第七章_应用层.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 应用层,7.1,概述,7.2,域名系统,DNS,7.3,万维网,WWW,7.4,文件传输协议,FTP,7.5,电子邮件,7.1,概述,7.1.1,应用层协议,应用层是,OSI,参考模型的最高层，是用户应用程序与网络的接口，它通过使用下面各层所提供的服务直接向用户提供服务。,应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。最主要的特征是：客户是服务请求方，服务器是服务提供方。,应用进程是指在为用户解决某一类应用问题时在网络相互通信的进程。,应用协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议。,2,TCP/IP,协议簇及协议间关系,FTP,TELNET,HTTP,NFS,SMTP,SNTP,SFTP,DNS,TCP,UDP,ICMP,IP,IGMP,ARP,RARP,数据链路层,网络层,传输层,应用层,3,7.1.2,因特网中提供的服务,常用服务主要有以下几类：,1,）信息浏览与查询类服务：,WWW,服务、搜索引擎等,2,）基本服务：文件传输（,FTP,）、电子邮件,E-mail,、远程登录（,Telnet),3,）电子公告类服务：网络新闻组（,Newsnet,）、电子公告牌（,BBS,）,4,）在线交流类服务：网上聊天、网络电话、网络会议（,NetMeeting,）、,IP,电话等,随着计算机技术与网络技术的发展，,Internet,服务也在不断发展变化。一些早期的服务如超级地鼠,Gopher,（一种基于菜单的,Internet,信息查询工具）、广域信息服务,WAIS,（一种基于关键词的,Internet,信息检查工具）和文件检查服务,Archie,已经被,WWW,服务所取代。,4,7.2,域名系统,DNS,因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用,分布式,的域名系统,DNS,。,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,因特网采用了层次树状结构的命名方法。,域名的结构由标号序列组成，各标号之间用,点,隔开：,.,三级域名,.,二级域名,.,顶级域名,各标号分别代表不同级别的域名。,5,顶级域名,TLD,(Top,Level Domain),(1),国家顶级域名,nTLD,：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,gTLD,：最早的顶级域名是：,.com,（公司和企业）,.net,（网络服务机构）,.org,（非赢利性组织）,.,edu,（美国专用的教育机构）,.,gov,（美国专用的政府部门）,.mil,（美国专用的军事部门）,.,int,（国际组织）,(3),基础结构域名,(infrastructure domain),：这种顶级域名只有一个，即,arpa,，用于反向域名解析，因此又称为反向域名。,6,因特网的域名空间,根,四级域名,www,mail,bj,edu,com,cctv,ibm,hp,二级域名,pku,aiai,三级域名,com,net,org,edu,gov,aero,cn,uk,顶级域名,7,3.,域名服务器,在,Internet,中向主机提供域名解析服务的机器称被为域名服务器或,DNS,服务器。,树状结构的,DNS,域名服务器,根域名服务器,org,域名服务器,com,域名服务器,域名服务器,二级域名服务器,根域名服务器,顶级域名服务器,域名服务器,本地域名服务器,域名服务器,域名服务器,8,7.2.2 DNS,的服务,1.DNS,的服务概述,把主机名转换成,IP,地址的解析服务，称为域名解析服务,2.DNS,查询,主机向本地域名服务器的查询一般都是采用,递归查询,。如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的,IP,地址，那么本地域名服务器就以,DNS,客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。,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,。当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的,IP,地址，要么告诉本地域名服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地域名服务器进行后续的查询。,9,本地域名服务器采用迭代查询,顶级域名服务器,二级,域名服务,本地域名服务器,根域名服务器,迭代查询,本地域名服务器：,xxx.nus.edu.sg,递归,查询,需要查找,的,IP,地址,三级域名服务器,dns.tsinghua.educom,的,IP,地址,10,本地域名服务器采用递归查询,顶级域名服务器,三级,域名服务,器,本地域名服务器,xxx.nus.edu.sg,根域名服务器,递归查询,递归,查询,的,IP,地址,需要查找,的,IP,地址,11,域名的高速缓存,每个域名服务器都维护一个高速缓存，存放最近用过的名字以及从何处获得名字映射信息的记录。,可大大减轻根域名服务器的负荷，使因特网上的,DNS,查询请求和回答报文的数量大为减少。,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计时器，并处理超过合理时间的项（例如，每个项目只存放两天）。,12,7.3,万维网,WWW,7.3.1,万维网概述,WWW,（,World Wide Web,）又称万维网，它并非是一个特殊的计算机网络，而是一个分布式的超媒体信息查询服务系统，简称,Web,。,Web,站点,Web,站点,WWW,客户机,Web,站点,链接到,链接到,链接到,间接访问所连接的页面,13,万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,(Uniform Resource Locator),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唯一的标识符,URL,。