《计算机通信应用层》PPT课件.ppt

计算机通信网 第13章 应用层,第13章 应用层,13.1 网络应用模式,1.客户-服务器模式（C/S）,2.处理并发请求的方案,并发服务器 特点：灵活性好、实时性好、开销大。 重复服务器,功能：规定应用进程通信应该遵循的协议。,浏览器-服务器模式（B/S）,随机性、非对等性、高效性,13.2 域名系统（DNS）,结构：联机分布式数据库系统,模式：C/S,传输：UDP，周知端口53,13.2.1 Internet域名结构,1.层次结构,,若干级,每级域名由英文和阿拉伯数字组成，不区分大小写，不超过63个字符，整个域名不超过255个字符。,2.命名树,3.域名是逻辑概念，与地理位置无关。,下级由上级分配和管辖,4.相对域名与绝对域名。,.com 公司企业 .net 网络服务机构 .org 非赢利性组织 .edu 教育部门 .gov 政府机关（美国专用） .mil 军事部门（美国专用） .int 国际性的组织,通用顶级域名,.biz 商业 .info 网络信息服务组织 .pro 会计、律师和医生 .name 个人 .museum 博物馆 .coop 商业合作团体 .aero 航空,13.2.2 域名解析,1.域名服务系统的特点：,层次 记录域名与IP映射,每个域名服务器知道根域名服务器的IP 根域名服务器知道二级域名服务器的IP 每个域名服务器知道自己下一级域名服务器的IP,2.域名系统解析过程,访问本地域名服务器 访问非本地域名服务器,本地域名服务器 根域名服务器,联合协作系统,两种方式：递归解析 反复解析,复杂性和负担在 服务器 客户,3.域名缓存,13.3 远程登陆协议（Telnet）,用于访问远程系统的资源。,13.3.1 Telnet工作原理,特点：,C/S模式 TCP连接 23号周知端口 并发服务器,13.3.2 网络虚拟终端（NVT）,NVT编码格式：数据+控制,ASCII,13.3.3 Telnet命令,转义序列 以IAC开头,如： IAC IP （255 244）,13.3.4 Telnet选项协商,请求“WILL（选项代码）”表示“我想执行选项代码所指定的选项” 响应“DO/DONT（选项代码）”表示“同意/不同意执行此选项” 请求“DO（选项代码）”表示“要求对方执行选项代码所指定的选项” 响应“WILL/WONT（选项代码）”表示“同意/不同意执行此选项”,如：WILL 0（251 0） DO 0 （253 0）,13.4 文件传送协议（FTP）,13.4.1 FTP的客户-服务器模式,1.双重连接,控制连接：负责会话控制信息 21端口 命令集 NVT ASCII码形式 数据连接：负责传送文件 20端口 NVT ASCII码形式,2.并发服务,在一个FTP会话中，需建立一个控制连接和若干个数据连接，均为TCP连接。,13.4.2 FTP访问控制,严格的FTP访问 合法帐号：登录名+口令 匿名访问 公开帐号：anonymous + guest anonymous + 电子邮件形式,13.5 电子邮件（E-mail）,13.5.1 电子邮件系统,1）简单邮件传送协议 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol） 只能传输文本 2）多用途Internet邮件扩充 MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions） 可传输多种数据类型：文本、声音、图像和视像 3）邮局协议和因特网报文存取协议 POP（Post office protocol） POP3 IMAP（Internet message access protocol） IMAP4,1.概述,MOTIF（message oriented text interchange system） X.400,* 用户代理UA（User Agent） * 报文传送代理MTA( Message Transfer Agent),2.电子邮件系统的组成,用户主机、邮件服务器、电子邮件协议,用户主机上的用户代理UA 发件撰写、收件显示、收件处理、交付和读取邮件,邮件服务器上的报文传送代理MTA,邮件发送、邮件接收、邮件传送情况报告,电子邮件协议：SMTP、POP,4）电文交换系统,3.电子邮件的传送过程,4.电子邮件地址,收信人邮箱名邮箱所在主机的域名,C D,13.5.2 电子邮件的信息格式,1.RFC822 * 早期: ASCII码的文本邮件 * 两部分组成：首部(header)、正文(body) * 首部关键字： To： 开头，接收方电子邮件地址列表 From： 发送方电子邮件地址 Cc： 发送副本的地址 Date： 发送日期和时间 Subject： 邮件主题 Reply-To：回复地址,2.多用途Internet邮件扩充MIME,支持传送多媒体数据类型 ，用ASCII码对任意数据进行编码，然后在标准电子邮件中传输。