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1、计算机网络课件本讲稿第一页,共七十八页第第6 6章章 应用层应用层本章的主要内容本章的主要内容:6.1 6.1 域名系统域名系统DNSDNS(#)6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议6.3 6.3 远程终端协议远程终端协议TELNET TELNET 6.4 6.4 万维网万维网WWWWWW(#)6.5 6.5 电子邮件(电子邮件(#)6.6 6.6 动态主机配置协议动态主机配置协议DHCPDHCP(#)6.7 6.7 简单网络管理协议简单网络管理协议SNMPSNMP6.8 6.8 应用进程跨越网络的通信应用进程跨越网络的通信本讲稿第二页,共七十八页第第6 6章章 应用层应用层 前面我们已经
2、介绍和讨论了网络的物理层至运输层的任务、功能及前面我们已经介绍和讨论了网络的物理层至运输层的任务、功能及实现这些功能的技术,他们的共同协作实现了连网的计算机间的数据交实现这些功能的技术,他们的共同协作实现了连网的计算机间的数据交流。然而网络的最终目的是为用户的信息通信和处理提供服务的。直接流。然而网络的最终目的是为用户的信息通信和处理提供服务的。直接满足用户要求的网络功能却是高层应用软件提供的。本章主要结合几个满足用户要求的网络功能却是高层应用软件提供的。本章主要结合几个常用的应用层的协议讨论其任务、功能和实现技术。常用的应用层的协议讨论其任务、功能和实现技术。应用层协议是为了解决一个具体的应
3、用问题而设立的。这些问题通常应用层协议是为了解决一个具体的应用问题而设立的。这些问题通常是通过位于不同主机中的多个应用进程间的通信和协同来完成的。应用层是通过位于不同主机中的多个应用进程间的通信和协同来完成的。应用层协议的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的规定。协议的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的规定。应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。这里客户和服务应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。这里客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务请求方,服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户是服务请求方,服务器是服务提供方。器是服务提供方。本讲稿第三页,共七十八页
4、6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)(1 1)域名系统概述)域名系统概述 为了便于人们使用因特网,为了便于人们使用因特网,而制定了一个域名系统而制定了一个域名系统 (Domain Name System(Domain Name System,DNS)DNS)协议。协议。DNSDNS的作用就是把的作用就是把IPIP地址转化地址转化为人们便于记忆的名字。许多应用层软件经常直接使用为人们便于记忆的名字。许多应用层软件经常直接使用DNSDNS。因特网采用层次结构的命名树为其主机进行命名,并使用分布式因特网采用层次结构的命名树为其主机进行命名,并使用分布式的域名系统对域名进行处理。一个域名
5、到的域名系统对域名进行处理。一个域名到IPIP地址的解析是由若干个域地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。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。器称为域名服务器。本讲稿第四页,共七十八页 (2 2)因特网的域名结构)因特网的域名结构 任何一个连接在因特网上的主机或路由器,都可有一个任何一个连接在因特网上的主机或路由器,都可有一个唯一的名字,即域名。域名由标号序列组成,各标号之间用唯一的名字,即域名。域名由标号序列组成,各标号之间用点隔开:点隔开:.三级域名三级域名.二级域名二级域名.顶级域名顶级
6、域名 各标号分别代表不同级别的域名。各标号分别代表不同级别的域名。6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)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,是为了便于人的记忆和使用。而域名和使用有助记忆的字符串,是为了便于人的记忆和使用。而IPIP地地址是定长的址是定长的3232位二进制数字,不便便于人的记忆和使用,但便于机器位二进制数字,不便便于人的记忆和使用,但便于机器进行处理。进行处理。本讲稿第五页,共七十八页6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)(3 3)顶级域名)顶级域名
