计算机网络技术基础课程课件设计 应用层.ppt
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1、第第8章章 应用层应用层1本章学习要求本章学习要求:了解:了解:TCP/IP协议栈与应用层协议之间的关系。协议栈与应用层协议之间的关系。掌握:域名系统的基本工作原理。掌握:域名系统的基本工作原理。掌握:电子邮件的基本工作原理。掌握:电子邮件的基本工作原理。掌握:文件传输掌握:文件传输FTP的基本工作原理。的基本工作原理。掌握:掌握:WWW服务的基本工作原理。服务的基本工作原理。掌握:应用层协议的分析方法。掌握:应用层协议的分析方法。28.1应用层协议与低层协议的关系应用层协议与低层协议的关系 8.1.1主要的应用层协议主要的应用层协议网络终端协议网络终端协议Telnet文件传输协议文件传输协议
2、FTP简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTP域名系统域名系统DNS简单网络管理协议简单网络管理协议SNMP超文本传输协议超文本传输协议HTTP38.1.2TCP/IP协议栈及之间的关系协议栈及之间的关系 48.2域名系统域名系统DNS8.2.1域名系统的基本概念域名系统的基本概念1.1.为什么有了为什么有了IPIP地址,还需要域名地址,还需要域名?域域名名用用字符字符表示的网络主机名,是一种表示的网络主机名,是一种主机标识符主机标识符;IP地址地址数字型数字型,难于记忆与理解;,难于记忆与理解;域域名名字符型字符型,直观,便于记忆与理解;,直观,便于记忆与理解;IP地址地址用于用于网络层网络
3、层;域域名名用于用于应用层应用层;IP地址与域名都应该是地址与域名都应该是全网惟一全网惟一的,并且它们之间具的,并且它们之间具有对应关系。有对应关系。52.Internet域名结构域名结构TCP/IP协议中规定的层次型名字管理机制叫做域名系协议中规定的层次型名字管理机制叫做域名系统;统;域名系统将整个域名系统将整个Internet划分为多个顶级域,并为每个划分为多个顶级域,并为每个顶级域规定了通用的顶级域名;顶级域规定了通用的顶级域名;Internet主机域名的一般格式为:主机域名的一般格式为:6Internet域名空间的树状结构域名空间的树状结构 78.2.2域名服务器的层次结构域名服务器的
4、层次结构1.1.域名服务器的基本工作原理域名服务器的基本工作原理域名系统的一个主要特点是允许区域自治;域名系统的一个主要特点是允许区域自治;域名系统在设计了层次的域名的同时,提出了与其相域名系统在设计了层次的域名的同时,提出了与其相对应的域名服务器系统;对应的域名服务器系统;整个域名系统是以一个大型的分布式数据库的方式工整个域名系统是以一个大型的分布式数据库的方式工作的;作的;大多数具有大多数具有InternetInternet连接的组织都有一个域名服务器,连接的组织都有一个域名服务器,每个服务器包含连向其他域名服务器的信息,这些服每个服务器包含连向其他域名服务器的信息,这些服务器形成了一个大
5、的协同工作的域名数据库务器形成了一个大的协同工作的域名数据库 。82.2.域名服务器的层次域名服务器的层次DNS服务器的层次是与域名的层次相适应的;服务器的层次是与域名的层次相适应的;每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖;辖;一个根服务器(一个根服务器(rootserver)在这个层次体系的顶部,在这个层次体系的顶部,它是顶层域的管辖者;它是顶层域的管辖者;DNS服务器的层次对应着域名的层次,但是这两者并服务器的层次对应着域名的层次,但是这两者并不是对等的。一个公司网络或校园网可以选择将它所不是对等的。一个公司网络或校园网可以选择将它所
6、有的域名都放在一个域名服务器上,也可以选择运行有的域名都放在一个域名服务器上,也可以选择运行几个域名服务器。几个域名服务器。98.2.3域名解析域名解析1.域名解析的基本工作原理域名解析的基本工作原理将域名转换为对应的将域名转换为对应的IPIP地址的过程称为域名解析地址的过程称为域名解析;完成该功能的软件叫域名解析器完成该功能的软件叫域名解析器;每个本地域名服务器配置一个域名解析器软件每个本地域名服务器配置一个域名解析器软件;由于每个服务器都知道根服务器的地址,因此无论经过由于每个服务器都知道根服务器的地址,因此无论经过几步查询,在域名树中最终总会找出正确的解析结果。几步查询,在域名树中最终总