,1）邮件内容类型,2）邮件首部扩充,MIME-Version： MIME版本 Content-Description：邮件内容描述 Content-ID：邮件标识符 Content-Type：邮件内容的类型 Content-Transfer-Encoding：内容传送编码方式,新增关键字：,如：,2）内容传送编码,a.一般的英文文本文件：使用ASCII字符 b.非英文文本（ASCII居多，并有少量非ASCII码 ）,二进制 01000001 11001001 00111101 十六进制 41 C9 3D 十进制 65 201 61 打印形式 “A” 非ASCII码 “=”,01000001 00111101 01000011 00111001 00111101 00110011 01000100 41 3D 43 39 3D 33 44 65 61 67 57 61 51 68 “A” “=” “C” “9” “=” “3” “D”,编码后：,c.任意二进制文件（64字符编码）,二进制数据 24bit的组 4个6bit的单位 063 AX, ax, 09, +，/ （ASCII字符）,二进制 00000001 01000100 11111111 6比特单位 000000 010100 010011 111110 Base64编码 “A” “U” “T” “+”,13.5.3 SMTP,MTA之间的通信协议 客户-服务器模式，发送:客户，接收:服务器。 TCP连接, 周知端口25 通信由可读的ASCII文本组成,* 14条命令和21种应答信息。 * 命令：由四个字母组成。 * 应答信息: 由代码(3位数字)开始，后面可附（也可不）文字说明。,SMTP:,( TCP三次握手后 ) Server: 220 SMTP Service ready Client: HELO Server: 250 OK ( 建立连接, HELO是命令，220 和 250 是应答代码 ) Client: MAIL FROM: Server: 250 OK Client: RCPT TO: （确认收方） Server: 250 OK ( 或 550 No Such user here ) Client: DATA Server: 354 Start mail sending; end with . Client: Happy birthday to you. Client: . Server: 250 OK Client: QUIT Server: 221 closing transmission channel,SMTP示例：,13.5.4 邮局协议（POP）,个人计算机(尤其是拨号上网) 不适合作MTA。 POP3: * 客户服务器模式，TCP连接, 周知端口110； * 客户计算机不定期检索邮件，独立阅读处理。,* 邮件服务器, 运行SMTP和POP3, 安装邮箱，收发邮件; 由单位或ISP安装。,Internet报文存取协议IMAP4(Internet Message Access Protocol),* 客户-服务器模式，用户检索服务器上的邮件。 * 可操纵服务器的邮箱，创建维护邮件夹。,基于Web方式的邮件访问协议,13.6 万维网（WWW）,13.6.1 概述,1）大规模分布式信息系统，用超链的方法获取信息。 2）工作方式：B/S 3）万维网文档定位：统一资源定位符（URL） 4）超文本传送协议（HTTP），基于TCP的可靠传输 5）超文本标记语言（HTML）,13.6.2 统一资源定位符（URL）,URL（Uniform Resource Locator）的格式:,http 超文本传送协议HTTP ftp 文件传送协议FTP telnet 用于交互式会话 mailto 电子邮件地址,大、小写不区分，但多用小写 常用服务器的端口号可省略,http：//xxx/aa.htm,若省略路径和文件名，则表示主页,http：/,其它访问方式：,ftp：/ ftp：//ours/me.txt,缺点：必须告知主机,全球资源标识符URI（universal resource identifier）,13.6.3 超文本传送协议（HTTP）,1.概述 1）版本 HTTP1.0、HTTP1.1 2）基于TCP，本身并无可靠性机制 3）服务器利用80端口监听,2.两类报文,HTTP客户请求报文 HTTP服务器响应报文,请求行和状态行,首部行 说明浏览器、服务器和报文主体的一些信息。,实体主体,方法：GET HEAD PUT POST DELETE COPY,13.6.4 万维网工作原理,服务器：服务器进程，80端口监听 客户 ：客户进程，不定时请求服务,http:/ /xx/txgc/index.htm 浏览器分析页面的URL； 服务器域名()解析; 浏览器使用服务器的IP地址和周知端口80与服务器建立TCP连接； 浏览器HTTP命令：GET/xx/txgc/index.htm； 服务器响应，将文件index.htm发送给浏览器； 双方释放TCP连接； 浏览器显示文件index.htm的页面。