《计算机网络》PPT电子课件教案-第七章 Internet及其应用.ppt

第七章 internet及其应用,7.1 internet简介 7.1.1 internet 的发展 internet起源于美国国防部高级研究计划局（darpa）为改善美国政府和国防研究机构之间的通信联系而建立起来的一个实验性通信网络arpanet。 internet的产生是由各种技术及其发展所引起的，其核心就是tcp/ip协议和网络互连设备路由器的概念。,7.1.2 internet 的管理,internet并不是“一个网络”，它是一个由许多类型的物理网络，经由网关设备（主要是路由器）互相连接而成的互联网，然后用网间协议的机制在逻辑上完成整体联系的“松散式互连网络”。 tcp/ip协议将不同的底层协议细节（包括底层网络技术、拓扑结构等）隐蔽起来，向上（包括用户和应用程序）提供通用的、一致性的网络服务。因此，在用户看来，整个互联网是一个统一的网络。,1组织性网络（users network） 组织性网络可以看作是用户级网络，是指那些接入internet的用户组织管理的各自的内部网络（如：校园网、企业网、公司网络等等），属于internet组织结构中的自治系统，它直接拥有自己的大量用户。 组织性网络通过外围网关系统（gateway），接入到就近地区性网络的“internet服务提供者”（isp）结点。,2地区性网络(regional network) 一个地区性网络往往覆盖较宽的地区，如一个省、州甚至是一个国家。这些地区性网络除了向用户提供到nternet的连通性外，还提供一系列相关服务，如帮助用户管理网络、申请网络（ip）地址、为单位用户提供邮箱等。所以，一个地区性网络中心，一定是internet服务提供者isp。,3主干网络（backbone network） 地区性网络通过核心网关系统，与主干网络互连。大量外围的地区性网络通过这种核心级网络的“中转”作用，使internet实现世界范围内连通用户的目的。 第一个主干网络应是美国的nfsnet，另一个有名的主干网络是欧洲的ebone 。, internet协会isoc internet体系结构委员会iab（internet architecture board） internet工程部ietf（internet engineering task force） internet研究部irtf（internet research task force） 网络信息中心（nic）,7.2 域名系统（dns）,7.2.1 特殊的ip地址 每台直接连接到internet上的计算机、路由器都必须有一个在internet上惟一的ip地址，这是internet赖以工作的基础。ip地址中的网络地址是由internet网络信息中心（nic，network information center）来统一分配的，它负责分配最高级的ip地址，并授权给下一级的申请者成为internet网点的网络管理中心。,7.2 域名系统（dns）,ip地址的惟一性是指internet中的一个ip地址只能对应一台主机。如果一台主机连接到两个或以上的物理网络中，那么它就有两个或两个以上的ip地址，例如路由器。这样的计算机被称为多宿主机（multi-homed hosts）。,7.2.2 域名系统（dns）,域名系统（dns，domain name system）是tcp/ip提供的一种字符型的名字机制。它将计算机域名映射为对等的ip地址，域名的数据库不是保存在单个计算机上，而是分布在internet各站点上数量巨大的服务器上。 dns主要包含两方面的内容，一是主机域名的管理，另一个是主机域名与ip地址之间的映射。,1dns概念 dns采用了层次化的、分布式的、面向客户机/服务器模式的名字管理来代替原来的集中管理，并允许命名管理者在较低的结构层次上管理自己的名字。,2dns域名空间与层次 dns命名机制是层次型命名机制，即在主机命名时加入了层次形的结构，名字的层次对应于层次名字空间（hierarchy name space）。这是一个规则的树形结构的名字空间。每个结点都有一个独立的结点名字，如图:,dns将整个网络的名字空间分成了若干个域。一个结点的域由该结点以及该结点以下的名字空间组成。语法上，每台计算机的域名由一系列由字母和数字构成的段组成。例如，重庆邮电学院的www主机具有域名:。,3dns域名格式 通常internet主机域名的一般格式是：主机名.单位名.类型.国家代码。dns中不区分域名中的大小写。 （1）顶级域名 为了保证dns在全球的统一性，internet规定了一组正式的通用标准 标号作为顶级域名，即第一级域名，如表:,顶级域名有两种模式： 组织模式:组织模式是按管理组织的层次结构来划分域，产生的域名就是组织性域名。例如，一个名为xinke的公司可能请求在顶层域com下被指派为xk。如果管理域名的internet构同意这个请求，它将给xinke公司指派域名：,地域模式:地域模式是按国家地理区域来划分域名，用两个字符的国家代码代表主机所在的国家。例如，“cn”代表中国， “jp”代表日本，“ca”代表加拿大等。,（2）其他子域名 除了顶级域名，各个国家有权决定进一步划分域名。大部分国家都按组织模式再进行划分。中国自登记了最高域名“cn”以后，又进一步规定了二级域名。如表:,主机域名的3级域名一般代表主机所在的域或组织。例如：“cqupt”表示重庆邮电学院，“tsinghua”表示清华大学等。 主机域名中的4级域名一般表示主机所在的院、系、研究室等下一级单位。从理论上讲，域名可以无限细化。但通常级数不超过5级。例如:表示隶属于中国教育网的重庆大学的www主机； 美国主机名省略国别，如：表示美国kanasas州立大学的www主机。,7.2.3 域名解析,域名解析有两个方向：从主机域名到ip地址的正向解析、从ip地址到主机域名的反向解析。域名解析是由一系列的域名服务器来完成的。本质上，整个域名系统以一个大的分布式数据库的方式工作。大多数具有internet连接的组织运行一个域名服务器。每个服务器包含连向其他域名服务器的信息；结果是这些服务器形成一个大的域名数据库。,7.2.3 域名解析,目前有三种不同类型的域名服务器： （1）本地域名服务器 （2）根域名服务器 （3）授权域名服务器,dns服务器按照域名层次安排它的层次，每个服务器作为域名体系中的一部分的管辖者。一个根服务器占据着这个层次体系的顶部，它是顶层域的管辖者。虽然根服务器并不包含所有可能的域名，但它知道如何找到处理相应请求的服务器。收到域名查询后，根域名服务器提供该域名所在的第一级域的域名服务器的地址，第一级域域名服务器再提供该域名所在第二级域的域名服务器的地址，如此进行下去，直到得到最后答案。,递归查询 递归查询与迭代查询相结合,2dns性能的优化 在dns中主要有两方面的优化： 复制:每个根服务器是被复制的；该服务器的许多副本存在于整个世界上。,缓存:每个服务器都保留一个域名缓存。当一个应用第一次查找一个域名时，本地dns服务器将该对应地址置于缓存中。服务器可以将缓存中对应的地址返回给随后的请求，而不是与作为管理者的服务器再次通信。,dns中的条目称为资源记录（rr）。dns数据库中的每一项包括三个元素：域名，记录类型，值。例如：这里有域中关于主机sola的四个dns记录：,sola in a 2066222633 in aaaa 5flb：df00：ce3e：e200：0020：0800：2078：e3e3 in mx 5 solaxinkecom in mx 10 mailhostxinkecom,7.3 internet基本服务及协议,7.3.1 文件传输协议（ftp） 1文件传送系统概述 ftp是internet中进行网络文件传送操作的主要应用层协议。它也是基于客户机/服务器工作模式实现的，用户计算机是客户方，网络的文件服务器是服务器方。客户机和服务器在ftp连接下，存在以下两种状态。 （1）交互命令态：（2）文件传送态,7.3 internet基本服务及协议,ftp文件传送系统具有如下3个特点。 （1）交互式的用户界面 （3）具有权限控制能力 （2）适应不同类型文件的传送,2ftp协议机理 ftp也是一种客户机/服务器工作模式服务系统，但要注意到它与一般的客户机/服务器模型的不同：ftp客户/服务器之间要建立双重的ftp连接，一个是控制连接，另一个是数据连接。,ftp系统的客户/服务器模型,常见的ftp命令:,3ftp访问控制 现行的ftp应用系统同时具有以下两种访问控制级别: 严格访问控制 又叫“账号用户访问控制”。客户用户在访问某个服务器主机之前，必须预先向欲访问主机申请一个合法的用户名和口令，然后在运行ftp系统时才能建立ftp连接。这时该用户才享有服务器所赋予的相应访问权限和进行相应的文件操作。, 非严格访问控制 又叫“匿名用户访问控制”，允许客户机以匿名身份和e-mail地址作为口令进行登录注册，以完成ftp连接。,7.3.2 远程登录协议（telnet）,1远程登录概念及其工作模式 本地登录实现非网络环境的多用户联机系统，而远程登录实现网络环境的远程多用户联机系统。远程登录是为本地的用户端系统能访问远地主机并使用它的可共享资源提供一种手段。