7、会找出正确的解析结果。102.域名解析算法域名解析算法递归解析递归解析 反复解析反复解析 11递归解析要求名字服务器系统一次性完成全部名字递归解析要求名字服务器系统一次性完成全部名字地地址变换;址变换;反复解析是每次请求一个服务器,如果不行再请求别的反复解析是每次请求一个服务器,如果不行再请求别的服务器;服务器;递归解析的任务主要是由服务器软件承担;递归解析的任务主要是由服务器软件承担;反复解析的任务主要是由域名解析器软件承担。反复解析的任务主要是由域名解析器软件承担。12域名解析中客户与服务器的交互过程域名解析中客户与服务器的交互过程 138.2.4域名系统性能优化域名系统性能优化1.1.复
8、制复制 每个根服务器的许多副本存在于世界各地;每个根服务器的许多副本存在于世界各地;当一个新的子网加入当一个新的子网加入Internet时,它在本地的时,它在本地的DNS服务服务器中配置一个根服务器表;器中配置一个根服务器表;本地的本地的DNS服务器可以为本网用户的域名服务选择响服务器可以为本网用户的域名服务选择响应最快的根服务器;应最快的根服务器;在实际应用中,地理上最近的域名服务器往往响应最在实际应用中,地理上最近的域名服务器往往响应最好。好。142.缓存缓存DNS缓存比复制更为重要,使用名字的高速缓存可优缓存比复制更为重要,使用名字的高速缓存可优化查询的开销;化查询的开销;每个服务器都保
9、留一个域名缓存,每当查找一个新的每个服务器都保留一个域名缓存,每当查找一个新的域名时,服务器将它置于缓存中;域名时,服务器将它置于缓存中;主机在启动时从本地域名服务器下载域名和地址的全主机在启动时从本地域名服务器下载域名和地址的全部数据库,维护存放自己最近使用的域名的高速缓存,部数据库,维护存放自己最近使用的域名的高速缓存,并且只在从缓存中找不到域名时才使用域名服务器。并且只在从缓存中找不到域名时才使用域名服务器。158.3电子邮件服务电子邮件服务8.3.1电子邮件的概念电子邮件的概念 电子邮件服务是目前电子邮件服务是目前Internet上使用最频繁的服务;上使用最频繁的服务;电子邮件系统不但
10、可以传输各种格式的文本信息,而电子邮件系统不但可以传输各种格式的文本信息,而且还可以传输图像、声音、视频等多种信息且还可以传输图像、声音、视频等多种信息;邮件服务器系统的核心邮件服务器负责接收用户送来邮件服务器系统的核心邮件服务器负责接收用户送来的邮件,并根据收件人地址发送到对方的邮件服务器的邮件,并根据收件人地址发送到对方的邮件服务器中,同时负责接收由其他邮件服务器发来的邮件,并中,同时负责接收由其他邮件服务器发来的邮件,并根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中;根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中;当用户向当用户向ISP申请申请Internet账户时,账户时,ISP就会在它的邮件就会在它的邮
11、件服务器上建立该用户的电子邮件账户,它包括用户名服务器上建立该用户的电子邮件账户,它包括用户名(username)与用户密码(与用户密码(password)。)。168.3.2电子邮件服务的工作过程电子邮件服务的工作过程电子邮件服务基于客户电子邮件服务基于客户/服务器结构服务器结构17电子邮件应用程序基本服务功能电子邮件应用程序基本服务功能:创建与发送电子邮件;创建与发送电子邮件;接收、阅读与管理电子邮件;接收、阅读与管理电子邮件;账号、邮箱与通信簿管理。账号、邮箱与通信簿管理。电子邮件协议电子邮件协议:在电子邮件程序向邮件服务器中发送邮件时,使用的在电子邮件程序向邮件服务器中发送邮件时,使用
12、的是简单邮件传输协议是简单邮件传输协议SMTP;在电子邮件程序从邮件服务器中读取邮件时,可以使在电子邮件程序从邮件服务器中读取邮件时,可以使用邮局协议用邮局协议POP3或交互式邮件存取协议或交互式邮件存取协议IMAP,它取它取决于邮件服务器支持的协议类型。决于邮件服务器支持的协议类型。18电子邮件系统协议使用情况电子邮件系统协议使用情况198.3.4简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTPSMTP协议运行在协议运行在TCP协议之上,使用公开端口号协议之上,使用公开端口号25;SMTP使用简单的命令传输邮件使用简单的命令传输邮件;SMTP规定了规定了14条命令和条命令和21种响应信息种响应信息;
