第1章网络基础3.ppt

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1、网络与计算中心第第1章网络基础章网络基础1.1 网络空间网络空间1.2 认识网络认识网络1.3网络通信的基本原理网络通信的基本原理1.4 Internet的的体系结构与体系结构与TCP/IP基础基础1.5 应用层协议及服务实例应用层协议及服务实例网络与计算中心1.5应用层协议应用层协议 及服务实例及服务实例网络与计算中心 v应用层是网络体系结构模型中的最高层，是用户应用程序与网络的接口。v应用进程通过应用层协议为用户提供最终服务。v应用层协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议，这也是应用层的具体内容。常见的应用层协议包括远程登录协议（Telnet）、文件传送协议(file transfer p

2、rotocol，FTP)、简单邮件传送协议(simple mail transfer protocol，SMTP)、域名系统(domain name system，DNS)、简单网络管理协议(simple network management protocol，SNMP)和超文本传送协议(hypertext transfer protocol，HTTP)等。1.5.1 应用层协议概述应用层协议概述网络与计算中心1.5.2客户客户/服务器模式服务器模式(C/S)vTCP/IP体系采用了客户体系采用了客户/服务器服务器(C/S)模式使两个应模式使两个应用进程能够进行通信。用进程能够进行通信。v客户

3、客户(client)和服务器和服务器(server)都是通信中所涉及都是通信中所涉及的两个应用进程。当的两个应用进程。当A进程需要进程需要B进程的服务时就进程的服务时就主动呼叫主动呼叫B进程，在这种情况下，进程，在这种情况下，A是客户而是客户而B是是服务器服务器，反之亦然，反之亦然。即即主叫方是客户，被叫方是主叫方是客户，被叫方是服务器。服务器。网络与计算中心客户进程和服务器进程使用客户进程和服务器进程使用TCP/IP协议协议进行通信进行通信网络与计算中心1.5.3 域名服务域名服务域名系统的概念域名系统的概念vInternet上的主机名上的主机名：用英文字母和数字组成。：用英文字母和数字组成

4、。如：如：。域名是一个逻辑概念，。域名是一个逻辑概念，用于标识主机，并不反映主机所在的物理地点。用于标识主机，并不反映主机所在的物理地点。v域名系统域名系统DNS（Domain Name System）：）：负责将主机名转换为负责将主机名转换为IP地址。地址。Internet的域名系统的域名系统被设计成一个联机分布式数据库系统，并采用客户被设计成一个联机分布式数据库系统，并采用客户服务器模式。服务器模式。v域名服务器程序域名服务器程序：在专设的结点上运行。运行该程：在专设的结点上运行。运行该程序的计算机称为域名服务器。序的计算机称为域名服务器。网络与计算中心域名结构及有关规定域名结构及有关规定

5、v域名采用层次结构域名采用层次结构三级域名二级域名顶级域名三级域名二级域名顶级域名每一级域名不超过63个字符（不分大小写），完整的域名不超过255个字符。v域名管理域名管理1）顶级域名）顶级域名顶级域名由顶级域名由Internet的有关机构管理。的有关机构管理。顶级域名有三大类：国家顶级域名：以英文缩写表示，如：cn、us、uk等。国际顶级域名：用于国际性组织，int。通用顶级域名：如com、net、org、edu、gov、mil等网络与计算中心域名结构及有关规定域名结构及有关规定2）下级域名）下级域名各级域名由其上一级域名管理机构管理。各级域名由其上一级域名管理机构管理。在国家顶级域名下注册

6、的二级域名均由该国家自行确定。在国家顶级域名下注册的二级域名均由该国家自行确定。中国将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域域名”。类别域名6个：ac科研机构；com企业；edu教育；gov政府；net网络信息中心；org非赢利性组织。行政区域名34个：省、自治区、直辖市，如：bj，sh。三级域名：在中国，在二级域名edu下申请注册三级域名由中国教育和科研网网络中心负责；在二级域名edu之外的其他二级域名下申请注册三级域名，则应向中国互联网网络信息中心(CNNIC)申请。网络与计算中心Internet域名系统结构域名系统结构网络与计算中心域名与域名与IP的转换的转换1、域名的转换过程、域名的转