,:/:/,ftp,文件传送协议,FTP,http,超文本传送协议,HTTP,Telnet,远程登陆协议,TELNET,URL,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,是存放资源的主机,在因特网中的域名,有时可省略,14,(2),怎样使万维网文档都能在因特网上的各种计算机上显示出来，同时使用户知道在什么地方存在着超链？,超文本标记语言,HTML(,HyperText,Markup Language),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。,15,一个,HTML,的例子,HTML,很容易掌握,这是第一个段落。虽然很,短，但它仍是一个段落。,这是第二个段落。,HTML,文档中标签的用法,HTML,文档开始,标题,首部结束,主体开始,1,级标题,第一个段落,第二个段落,主体结束,HTML,文档结束,首部开始,16,3.,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）。,4.,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(,HyperText,Transfer Protocol),。,HTTP,是一个应用层协议，它使用,TCP,连接进行可靠的传送。,17,7.3.2,超文本传送协议,HTTP,超文本传输协议,HTTP,是一个应用层协议。,HTTP,协议定义了浏览器（万维网客户进程）怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及怎样把文档传送给浏览器。,设计思想：客户给服务器发送请求，服务器向客户发送响应。,在客户和服务器之间的,HTTP,事务有两种类型：请求和响应,每个万维网服务器都持续不断地运行一个服务器进程，它通过,TCP,的熟知端口,80,监听浏览器（客户进程）向它发出连接请求。如果客户要上网访问，浏览器就通过,URL,指向某个,Web,服务器发出请求。该服务器监听到客户的连接请求，双方建立起,TCP,连接。浏览器向服务器发送送浏览某个页面的请求，服务器返回所请求的页面。最后，,TCP,连接释放。,18,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,响应文档,HTTP,请求报文,请求文档,万维网的工作过程,19,7.4,文件传输协议,FTP,7.4.1 FTP,概述,1,、,FTP,基本概念,文件传送协议,FTP(File Transfer Protocol),是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。,FTP,提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限。,FTP,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之间传送文件。,2.FTP,的基本工作原理,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。,FTP,的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。,20,2.FTP,的基本工作原理（续）,FTP,服务器运行守护进程，等待用户的,FTP,请求,用户运行,FTP,命令，请求,FTP,服务器为其服务,服务器守护进程派生子进程与用户进程,FTP,交互，建立文件传输控制连接，,TCP,端口,21,。守护进程回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求，守护进程与子进程的处理并发执行,用户输入文件传输子命令，服务器接收子命令，如果命令正确，双方各派生一个数据传输进程，建立数据连接，,TCP,端口,20,，传输数据。,本次子命令的数据传输完，拆除数据连接，结束数据传送进程,用户继续输入文件传输子命令，重复（,4,）（,5,）的过程，直到用户键入退出,FTP,命令，双方拆除控制连接，结束文件传输，结束控制进程。,21,FTP,使用的两个,TCP,连接,控制进程,FTP,客户端,FTP,服务器端,因特网,TCP,控制连接,TCP,数据连接,用户界面,控制进程,数据传送,进程,数据传送,进程,22,7.5,电子邮件,7.5.1,概述,1,、电子邮件的概念,1,）电子邮件,2,）电子邮箱,3,）电子邮箱地址,收件人邮箱名,邮箱所在主机的域名,例如，电子邮件地址,wujie,邮箱所在的主机的域名,在全世界必须是唯一的,这个用户名在该域名,的范围内是唯一的。,23,2.,用户代理和电子邮件服务器,用户代理,UA,(User Agent),就是用户与电子邮件系统的接口，是电子邮件客户端软件。,用户代理的功能：撰写、显示、处理和通信。,邮件服务器的功能是发送和接收邮件，同时还要向发信人报告邮件传送的情况（已交付、被拒绝、丢失等）。,邮件服务器是因特网邮件服务系统的核心。邮件服务器需要使用发送和读取两个不同的协议。,24,3.,电子邮件传输与读取协议,在用户代理向邮件服务器发送邮件以及邮件服务器间传输电子邮件时，使用的是简单邮件传送协议,SMTP,（,Simple Mail Transfer Protocol,）。,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,POP3,（,Post Office Protocol,），或交互式电子邮件存取协议,IMAP,（,Interactive Mail Access Protocol,），它取决于邮件服务器支持的协议类型。,一个电子邮件系统应具有三个主要组成构件：电子邮件应用程序、邮件服务器、邮件传输协议和邮件读取协议,25,4.,电子邮件服务的工作过程,邮件服务器按照客户服务器方式工作,用户,A,用,户,代理,用,户,代理,Internet,用户,B,发送邮件缓冲区,用户信箱,SMTP-C,（,发送邮件）,SMTP-S,（,接收邮件）,用户,A,邮局,发送邮件缓冲区,用户信箱,SMTP-S,（,接收邮件）,SMTP-C,（,发送邮件）,用户,B,邮局,TCP,连接（,25,端口）,发送邮件,SMTP,读取,邮件,POP3,POP3,发送,邮件,SMTP,SMTP,POP-S,POP-C,POP-S,POP-C,TCP,TCP,发送和接收电子邮件的重要步骤,发送邮件,SMTP,TCP,连接（,25,端口）,TCP,TCP,26,