2022年种服务器的工作原理 .pdf
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1、六种服务器的工作原理一、 FTP 服务器工作原理起初,FTP 并不是应用于IP 网络上的协议, 而是 Arpanet网络中计算机间的文件传输协议,FTP 是 TCP/IP 的一种具体应用,它工作在 OSI 模型的第七层, TCP 模型的第四层上, 即应用层,使用 TCP 传输而不是 UDP,这样 FTP 客户在和服务器建立连接前就要经过一个被广为熟知的三次握手 的过程,它带来的意义在于客户与服务器之间的连接是可靠的,而且是面向连接,为数据的传输提供了可靠的保证。FTP 的默认端口是21) ,FTP 需要 2 个端口,一个端口是作为控制连接端口 ,也就是 21 这个端口,用于发送指令给服务器以及
2、等待服务器响应; 另一个端口是数据传输端口,端口号为 20 (仅PORT 模式) ,是用来建立数据传输通道的,主要有3 个作用从客户向服务器发送一个文件。从服务器向客户发送一个文件。从服务器向客户发送文件或目录列表。其次, FTP 的连接模式有两种,PORT 和 PASV 。PORT 模式是一个主动模式,PASV 是被动模式,这里都是相对于服务器而言的。当FTP 客户以 PORT 模式连接服务器时,他动态的选择一个端口号连接服务器的21 端口,注意这个端口号一定是1024 以上的,因为 1024 以前的端口都已经预先被定义好,被一名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
3、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 21 页 - - - - - - - - - 些典型的服务使用, 当然有的还没使用, 保留给以后会用到这些端口的资源服务。当经过TCP 的三次握手后,连接(控制信道)被建立,用户要列出服务器上的目录结构(使用 ls 或 dir 命令),那么首先就要建立一个数据通道,因为只有数据通道才能传输目录和文件列表,此时用户会发出PORT 指令告诉服务器连接自己的什么端口来建立一条数据通道(这个命令由控制信道发送给服务器) ,当服务器接到这一指令时,服务器会使用20 端口连接用户在 PORT 指令中
4、指定的端口号, 用以发送目录的列表当完成这一操作时, FTP 客户也许要下载一个文件,那么就会发出get 指令,请注意, 这时客户会再次发送PORT 指令,告诉服务器连接他的哪个 新端口,你可以先用 nets tat -an 这个命令验证, 上一次使用的端口已经处于TIME_WAIT 状态。当这个新的数据传输通道建立后,就开始了文件传输的工作。然而,当FTP 客户以PASV 模式连接服务器时,情况就有些不同了。在初始化连接这个过程即连接服务器这个过程和PORT 模式是一样的,不同的是,当 FTP 客户发送 ls、dir 、get 等这些要求数据返回的命令时,他不向服务器发送PORT 指令而是发
5、送PASV指令,在这个指令中,用户告诉服务器自己要连接服务器的某一个端口,如果这个服务器上的这个端口是空闲的可用的,那么服务器会返回ACK的确认信息,之后数据传输通道被建立并返回用户所要的信息(根据用户发送的指令,如 ls、dir、get 等) ;如果服务器的这个端口被另一个资源所使用,那么服务器返回UNACK 的信息,那名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 21 页 - - - - - - - - - 么这时, FTP 客户会再次发送PASV命令,这也就是所谓
6、的连接建立的协商过程。为了验证这个过程我们不得不借助CUTEFTPPro 这个大家经常使用的FTP 客户端软件, 因为微软自带的FTP命令客户端,不支持PASV模式。可在命令模式下用netstat 查看 ftp 的使用情况!二、 WEB 服务器的使用原理一个 Web 服务器也被称为HTTP 服务器,它通过HTTP 协议与客户端通信。这个客户端通常指的是Web 浏览器。Web 服务器的工作原理简单的可以归纳为:客户机连接服务器,客户端向服务器发送请求, 服务器向客户机发送应答,客户机与服务器断开。 需要注意的是客户机与服务器直接的通信是非连接的,也就是当服务器发送了应答后就与客户机断开连接,等待
7、下一次请求。HTTP 是 一 种 让 Web 服 务 器 与 浏 览 器 ( 客户 端 ) 通过 Internet 发送与接收数据的协议。它是一个请求、响应协议-客户端发出一个请求,服务器响应这个请求。HTTP 运用可靠的 TCP 连接,通常用的TCP 80 端口。在 HTTP 中 , 客 户 端 总 是 通过 建 立 一 个 连 接与 发 送 一个 HTTP 请求来发起一个事务。服务器不能主动去与客户端联系,也不能给客户端发出一个回叫连接。客户端与服务器端都可以提前中断一个连接,http 协议使 Web 服务器和浏览器可以通过 Web 交换数据。 它是一种请求 /响应协议, 即服务器等待并响