,2telnet协议机理 telnet提供3种基本服务，即： 网络虚终端（nvt）服务 一组标准选项以及对选项的协商机制 远程登录telnet连接的对等性,telnet协议的工作原理,3telnet选项及协商 telnet有一组选项，用于配置客户机与服务器之间tcp连接的轮廓（操作环境参数），不同的轮廓可以实现不同终端类型与主机类型（异构系统）之间互通环境，因而使得telnet具有通用性。这些选项是可协商的，一般情况下，选项协商由客户方发起，服务器选定。如表 :,7.3.3 简单邮件传输协议（smtp）,1电子邮件系统e-mail 的构成 在概念上，e-mail系统可以分成用户界面和报文传输两大部分，但由于协议实现上的简洁性，在功能结构上并未形成明显的界限。,e-mail系统构成框图,用户代理(ua)负责报文的生成与处理，报文传送代理（mta）负责建立与远程主机的通信与报文数据的传输，邮件数据存储系统ms负责保存邮件。邮件在发送端的mta与接收端的mta之间的tcp连接上，进行“端-端”的直接传输或存储转发传递。,单端e-mail系统原理图,2电子邮件地址和邮件格式 电子邮件地址表示用户拥有邮箱的确切网络位置，其格式为： localdomain 其中，local是邮件用户在邮件服务器中的信箱名，domain是邮件服务器主机的域名。,internet电子邮件的报文格式由两部分组成：报头部分和报体部分，中间空开一行。报头部分填入一些控制信息，报体部分包含了用户报文的主体，即发送报文的具体内容，是未规定格式的文本形式。,下面是一个典型的报头行： to：（接收方电子邮件地址） from：（发送方电子邮件地址） subject：（报文的主题词） cc：（报文副本的接受者地址） attachment：（随同报文发送的附件）,3smtp协议机理 smtp也是基于客户机/服务器工作模式来实现的。,e-mail系统smtp实现模型,smtp协议命令集,7.4 万维网www,7.4.1 www的功能及特点 万维网（www，world wide web）是一种交互式图形界面的internet服务，具有强大的信息连接功能。通过它能访问internet上数以万计的计算机上的链接文件。 www是以超文本标记语言（html）与超文本传输协议（http）为基础的信息浏览系统。www同样采用客户机/服务器工作模式，其中www服务器（web服务器）采用超文本链路来连接网页。,1.超文本（hyper text） 所谓的超文本技术，借鉴了菜单方式。在一篇文档中，将某些单词或词组暗藏着与其他文档的关联，通过文档中的这些词能简单而又迅速地找到所关联的文档，并将它调来阅读或处理。这样的词被称为“热字”（hot word）。,在超文本中，用户直接看到的是文本信息，在浏览文本信息的同时，随时可以选中其中的热字，阅读自己关心的其他内容。超文本正是在文本中包含了与其他文本的链接，形成了它最大的特点，无序性。,2. 超媒体（hyper media） 在多媒体的信息浏览中引入超文本的概念，就是超媒体。用户在使用超媒体浏览信息时，不仅能从一个文本跳转到另一个文本，而且还可以激活一段声音、显示一个图形甚至播放一段动画。,3. 超链接（hyper link） 类似于高级语言介绍的“指针”概念，一个超链接就是在两个对象之间激活一次http协议，从而使信息的显示内容从第一个对象转换为第二个对象，不论这两个对象在internet上的哪台主机上，也不论这些对象是超文本或超媒体。,7.4.2 url,url（uniform resource locator），即统一资源定位符。internet上资源的地址由统一资源定位符url来定义。url能够完整地描述因特网所有数据项的地址，这个地址可以指向web服务器上的文档、页面和页面中的章节、视频文件以及数据库资源，可以是本地的，也可以是因特网上的其他服务器，包括ftp，smtp，gopher等。,url的格式如下： protocol：/host:port/path/file “protocol”是各种因特网应用协议名称。例如：http、ftp、mailto、file（本地文件）、news（新闻组）、gopher（分类索引）等。 “host”是资源服务器主机的ip地址或域名。 “port”是选项。通常是可省略默认的端口号。 “path”是资源所在主机内的位置的路径。例如：/public/command/ “file”是资源文件名。,还有一个通用的万维网标识符，即通用资源标识符uri（universal resource identifier）。请注意，这里的u是universal而不是uniform的缩写。 uri使一个资源的名字与其位置无关，甚至与访问的方法都无关。