放TCP连接

HTTP响应报文②响应文档

HTTP请求报文①请求文档用户点击鼠标后所发生的事件(1)浏览器分析超链指向页面的URL。(2)浏览器向DNS请求解析

的IP地址。(3)域名系统DNS解析出清华大学服务器的IP地址。(4)浏览器与服务器建立TCP连接(5)浏览器发出取文件命令：

GET/chn/yxsz/index.htm。(6)服务器给出响应，把文件index.htm发给浏览器。(7)TCP连接释放。(8)浏览器显示“清华大学院系设置”文件index.htm中的所有文本。超文本标记语言HTML

(HyperTextMarkupLanguage)1.HTML概述超文本标记语言HTML中的Markup的意思就是“设置标记”。HTML定义了许多用于排版的命令（标签）。HTML把各种标签嵌入到万维网的页面中。这样就构成了所谓的HTML文档。HTML文档是一种可以用任何文本编辑器创建的ASCII码文件。61HTML文档仅当HTML文档是以.html

或.htm

为后缀时，浏览器才对此文档的各种标签进行解释。如HTML文档改换以.txt为其后缀，则HTML解释程序就不对标签进行解释，而浏览器只能看见原来的文本文件。当浏览器从服务器读取HTML文档后，就按照HTML文档中的各种标签，根据浏览器所使用的显示器的尺寸和分辨率大小，重新进行排版并恢复出所读取的页面。62浏览器的结构与远程服务器通信输出至显示器从鼠标和键盘输入网络接口可选客户程序HTML解释程序可选解释程序控制程序驱动程序……HTTP客户程序缓存浏览器的主要组成部分浏览器有一组客户程序、一组解释程序，以及管理这些客户和解释程序的控制程序。控制程序是其中的核心部件，它解释鼠标的点击和键盘的输入，并调用有关的组件来执行用户指定的操作。例如，当用户用鼠标点击一个超链的起点时，控制程序就调用一个客户程序从所需文档所在的远地服务器上取回该文档，并调用解释程序向用户显示该文档。64解释程序HTML解释程序是必不可少的，而其他的解释程序则是可选的。解释程序把HTML规格转换为适合用户显示硬件的命令来处理版面的细节。许多浏览器还包含FTP客户程序，用来获取文件传送服务。一些浏览器也包含电子邮件客户程序，使浏览器能够发送和接收电子邮件。65浏览器中的缓存浏览器将它取回的每一个页面副本都放入本地磁盘的缓存中。当用户用鼠标点击某个选项时，浏览器首先检查磁盘的缓存。若缓存中保存了该项，浏览器就直接从缓存中得到该项副本而不必从网络获取，明显地改善浏览器的运行特性。但缓存要占用磁盘大量的空间，而浏览器性能的改善只有在用户再次查看缓存中的页面时才有帮助。66万维网的信息检索系统在万维网中用来进行搜索的程序叫做搜索引擎。全文检索搜索引擎是通过搜索软件到因特网上的各网站收集信息，找到一个网站后可以从这个网站再链接到另一个网站。然后按照一定的规则建立一个很大的在线数据库供用户查询。用户在查询时只要输入关键词，就从已经建立的索引数据库上进行查询（并不是实时地在因特网上检索到的信息）。67分类目录搜索引擎并不采集网站的任何信息，而是利用各网站向搜索引擎提交的网站信息时填写的关键词和网站描述等信息，经过人工审核编辑后，如果认为符合网站登录的条件，则输入到分类目录的数据库中，供网上用户查询。分类目录搜索也叫做分类网站搜索。万维网的信息检索系统68一些著名的搜索引擎中文搜索引擎Google搜索引擎（）百度(baidu)中文搜索引擎

()雅虎中国搜索引擎

()69一些著名的搜索引擎英文搜索引擎Yahoo

Google

70一些著名的搜索引擎特色搜索引擎Google图像搜索自称是互联网上最好用的图像搜索工具。Yahoo图像搜索引擎Yahoo网站的工作人员收集整理的图像分类目录。Excite多媒体搜索与Lycos比较，它搜寻出來的多是相片。视频搜索：百度71WWW服务器Web服务，又称为WWW服务，它是一种基于因特网的信息服务系统，向用户提供一个以超文本技术为基础的多媒体的全图形浏览界面。它是因特网上发展最为迅速的服务。72Web服务运行机制73文件传输服务器文件传输FTP（Protocol）用来在不同的系统间传输文件，使用户可以从授权的异地计算机上获取所需文件，也可把本地文件传送到其它计算机上实现资源共享。组建FTP服务器的软件有多种，其中较常用的是IIS中的FTP功能与Se