8、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 21 页 - - - - - - - - - 应客户方请求。 http 不维护与客户方的连接,它使用可靠的T C P 连接,通常采用 TCP 80 端口。客户 /服务器传输过程可分为四个基本步骤:浏览器与服务器建立连接;浏览器向服务器请求文档;服务器响应浏览器请求;断开连接。H T T P 是一种无状态协议,它不维护连接的状态信息。客户请求客户请求包含以下信息:请求方法请求头请求数据(1)请求方法是用于特定U R L 或 W
9、e b 页面的程序HTTP请求方法 : 方法描述GET请求指定的文档HEAD 仅请求文档头POST请求服务器接收指定文档作为可执行的信息PUT用从客户端传送的数据取代指定文档中的内容DELETE 请求服务器删除指定页面OPTIONS 允许客户端查看服务器的性能TRACE用于测试 允许客户端查看消息回收过程名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 21 页 - - - - - - - - - (2)头信息是可选项,它用于向服务器提供客户端的其他信息如果客户采用某种方法
10、获取数据(如 P O S T ), 数据就放在头 ( h e a d e r )之后;否则客户机等待从服务器传来的响应。2. 服务器响应服务器响应包括以下关键部分:状态码响应头响应数据HTTP 定义了多组返回给浏览器的状态码。响应头向客户方提供服务器和/或请求文档的信息HTTP 响应头 : 方法描述ServerWeb 服务器信息Date当前日期 /时间Last Modified请求文档最近修改时间Expires请求文档过期时间Content-length数据长度 (字节) Content-type数据 M I M E 类型WWW-authenticate用于通知客户方需要的认证信息(如用户名、
11、口令等 ) 如果有客户方请求的数据,数据放在响应头之后, 否则服务器断开连接。3.通信实例:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 21 页 - - - - - - - - - 1. 请求在 本 例 中 , 浏 览 器 请 求 文 档 的U R L为h ttp:/ /index.html HTTP/1.1 Accept: text/plain Accept: text/html User-Agent: Mozilla/4.5(WinNT) (blank line)
12、 (DATA )浏览器使用 Get 方法请求文档 /index.html 。 浏览器声明它只能接收纯文本和 html 数据,它使用Mozilla/4.5(Netscape)引擎。2. 响应服务响应包括状态码、一些头信息(以空行结束 )及请求数据,假设数据存在,则响应信息如下:HTTP/1.1 200 OK Date Sunday, 15-Jul-05 12:18:33 GMT Server: Apache/1.3.6 MIME-version: 1.0 Content-type: test/html Last-modified: Thursday,02-Jun-05 20:43:56 GMT
13、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 21 页 - - - - - - - - - Content-length: 1432 (blank line) (此行开始为数据部分, 与前面头部要空一行) Example Server-Browser Communication . 假设文档未找到,响应信息如下HTTP/1.1 404 NOT FOUND Date Sunday, 15-Jul-05 12:19:33 GMT Server: Apache/1.3.6 注
14、意:每行换行时用:/r/n ,头部与数据段之间要多空已行,即用两次 /r/n三、 DNS 服务器的工作原理DNS 分为 Client 和 Server,Client 扮演发问的角色, 也就是问 Server 一个 Domain Name ,而 Server 必须要回答此Domain Name 的真正 IP 地址。而当地的DNS 先会查自己的资料库。如名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 21 页 - - - - - - - - - 果自己的资料库没有,则会往该
15、DNS 上所设的 DNS 询问,依此得到答案之后,将收到的答案存起来,并回答客户。DNS 服务器会根据不同的授权区(Zone) , 记录所属该网域下的各名称资料,这个资料包括网域下的次网域名称及主机名称。在每一个名称服务器中都有一个快取缓存区(Cache),这个快取缓存区的主要目的是将该名称服务器所查询出来的名称及相对的 IP 地址记录快取缓存区中,这样当下一次还有另外一个客户端到次服务器上去查询相同的名称时,服务器就不用在到别台主机上去寻找, 而直接可以从缓存区中找到该笔名称记录资料,传回给客户端, 加速客户端对名称查询的速度。例如:当 DNS客户端向指定的DNS 服务器查询网际网路上的某一