13、每条命令都是由每条命令都是由4个字母组成的个字母组成的;每一种响应信息一般只有一行信息每一种响应信息一般只有一行信息;SMTP使用客户使用客户/服务器工作模式,发送邮件的服务器工作模式,发送邮件的SMTP进程是进程是SMTP客户,接收邮件的客户,接收邮件的SMTP进程进程是是SMTP服务器。服务器。208.3.5邮件读取协议邮件读取协议POP3和和IMAPPOP3邮局协议邮局协议POP是一个简单的邮件读取协议;是一个简单的邮件读取协议;POP3协议使用客户协议使用客户/服务器的工作方式;服务器的工作方式;接收邮件的用户主机运行接收邮件的用户主机运行POP客户程序,客户程序,ISP的邮的邮件服务
14、器则运行件服务器则运行POP服务器程序服务器程序;POP3协议运行在协议运行在TCP协议之上,它使用公开的端口协议之上,它使用公开的端口号号110;POP3协议规定了协议规定了15条命令和条命令和24种响应信息种响应信息。21IMAPInternet报文存取协议报文存取协议IMAP与与POP3都是按客户都是按客户/服务服务器方式工作,但它们有很大的差别;器方式工作,但它们有很大的差别;对于对于POP3协议,协议,POP3服务器是具有存储转发功能的服务器是具有存储转发功能的中间服务器。在邮件交付给用户之后,中间服务器。在邮件交付给用户之后,POP3服务器服务器就不再保存这些邮件;就不再保存这些邮
15、件;当客户程序打开当客户程序打开IMAP服务器的邮箱时,用户就可以服务器的邮箱时,用户就可以看到邮件的首部;如果用户需要打开某个邮件,则可看到邮件的首部;如果用户需要打开某个邮件,则可以将该邮件传送到用户的计算机;在用户未发出删除以将该邮件传送到用户的计算机;在用户未发出删除邮件的命令前,邮件的命令前,IMAP服务器邮箱中的邮件一直保存服务器邮箱中的邮件一直保存着;着;POP3协议是在脱机状态下运行,而协议是在脱机状态下运行,而IMAP协议是在联协议是在联机状态下运行。机状态下运行。228.4文件传输服务文件传输服务8.4.1文件传输的概念文件传输的概念 文件传输服务又称为文件传输服务又称为F
16、TP服务,它是服务,它是Internet中最早中最早提供的服务功能之一,目前仍然在广泛使用中提供的服务功能之一,目前仍然在广泛使用中;文件传输服务是由文件传输服务是由FTP应用程序提供的,而应用程序提供的,而FTP应用应用程序遵循的是程序遵循的是TCP/IP协议组中的文件传输协议,它协议组中的文件传输协议,它允许用户将文件从一台计算机传输到另一台计算机上,允许用户将文件从一台计算机传输到另一台计算机上,并且能保证传输的可靠性;并且能保证传输的可靠性;在在Internet中,许多公司、大学的主机上含有数量众中,许多公司、大学的主机上含有数量众多的各种程序与文件,这是多的各种程序与文件,这是Int
17、ernet的巨大与宝贵的的巨大与宝贵的信息资源。通过使用信息资源。通过使用FTP服务,用户就可以方便地访服务,用户就可以方便地访问这些信息资源。问这些信息资源。238.4.2文件传输的工作过程文件传输的工作过程 FTP服务工作模式服务工作模式:客户:客户/服务器服务器248.4.3匿名匿名FTP服务服务 匿名匿名FTP服务的实质是:提供服务的机构在它的服务的实质是:提供服务的机构在它的FTP服服务器上建立一个公开账户(一般为务器上建立一个公开账户(一般为anonymous),),并赋并赋予该账户访问公共目录的权限,以便提供免费服务;予该账户访问公共目录的权限,以便提供免费服务;如果用户要访问这
18、些提供匿名服务的如果用户要访问这些提供匿名服务的FTP服务器,一般服务器,一般不需要输入用户名与用户密码;不需要输入用户名与用户密码;大多数大多数FTP服务都是匿名服务;服务都是匿名服务;为了保证为了保证FTP服务器的安全,几乎所有的匿名服务器的安全,几乎所有的匿名FTP服务服务器都只允许用户下载文件,而不允许用户上载文件。器都只允许用户下载文件,而不允许用户上载文件。258.5新闻与公告类服务新闻与公告类服务8.5.1网络新闻组网络新闻组网络新闻组是一种利用网络进行专题讨论的国际论网络新闻组是一种利用网络进行专题讨论的国际论坛坛;Usenet并不是一个网络系统,只是建立在并不是一个网络系统,
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