uri包括了url和统一资源名字urn（uniform resource name）。因此uri可以看成是一种广义的url。而url只是uri的一种类型，在url中指明了访问的协议以及一个特定的因特网地址。,7.4.3 超文本传输协议（http）,1www的工作模式及链接技术 www采用分布式客户机/服务器模式。所谓“分布式”是指这里所说的服务器分布，可以是在internet中任何站点的一个或多个服务器，可以是web服务器也可以是其他类型的服务器，www用户能够在客户机上通过客户浏览程序访问网络上各种超文本和超媒体信息。,7.4.3 超文本传输协议（http）,一般称www客户端程序为浏览器。www浏览器可以用来显示包含“链接”的www文档。这种文档又叫网页，它包含许多超链接。超文本技术提供了不同文档以及不同文档类型之间的链接。,2http协议机理 www客户程序与web服务器之间使用超文本传输协议http进行连接通信，它也是tcp/ip之上的因特网应用层协议。http的执行模式是面向事务的处理方式，也即每一次请求建立的会话连接只完成对一个事务的处理过程，完毕后立即释放连接，这一过程就称为一个www事务。,http的协议执行过程分为如下3个阶段。 （1）www事务开始阶段 客户程序根据链接点信息向域名系统请求解析出目标服务器主机的ip地址； 客户机xx端口与服务器主机80端口之间建立tcp连接； 客户浏览器实体与服务器的httpd创建的对应子进程之间建立会话连接。,（2）www事务处理阶段 客户程序发出带路径和文件名的请求信息； web服务器对应子进程获取指定的资源文件，如果是非超文本的，还要转换成超文本形式的文件； 将资源文件内容发送给客户实体； 客户实体将接收到的资源文件按照格式命令在用户界面上进行显示。 （3）www事务终结阶段,3 http的报文 http有请求报文和响应报文。这两类报文都是由以下三个部分组成。（1）开始行：用于区分是请求报文还是响应报文。 （2）首部行：用来说明浏览器、服务器或报文主体的一些信息。 （3）实体主体：在请求报文中一般都不用这个字段，而在响应报文中也可能没有这个字段。,http请求报文最主要的一些特点: 请求报文的第一行“请求行”只有三个内容，即方法，请求资源的url，以及http的版本。假定从清华大学的主页上要链接到“清华大学院系设置”的页面。http的请求报文的开始行（即请求行）应当是： get /chn/yxsz/index.htm http/1.1,下面是一个请求报文的例子: get /chn/yxsz/index.htm http/1.1 请求行使用了相对url host: 此行是首部行的开始，这行给出了主机的域名 connection: close 告诉服务器发送完请求的文档后就可释放连接,user-agent: mozilla/5.0 表明用户代理是使用netscape浏览器 accept-language: cn 表示用户希望优先得到中文版本的文档请求报文的最后还有一个空行,http响应报文的主要特点: 每一个请求报文发出后，都能收到一个响应报文。响应报文的第一行就是状态行。状态行包括三项内容，即http的版本，状态码，以及解释状态码的简单短语。 状态码都是三位数字，分为5大类共33种。,例如: 1xx 表示通知信息，如请求收到了或正在进行处理。 2xx 表示成功，如接受或知道了。 3xx 表示重定向，即要完成请求还必须采取进一步的行动。 4xx 表示客户的差错，如请求中有错误的语法或不能完成。 5xx 表示服务器的差错，如服务器失效无法完成请求。,7.4.4 html,超文本标注语言html（hypertext markup language）规定了浏览器上信息表示的格式，通过加入一些标志到普通文档中，说明文字格式和超链接内容。用html编写的文档（一般后缀为html/htm），是带有格式化编码的标准7位ascii文件，格式化编码含有文本字体、章节、表，以及超链接等信息。,1html语言的结构 html文件由元素组成，用于组织文件的内容和指导文件的输出格式。绝大多数元素是“容器”，即它有起始标记和结束标记。元素的起始标记叫做起始链接标签，结束标记叫做结束链接标签，在起始链接标签和结束链接标签中间的部分是元素体。每一个元素都有名称和可选择的属性，元素的名称和属性都在起始链接标签内标明。,在html中有三个字符具有特殊的意义，即： 表示一个标签的结束； & 表示转义序列的开始。