16、台主机名称DNS 服务器会在该资料库中找寻用户所指定的名称如果没有,该服务器会先在自己的快取缓存区中查询有无该笔纪录,如果找到该笔名称记录后, 会从 DNS 服务器直接将所对应到的IP 地址传回给客户端,如果名称服务器在资料记录查不到且快取缓存区中也没有时, 服务器首先会才会向别的名称服务器查询所要的名称。例如:DNS 客户端向指定的DNS 服务器查询网际网路上某台主机名称,当DNS 服务器在该资料记录找不到用户所指定的名称时,会转向该服务器的快取缓存区找寻是否有该资料,当快取缓存区也找不到时, 会向最接近的名称服务器去要求帮忙找名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
17、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 21 页 - - - - - - - - - 寻该名称的 IP地址, 在另一台服务器上也有相同的动作的查询,当查询到后会回复原本要求查询的服务器,该DNS 服务器在接收到另一台DNS 服务器查询的结果后,先将所查询到的主机名称及对应 IP 地址记录到快取缓存区中,最后在将所查询到的结果回复给客户端。四、 DHCP 服务器的工作原理一、客户机请求IP(DHCPdiscover )二、服务器响应( DHCPoffer )三、客户机选择IP(DHCPrequest )四、服务器确认IP租约(
18、DHCPack/DHCPnak )以下为详细过程:一、客户机请求IP(DHCPdiscover )当客户机设置使用DHCP 协议获取IP 时,客户机将使用0.0.0.0 作为源地址,使用255.255.255.255作为目标地址来广播请求IP 地址的信息。广播信息中包含DHCP 客户机的 MAC地址和计算机名。二、服务器响应( DHCPoffer )由于是广播所以同一网段内的计算机都会“听”到! DHCP 服务名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 21 页 -
19、- - - - - - - - 器当然也不例外。 DHCP 服务器 “听”到后,它首先会针对该次请求的信息所携带的MAC 地址与DHCP 服务器本身的设置值进行对比。如果DHCP 服务器的设置中有针对该MAC 提供的静态 IP (每次都给一个固定IP) , 则提供给客户机相关的固定IP与相关的网络参数;如果该信息的MAC 并不在DHCP 服务器的设置中, 则 DHCP 主机会选取当前网段内没有使用的IP 给客户机使用! 当然这里的响应, 服务器也是采用255.255.255.255的广播,因为此时客户机还没有IP,这里有几个要注意的地方:1、如果同一网段内有多台DHCP 服务器,那么客户机是看
20、谁先响应,谁先响应就选择谁。2、在 DHCP 主机发给客户端的信息中,会附带一个“租约期限”信息,用来告诉客户机这个IP 能用多久!三、客户机选择IP(DHCPrequest )当客户机接收到响应的信息之后,首先会以ARP 在网段内广播(ARP 使用全1的广播MAC 地址) , 以确定来自 DHCP 服务器的 IP 没被占用!如果该IP 被占用,那么客户机对于这次的DHCP 信息将不接受, 而是再次发送DHCP 请求。若该 IP没有被占用,客户机则接受DHCP 服务器所给的网络参数。同时,客户机发出一个广播,通知所挑选的DHCP 服务器(有多台DHCP 服务器存在时),当然此时也是通知其它的D
21、HCP 服务器, 让这些DHCP 服务器将本预分配给客户机的IP释放掉! (这里的概念一定要弄清楚! )注意,这一步客户机并还没有应用从名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 21 页 - - - - - - - - - DHCP 服务器获取到IP!所以这一步源地址还是0.0.0.0 ,目标地址是255.255.255.255。四、服务器确认IP租约( DHCPack/DHCPnak )终于到最后一步了, DHCP 服务器收到客户机选择IP的广播后,则以 DHC
22、Pack 消息的形式向客户机广播成功的确认。Hopsack包含: IP、掩码、网关、 DNS 等。此时,当客户机收到DHCP服务器的DHCPack 消息后,客户机便使用了DHCP 服务器所给的网络参数!注意事项:1、当我们的客户机无法找到DHCP 服务器时,它将从TCP/IP的 B 类网段169.254.0.0中挑选一个IP 地址作为自己的IP 地址,而继续每隔5 分钟尝试与DHCP 服务器进行通信。 (这里的这个B 类地址被称为APIPA,即自动分配私有IP 地址! )2、IP 租约的更新,当客户机重新启动或租期达50% 时,客户机不会从第一步( DHCPdiscover )开始重新申请IP
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