7、国家顶级域名:如国家顶级域名:如:“.cn”:“.cn”表示中国,表示中国,“.us”.us”表示美国,表示美国,“.uk”.uk”表示英国,等等。表示英国,等等。通用顶级域名:最早的顶级域名是:通用顶级域名:最早的顶级域名是:(公司和企业)(公司和企业)(网络服务机构)(网络服务机构).org.org(非赢利性组织)(非赢利性组织).edu.edu(美国专用的教育机构)(美国专用的教育机构).gov.gov(美国专用的政府部门)(美国专用的政府部门).mil.mil(美国专用的军事部门)(美国专用的军事部门).int.int(国际组织)(国际组织)本讲稿第六页,共七十八页 新增加了的通用顶级
8、域名:新增加了的通用顶级域名:.aero .aero (航空运输企业)(航空运输企业).biz .biz (公司和企业)(公司和企业).cat .cat (加泰隆人的语言和文化团体)(加泰隆人的语言和文化团体).coop .coop (合作团体)(合作团体).info .info (各种情况)(各种情况).jobs .jobs (人力资源管理者)(人力资源管理者).mobi .mobi (移动产品与服务的用户和提供者)(移动产品与服务的用户和提供者).museum.museum(博物馆)(博物馆).name .name (个人)(个人).pro .pro (有证书的专业人员)(有证书的专业人员
9、).travel.travel(旅游业)(旅游业)6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)本讲稿第七页,共七十八页 (4 4)因特网的域名空间)因特网的域名空间根根四级域名四级域名mailmailwwwwwwbjbjedueducomcomcctvcctvibmibmhphp二级域名二级域名pkupkutsinghuatsinghua三级域名三级域名mailmailwwwwwwcomcomnetnetorgorgeduedugovgovaeroaerocncnukuk顶级域名顶级域名6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)本讲稿第八页,共七十八页 (5 5)域名服务器)域名
10、服务器 一个域名服务器所负责管辖范围叫做区。各单位根据具体情况一个域名服务器所负责管辖范围叫做区。各单位根据具体情况来划分自来划分自己管辖的范围。己管辖的范围。每一个区设置相每一个区设置相应的权限域名服应的权限域名服务器,用来保存务器,用来保存该区中的所有主该区中的所有主 机的域名到机的域名到IPIP地地址的映射。址的映射。DNSDNS域名服域名服务器系统是一个务器系统是一个树状结构的系统。树状结构的系统。6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)域域 区区 区区根根edueducomcomorgorgabcabcx xy yt tw wv vu u本讲稿第九页,共七十八页 (6 6)
11、域名服务器的类型)域名服务器的类型 因特网上设有根域名服务器、顶级域名服务器、权限域名服务因特网上设有根域名服务器、顶级域名服务器、权限域名服务器和本地域名服务器。器和本地域名服务器。根域名服务器:根域名服务器:是最重要的域名服务器。所有的根服务器都知道是最重要的域名服务器。所有的根服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和所有的顶级域名服务器的域名和IPIP地址。一个本地域名服务器,可地址。一个本地域名服务器,可对因特网上任何一个域名进行解析,当自己无法解析时,就首先对因特网上任何一个域名进行解析,当自己无法解析时,就首先求助于根域名服务器。求助于根域名服务器。因特网上共有因特网上共有1313
12、个不同个不同IPIP地址的根域名服务器,它们的名字分别是:地址的根域名服务器,它们的名字分别是: 6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)本讲稿第十页,共七十八页 到到20062006年底全世界已经安装了一百多个根域名服务器机器,分年底全世界已经安装了一百多个根域名服务器机器,分布在世界各地。布在世界各地。其目的是使世界上大部分其目的是使世界上大部分DNSDNS域名服务器都能就近域名服务器都能就近找到一个根域名服务器。找到一个根域名服务器。6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)顶级域名服务器:顶级域名服务器:负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二负责管理在该顶级域名服务器