,html的结构说明元素（字母大小写无差异）有： 文件类型（放在档案的开头和结尾） 文头（描述性资料，说明本文件的特点） 文件标题（必须放在“文头”区块内） 文体（文件本体）,例如： this demo sample html file demo this is my first html file ,一般来讲，html的元素有下列两种表示方法: 文字或超链接 文本或超链接,2基本元素说明 注释标签，*内容，浏览器不会显示。 （必须放在“文头”区段内）设定网页显示窗体名称。 （必须放在“文头”区段内）背景资料，例如字符集设定。 *设定教本语言和书写教本代码。 asp脚本代码。,php脚本代码。 html的浏览器是基于窗口的，用户可以随时改变显示区的大小， 所以html将多个空格以及回车等效为一个空格，这是和绝大多数字处理器不同的。html的分段完全依赖于分段元素。 强制换行，但不分段。 * 通知浏览器在输出时，对这部分内容几乎不作修改地输出，不进行格式化处理。,3超链接元素 字符串 在html文件中用链接指针指向一个目标。其中href属性中url为统一资源定位符说明 超链接的对象，字符串为热字。例如：ihep china homepage。 text 定义一段文字为一个标签。,提示信息跳转到标签处，url表示其他网页的地址，可省略。例如：text点击text跳 转到标记名为name的部分。 图像作为超链接。src代表图像文件位置，alt后的 字符作为图形的说明文字。,4排版元素 标题字体（？16，有6层选择） 标题的对齐方式 分栏排列*将*文字内容分两栏,加粗 斜体 底线 删除线,下标 上标 向中看齐（文字与图片都可以） 字体大小（从17）,基本字体大小（从17，内定为3） 字体颜色 划横线 横线对齐,横线厚度（以pixels为单位） 横线宽度（以pixels为单位） 5表格（table）元素 表格是网页中重要的排版元素，它像一个文字容器，专门用来组织排列网页上的各种信息。通过表格可以很方便地处理网页中文字、图片的对齐排列。,定义表格 表格框线（有或没有） 单元格左右留白,单元格上下留白表格宽度 宽度比率（页宽为100） 表格分列,表格列内容看齐 单元格（须与列并用） 单元格内文字不换行 单元格背景颜色,单元格横向间隔 单元格纵向间隔 单元格宽度（以pixels为单位） 单元格宽度比率（页宽为100） 表格标题（跟一样，不过会对中并加粗）,6分框元素 分框将浏览器的窗口分成多个区域，每个区域可以单独显示一个html文件，各个区域也可相关联地显示某一个内容，比如可以将索引放在一个区域，文件内容显示在另一个区域。可以将窗口横向分成几个部分，也可以分成纵向几个部分，还可以混合分框。,分框的基本结构如下： , this page uses frames,but your browser doesnt support them 分框格式总定义 分框行数分配 分框列宽度分配,定义个别分框 个别分框网页内容 个别分框名称 边缘宽度,边缘高度 卷动条 不可改变大小,无分框时的内容（如果浏览器不提供分框功能的话） 分框间的关联技术 7表单 从html2.0开始就增加了“表单”项目。表单（form）用来将用户数据从浏览器传递给万维网服务器。在创建动态文档时，表单和cgi程序经常配合使用。,定义表单 上传档案 输入栏位,续 栏位名称 栏位内定值 已选定（适用于checkboxes与radio boxes）,栏位宽度 最长字数 下拉式选单 下拉式选单名称,选单项目数量 多项式选单(多选） 选项 内定选项,文字输入区 输入区名称 输入区换行方式,7.4.5 xml,1xml的由来 xml（extensible markup language，可扩展标记语言）是最适合于作为构造数据的工具，它提供了将文本和其他媒体安置到构件中的一系列规则，并允许你管理和操纵所得到的结果。 sgml html xml,2xml相关技术 xml需要与相关的技术进行结合，其中包括html、css、xsl、url与uri、xll和unicode 字符集等。 （1）级联样式单（cascading style sheets） （2）可扩展的样式语言 （extensible style language）,3xml的应用 基于xml的web应用可以分为以下4类。 （1）需要web客户端在两个或更多异质数据库之间进行通信的应用； （2）试图将大部分处理负载，从web服务器转到web客户端的应用；,（3）需要web客户端将同样的数据以不同的浏览形式提供给不同的 用户的应用； （4）需要智能web代理，根据个人用户的需要裁减信息内容的应用。,7.4.6 www的工作过程,web浏览采用客户/服务器模式。当给定了一个文档的url，浏览器变成一个客户，向指定url的计算机上