,1.浏览器访问Web服务器,2.万维网代理,运行在本地LAN上的一台主机上的一个进程。,缓存 浏览器配置 Web代理同时为客户和服务器,3.浏览器访问FTP服务器,1）含有FTP客户的浏览器直接访问,2）通过FTP代理访问,4.浏览器,一组客户 + 一组解释程序 + 一个控制程序,5.服务器,响应速度受到磁盘访问时间的限制。,1）缓存 2）多线程模式,3）Web服务器场,13.6.5 超文本标记语言（HTML）,HTML（hypertext markup language） 制作万维网页的标准语言 关键：设置标签（tag），即指明信息显示的格式,1.格式与标签,元素格式：元素内容,两部分:首部 + 主体,段落（paragraph）、表格（table）、图像（image）,标题（title）, HELLO WORLD! 世界你好！ 你好世界！ ,2.HTML的超链,1)标签: , A(Anchor), 锚, 扎到超链的终点。 start,青岛科技大学,优秀人才,例：,图片:,2)远程链接、本地链接,定义： terminal-characters 链接到一个命名锚： start 命名锚还可链接到本地其它HTML文件上，但不能连接到其它网点的文件上。,3)命名锚(named anchor):链接到同一文件中某处定义命名锚（链接的终点）。,13.6.6 动态Web文档技术,万维网的三种基本形式：,静态文档 动态文挡 活动文挡,13.5 动态主机配置协议（DHCP）,提供动态配置IP的机制 除配置IP地址，还可配置子网掩码、默认路由器IP地址和DNS服务器IP地址。 采用C/S模式 采用UDP连接、67号端口,1. 概述,2. 工作过程, DHCP客户广播发现报文DHCPDISCOVER DHCP服务器作出响应DHCPOFFER DHCP客户发出请求报文DHCPREQUST DHCP服务器作出响应DHCPACK,3. 租用期(lease period),T、T1=0.5T 、T2=0.875T 、 T2=T,1）终止：DHCP客户发送释放报文DHCPRELEASE。 2）续租：, T1时刻，DHCP客户发出请求报文DHCPREQUST, T2时刻，客户广播请求报文DHCPREQUST，服务器发DHCPACK或DHCPNAK。,DHCP服务器同意续租，发确认DHCPACK DHCP服务器不同意续租，发否定确认DHCPNAK DHCP服务器无响应, T3时刻，回到初始状态，重新申请。,第14章 Sorket网络通信编程,14.1 套接字 Socket,14.1.1 网络应用程序编程接口,操作系统OS（operating system）： 内核和系统应用程序、应用程序 TCP/IP网络操作系统 应用程序编程接口API(application program interface)，Socket机制。,概念：套接字看成是网络环境下UNIX文件访问机制的一般化，文件描述字-套接字描述字，是一种网络API 。 使用：类似文件描述字 ： *打开文件文件描述字使用描述字write/read *创建套接字套接字描述字（地址绑定和TCP连接) 使用描述字write/read 套接字对（Socket pair）：标识一个TCP连接，定义连接两个端点的四元组。 套接字机制基于客户服务器模式。,14.2.1 套接字的创建与关闭 创建调用: sockid：系统调用socket（）的返回值，整数， Socket描述字，或称Socket号。 pf(protocol family)：协议族 PF_INET：IPv4 互联网协议 PF_INET6：IPv6 互联网协议 PF_UNIX：UNIX内部地址，文件路径名 type:类型，应用程序指定通信服务类型 SOCK_STREAM： 流socket； SOCK_DGRAM： 数据报socket； SOCK_RAW： 原始socket；,14.2 Socket 网络通信编程, protocol协议,当一一对应时，protocol可置为0，默认协议. S = socket ( PF_INET, SOCK_STREAM, 0 ) -TCP 套接字关闭:,14.2.2 绑定本地地址 将本地socket地址（IP地址和端口号）与所创建的socket号联系起来，亦称socket命名。 绑定调用： sockid：socket号； localaddr：指向socket地址结构的指针； addrlen：地址长度（字节）。 bind（）成功返回0，失败返回-1。 网络字节顺序：高位先存（big-endian）： 0 ： 低地址 高地址,13.2.3 建立连接,1. 请求连接 客户端的动作，一般用于面向连接的流socket。 请求连接： sockid：本地socket号； destaddr：指向对方sock