7、换过程例：假设在顶级域名例：假设在顶级域名.com下注册了两个公司下注册了两个公司abc和和xyz，各自的本地域名服务器为，各自的本地域名服务器为abccom和和xyzcom，其中，其中abc公司的下属分公司公司的下属分公司p的一个下属分的一个下属分部门部门w在另外一个域名服务管辖区，它的授权服务器在另外一个域名服务管辖区，它的授权服务器为为wpabccom，现在假设公司，现在假设公司xyz下属的一下属的一台主机（假设域名为台主机（假设域名为mxyzcom）要询问域名）要询问域名wpabccom的的IP地址是什么。地址是什么。网络与计算中心v域名转换过程（实例）域名转换过程（实例）：首先，应用

8、进程成为首先，应用进程成为DNS的一个客户，并向的一个客户，并向本地域名服务器本地域名服务器发送查询报文。发送查询报文。本地域名服务器不知道所本地域名服务器不知道所查询的域名，但知道应向查询的域名，但知道应向.com顶级域名服务器查顶级域名服务器查询。询。.com顶级域名服务顶级域名服务器也不知道所查询的域名，器也不知道所查询的域名，但将下属的但将下属的授授权服务器的权服务器的IP地址返回。地址返回。接着，本地域名服务器又接着，本地域名服务器又向向授权服务器授权服务器进行查询，进行查询，域域名服务器也不知道所查询名服务器也不知道所查询的域名，但将下属的的域名，但将下属的授权服务器授权服务器的的

9、IP地址返回。接着，本地址返回。接着，本地域名服务器又向地域名服务器又向授权服务器授权服务器进行查询，结果返回了域进行查询，结果返回了域名为名为的的IP地址。地址。网络与计算中心1.5.4 WWW（万维网）（万维网）网络与计算中心WWW的工作原理的工作原理WWWWWW由三部分组成：客户机由三部分组成：客户机(Client)(Client)、服务器、服务器(Server)(Server)和协议和协议。它也是以Client/Server方式工作的。客户机向服务器发送一个请求，并从服务器上得到一个响应。服务器负责管理信息和对来自客户机的请求作出回答。客户机与服务器使用HTTP协议(超文本传送协议)传

10、送信息。服务器的基本信息单位叫网页，或称Web页，由HTML(超文本标记语言)写成。客户机请求采用URL形式，Web页中有许多超链，每个超链指向含有其他信息的URL地址，因此不需要知道地址就能找到感兴趣的信息。网络与计算中心WWW工作过程示例工作过程示例v下面以用户访问下面以用户访问“华中科技大学华中科技大学”主页为例介绍主页为例介绍WWW的工作过程，的工作过程，当用户在当用户在WWW浏览器地址栏中输浏览器地址栏中输入入http:/ 并回车或通过鼠标单击主页链接时，并回车或通过鼠标单击主页链接时，将依次发生以下事件将依次发生以下事件：1)浏览器分析超链接指向页面的浏览器分析超链接指向页面的 U

11、RL；2)浏览器向浏览器向 DNS 请求解析请求解析的的IP地址；地址；3)域名系统域名系统 DNS 解析出华中科技大解析出华中科技大学服务器的学服务器的 IP地址；地址；4)浏览器与服务器建立浏览器与服务器建立TCP连接；连接；5)浏览器发出取首页文件浏览器发出取首页文件（index.html）命令；）命令；6)服务器给出响应，把主页文件服务器给出响应，把主页文件 index.html 发给浏览器；发给浏览器；7)TCP 连接释放；连接释放；8)浏览器显示浏览器显示“华中科技大学华中科技大学”主页主页文件文件 index.html中的所有内容。中的所有内容。网络与计算中心URL地址地址简介简

12、介URL（Uniform Resource Locator）地址是WWW中用来寻找资源地址的办法。URL地址的思想是为了使所有的信息资源都能得到有效利用，从而将分散的孤立的信息点连接起来，实现资源的统一寻址。URL一般一般由三部分组成：由三部分组成：协议协议 主机名主机名 目录或文件名目录或文件名 -http:/ Transfer ProtocolFile Transfer Protocol）的英文缩写，这个协议是用来在远程主机与本地主机之间或两台远程主机之间传输文件的。从工作原理上看，FTP也是一种客户/服务器系统。用户在本地主机上运行的是FTP客户程序，而在远程主机上运行的是FTP服务器程