13、注册的所有二级域名。当收到级域名。当收到DNSDNS查询请求时,给出相应的回答。查询请求时,给出相应的回答。权限域名服务器:权限域名服务器:负责一个区的域名服务器。当一个权限域负责一个区的域名服务器。当一个权限域名服务器不能给出最后的查询回答时,就告诉发出查询请求的名服务器不能给出最后的查询回答时,就告诉发出查询请求的DNSDNS客户,下一步应当找哪一个权限域名服务器。客户,下一步应当找哪一个权限域名服务器。本地域名服务器:本地域名服务器:每一个因特网服务提供者每一个因特网服务提供者ISPISP,或一个大学等,或一个大学等都可拥有一个本地域名服务器。当一个主机发出都可拥有一个本地域名服务器。当
14、一个主机发出 DNS DNS 查询请求时,其查询请求时,其请求报文首先被发送给本地域名服务器。请求报文首先被发送给本地域名服务器。本讲稿第十一页,共七十八页 (7 7)域名的解析过程)域名的解析过程 主机向本地域名服务器的查询一般采用递归查询方式。如果本地主机向本地域名服务器的查询一般采用递归查询方式。如果本地域名服务器不知道被查询域名的域名服务器不知道被查询域名的IPIP地址,则就以地址,则就以DNSDNS客户的身份,向客户的身份,向根域名服务器发出查询请求报文。根域名服务器发出查询请求报文。本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代
15、查询方式。当根域名服务器收到本地域名服务器的查询请求报文时,方式。当根域名服务器收到本地域名服务器的查询请求报文时,就给出所要查询的就给出所要查询的IPIP地址或告诉本地域名服务器进行后续的查询。地址或告诉本地域名服务器进行后续的查询。6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)辅助域名服务器:辅助域名服务器:为了提高域名服务的可靠性,通常在因特网中为了提高域名服务的可靠性,通常在因特网中还设有一些辅助域名服务器。主域名服务器定期把数据复制到辅助域还设有一些辅助域名服务器。主域名服务器定期把数据复制到辅助域名服务器中。当主域名服务器出故障时,辅助域名服务器可以保证名服务器中。当主域名服务
16、器出故障时,辅助域名服务器可以保证DNSDNS的查询工作不会中断。的查询工作不会中断。本讲稿第十二页,共七十八页 (8 8)域名高速缓存)域名高速缓存 为了提高为了提高DNSDNS的查询效率,并减轻根域名服务器的负荷,在每的查询效率,并减轻根域名服务器的负荷,在每个域名服务器都设有一个高速缓存,用于存放最近用过的域名以及个域名服务器都设有一个高速缓存,用于存放最近用过的域名以及从何处获得名字映射信息的记录。这样可大大减轻根域名服务器的从何处获得名字映射信息的记录。这样可大大减轻根域名服务器的负荷,使因特网上的负荷,使因特网上的DNSDNS查询请求和回答报文的数量大为减少。查询请求和回答报文的数
17、量大为减少。6.1 6.1 域名系统(域名系统(DNSDNS)为保持高速缓存中的内容正确,域名服务器应为每项内容设为保持高速缓存中的内容正确,域名服务器应为每项内容设置一个有效存在的时间,并处理超过合理时间的项(例如,每个置一个有效存在的时间,并处理超过合理时间的项(例如,每个项目只存放两天)。项目只存放两天)。本讲稿第十三页,共七十八页6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议 (1 1)FTPFTP概述概述 文件传送协议文件传送协议(File Transfer Protocol(File Transfer Protocol,FTP)FTP)是因特网上使用是因特网上使用得最广泛得最广泛,也是最
18、早的应用协议。也是最早的应用协议。FTPFTP提供交互式的访问,允许客提供交互式的访问,允许客户指明文件的类型与格式,户指明文件的类型与格式,并允许文件具有存取权限。并允许文件具有存取权限。FTPFTP屏屏蔽了各计算机系统的细节,因而适合于在异构网络中任意计算机蔽了各计算机系统的细节,因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。之间传送文件。(2 2)FTPFTP的基本工作原理的基本工作原理 在网络环境中将文件从一台计算机中复制到另一台计算机中。在网络环境中将文件从一台计算机中复制到另一台计算机中。初初看起来是一件很简单的事情,看起来是一件很简单的事情,其实这往往非常困难的。原因是众多的其实
19、这往往非常困难的。原因是众多的计算机厂商研制出的文件系统多达数百种,且差别很大。计算机厂商研制出的文件系统多达数百种,且差别很大。本讲稿第十四页,共七十八页 FTPFTP使用使用TCPTCP提供的可靠的运输服务,来完成计算机间文件提供的可靠的运输服务,来完成计算机间文件内容传送。它使用客户服务器方式,减少或消除了在不同操作内容传送。它使用客户服务器方式,减少或消除了在不同操作系统下处理文件的不兼容性。系统下处理文件的不兼容性。网络环境下复制文件的复杂性表现在:网络环境下复制文件的复杂性表现在:计算机存储数据的格式不同;计算机存储数据的格式不同;文件的目录结构和文件命名的规定不同;文件的目录结构