13、序(这台远程主机也称为FTP服务器)，这两部分共同合作完成文件传输任务。网络与计算中心在Internet上有两类FTP服务器。v普通的普通的FTPFTP服务器服务器：连接到这种FTP服务器上时，用户必须具有合法的用户名和口令。v匿名匿名FTPFTP服务器服务器：用户即使没有合法的帐户和口令也可以与它连接并且进行下载和上载文件。ftp程序有两种类型：命令行方式的FTP和图形界面的FTP，通常后者使用的更多，如CuteFTP。网络与计算中心1.5.6 电子邮件（电子邮件（E-mail）电子邮件概述电子邮件概述v要使用电子邮件的人员可到ISP网站注册申请邮箱，获得电子邮件账号（电子邮件地址）及口令，

14、就可通过专用的邮件处理程序接、发电子邮件。v邮件发送者将邮件发送到邮件接收者的ISP邮件服务器的邮箱中，接收者可在任何时刻主动地通过Internet查看或下载邮件。v电子邮件可以在两个用户间交换，也可以向多个用户发送同一封邮件，或将收到的邮件转发给其它用户。电子邮件不仅包含文本信息，还可包含声音、图像、视频、应用程序等各类计算机文件。网络与计算中心电子邮件系统组成及工作原理电子邮件系统组成及工作原理v电子邮件系统由两部分电子邮件系统由两部分组成组成：v1）用户代理（）用户代理（User Agent，简称，简称UA）：）：又称为邮件阅读器，允又称为邮件阅读器，允许用户编辑、发送、阅许用户编辑、发

15、送、阅读和管理电子邮件，一读和管理电子邮件，一般为用户进程；般为用户进程；v2）消息传输代理）消息传输代理（Message Transfer Agent，简称简称MTA）：又称为）：又称为邮件服务器，主要起邮件服务器，主要起“邮局邮局”作用，接收用户作用，接收用户邮件，根据地址传输，邮件，根据地址传输，传送到接收方的邮件服传送到接收方的邮件服务器，并将邮件存放在务器，并将邮件存放在用户邮箱内，一般为系用户邮箱内，一般为系统的后台进程。统的后台进程。网络与计算中心v邮件服务器之间采用存储转发的工作方式，通过简单邮件传输协议（SMTP）进行对话，TCP端口号为25。v当发送邮件时，邮件阅读器就通过

16、和邮件服务器建立SMTP连接，将编辑好的邮件发给邮件服务器；当读取邮件时，邮件阅读器则和邮件服务器通过建立POP连接，将邮件从邮件服务器上读取到本地计算机上。网络与计算中心1.5.7 远程登录（远程登录（Telnet）v远程登录（Telnet）是为用户提供的以终端方式与Internet的主机建立在线连接的一种服务，它是一个简单的远程终端协议（Telecommunication Network protocol）。v在这种连接建立之后，用户的计算机就可以作为远程主机的一台终端来使用该主机提供的各种资源(用户能获得哪些服务资源取决于该主机所拥有资源的丰富程度和用户拥有的权限)。vTelnet在功能

17、上，是模拟成远端一部电脑系统的终端机,称为网络虚拟终端网络虚拟终端NVTNVT（Network virtual Terminal)，通过网络连线载入该电脑系统,可以执行该电脑系统的任何程序。v最常见的就是最常见的就是Telnet程序程序(与与Telnet协议同名协议同名)，它在，它在Unix系统中和系统中和Windows、DOS系统中都可以找到系统中都可以找到。如：如：telnet （白云（白云黄鹤黄鹤BBS）。）。网络与计算中心网络与计算中心什么是什么是P2Pv名称名称Peer-to-Peer，端到端，对等网络，对等计算vP2P：Peer-to-Peer对等(网络，计算);端到端以非集中方式

18、使用分布式资源来完成关键任务的一类系统和应用资源包括计算能力、数据（存储和内容）、网络带宽和场景（计算机、人和其它资源）关键任务可能是分布式计算、数据/内容共享，通信和协同、或平台服务网络与计算中心P2P vs C/SPeerPeerClientServerv二者在结构和构成上有很大的区别二者在结构和构成上有很大的区别管理能力、构态能力、功能（查找或发现）、组织(分层与网孔)、元素（DNS）和协议(IP)v但又无明显的边界但又无明显的边界都能运行在不同的（Internet/Intranet）平台上都能服务传统或新的应用：eBusiness eServices 网络与计算中心BitTorrent

19、：历史：历史v2002年，年，Bram Cohen发布了发布了BitTorrentvBitTorrent(简称简称BT)是一个基于是一个基于P2P的文件的文件分发协议，它通过分发协议，它通过URL识别内容并且和网络无识别内容并且和网络无缝结合。它的优势在于：同时下载一个文件的缝结合。它的优势在于：同时下载一个文件的下载者在下载的同时不断互相上传数据，使文下载者在下载的同时不断互相上传数据，使文件源可以在很有限的负载增加的情况下支持大件源可以在很有限的负载增加的情况下支持大量下载者同时下载。量下载者同时下载。网络与计算中心BitTorrent：概述：概述v上传者把一个文件分成了上传者把一个文件分

20、成了Z个部分个部分v甲从甲从上传者上传者随机下载了第随机下载了第N各部分各部分v乙乙从从上传者上传者随机随机下载了第下载了第M个部分个部分v甲根据情况到乙的电脑上去拿乙已经下载好的甲根据情况到乙的电脑上去拿乙已经下载好的M部分部分v乙根据情况去到甲的电脑上去拿甲已经下载好乙根据情况去到甲的电脑上去拿甲已经下载好的的N部分部分v甲、乙在下载的同时也在上传甲、乙在下载的同时也在上传v下载下载的人越多的人越多，传送就越快传送就越快网络与计算中心BitTorrent：构成：构成v一个普通的一个普通的web服务器：用于种子文件的发布。服务器：用于种子文件的发布。v静态的元信息文件（静态的元信息文件（to

21、rrent文件）：包含文件）：包含tracker服服务器地址，文件的分割信息和务器地址，文件的分割信息和hash表等。表等。vtracker服务器：与客户端通信，提供下载同一文件的服务器：与客户端通信，提供下载同一文件的其他其他peer的信息。的信息。v第一个信息发布者：最初信息的发布者。第一个信息发布者：最初信息的发布者。v客户端浏览器：客户端浏览器：IE等。等。v客户端：常见的客户端：常见的BT客户端有比特精灵，客户端有比特精灵，ABC，bitcomet等等 网络与计算中心架设BT服务器v运行运行Trackerv运行普通运行普通www服务器，如服务器，如Apachev在在www服务器上将服

22、务器上将.torrent文件关联到文件关联到Mimetype类类型型application/x-bittorrentv用要发布的完整文件和用要发布的完整文件和Tracker的的URL创建一个元信息创建一个元信息文件（制作文件（制作.torrent文件）文件）v将元信息文件放置在将元信息文件放置在www服务器上服务器上,并且在网页上发布元并且在网页上发布元信息文件（信息文件（.torrent文件）链接文件）链接v原始下载者提供完整的文件（原本）。原始下载者提供完整的文件（原本）。网络与计算中心 本章首先介绍了本章首先介绍了网络的发展与应用网络的发展与应用，阐述了，阐述了什么是网络、网络什么是网络

23、、网络基本组成及网络的功能基本组成及网络的功能。系统学习了网络的核心部分。系统学习了网络的核心部分计算机网络计算机网络体系结构体系结构。介绍了一种解决方案的思想即按。介绍了一种解决方案的思想即按分层分层的结构来组织。在的结构来组织。在这种思想的引导下引出了两种在计算机网络界流行的两种参考模型；这种思想的引导下引出了两种在计算机网络界流行的两种参考模型；OSIOSI七层体系结构和七层体系结构和TCP/IPTCP/IP四层体系结构四层体系结构。详细介绍了目前广泛使用的详细介绍了目前广泛使用的TCP/IPTCP/IP体系结构的体系结构的各层主要功能各层主要功能：物理层处理比特流的传输；链路层提供介质

24、访问、链路管理；网络物理层处理比特流的传输；链路层提供介质访问、链路管理；网络层的功能是寻址和路由；传输层建立主机端到端的连接；应用层提层的功能是寻址和路由；传输层建立主机端到端的连接；应用层提供应用程序间的通信；并从网络通信要解决的主要问题出发，讲解供应用程序间的通信；并从网络通信要解决的主要问题出发，讲解了了命名与编址、寻址与路由命名与编址、寻址与路由的基本工作原理。的基本工作原理。最后通过实例介绍了最后通过实例介绍了应用层域名服务、万维网、应用层域名服务、万维网、FTPFTP服务、电服务、电子邮件、远程登录子邮件、远程登录等常用服务工具的基本原理及使用方式。等常用服务工具的基本原理及使用方式。小结小结