20、和文件命名的规定不同;对于相同的文件存取功能,系统使用的命令不同;对于相同的文件存取功能,系统使用的命令不同;访问控制方法不同。访问控制方法不同。6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议 一个一个FTPFTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。服务器进程由两大部分组成:一个主进程,负责接受新的请求;另外有服务器进程由两大部分组成:一个主进程,负责接受新的请求;另外有若干个从属进程,负责处理单个请求。若干个从属进程,负责处理单个请求。本讲稿第十五页,共七十八页 (3 3)FTPFTP主进程的工作步骤主进程的工作步骤 打开端口号打开端口号2121,等待客
21、户进程发出连接请求;,等待客户进程发出连接请求;启动从属进程处理客户发来的请求;启动从属进程处理客户发来的请求;从属进程对客户的请求处理完毕后即终止。从属进程对客户的请求处理完毕后即终止。主进程与从属进程的处理是并发进行的。主进程与从属进程的处理是并发进行的。6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议 (4 4)控制连接和数据连接)控制连接和数据连接 在进行文件传输时,在进行文件传输时,FTP FTP 的客户和服务器之间要建立两个连接,即的客户和服务器之间要建立两个连接,即控制连接和数据连接。控制连接在整个会话期间一直保持打开,控制连接和数据连接。控制连接在整个会话期间一直保持打开,FTPFTP
22、客户发客户发出的数据传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程。出的数据传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程。服务器端的控制进程在接收到服务器端的控制进程在接收到FTPFTP客户发来的文件传输请求后就客户发来的文件传输请求后就创建创建“数据传送进程数据传送进程”和和“数据连接数据连接”。数据传送进程实际完成文。数据传送进程实际完成文件的传送,在传送完毕后关闭件的传送,在传送完毕后关闭“数据连接数据连接”并结束运行。并结束运行。本讲稿第十六页,共七十八页6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议FTPFTP客户端客户端FTPFTP服务器端服务器端 因特网因特网TCPTCP控制连接控制连接
23、TCPTCP数据连接数据连接FTP FTP 使用的两个使用的两个 TCP TCP 连接连接控制进程控制进程控制进程控制进程数据传数据传送进程送进程数据传数据传送进程送进程用户界面用户界面本讲稿第十七页,共七十八页 (5 5)FTPFTP服务器使用了两个不同的端口号服务器使用了两个不同的端口号 当客户进程向服务器发出建立连接请求时,需要知道服当客户进程向服务器发出建立连接请求时,需要知道服务器进程的端口(务器进程的端口(2121),同时还要向服务器进程告诉自己的端),同时还要向服务器进程告诉自己的端口号。服务器进程用自己传送数据的熟知端口口号。服务器进程用自己传送数据的熟知端口(20)(20)与
24、客户进程所与客户进程所提供的端口号建立数据传送连接。由于提供的端口号建立数据传送连接。由于 FTP FTP 使用了两个不同的端口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。号,所以数据连接与控制连接不会发生混乱。6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议 使用两个不同端口号可使协议更加简单和更容易实现。在传输使用两个不同端口号可使协议更加简单和更容易实现。在传输文件时还可以利用控制连接(例如,客户发送请求终止传输)。文件时还可以利用控制连接(例如,客户发送请求终止传输)。本讲稿第十八页,共七十八页 (6 6)简单文件传送协议)简单文件传送协议TFTPTFTP TFTPTFTP是一
25、个比较简单且易于实现的文件传送协议,是一个比较简单且易于实现的文件传送协议,它使用了客户服它使用了客户服务器方式和务器方式和UDPUDP协议,因此,它需要有自己的差错纠正措施。协议,因此,它需要有自己的差错纠正措施。TFTPTFTP只支持文件传输而不支持交互,它没有复杂的命令集,只支持文件传输而不支持交互,它没有复杂的命令集,没有列目录的功能,也不能对用户进行身份鉴别。没有列目录的功能,也不能对用户进行身份鉴别。6.2 6.2 文件传送协议文件传送协议 TFTPTFTP的主要特点如下:的主要特点如下:每次传送的数据单元中只有每次传送的数据单元中只有512512字节的数据,最后一次可字节的数据,
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