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第三章网络TCP IP协议概述 课程目标 1 了解OSI模型2 领会域名的概念 1 3 1OSI模型 ISO IEC是国际标准化组织和国际电工委员会的英文缩写 它是致力于国际标准的 自愿和非赢利的专门机构 最著名的OSI标准是ISO IEC7498 亦称为X 200建议 该体系结构标准定义了异质系统互联的七层框架 也称为OSI参考模型 基于此框架 各协议规范可进一步详细地规定每一层的功能 而每一层使用下层提供的服务 并向其上一层提供服务 2 3 1 1协议分层和对等进程 协议分层减少了网络协议设计的复杂性协议是通信双方关于通信如何进行达成的一致一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层进行对话 对话的规则就是第N层协议不同机器里包含对应层的实体叫对等进程对等进程利用协议进行通信 3 3 1 2OSI层次体系结构 4 3 1 3应用层 应用层用于定义一系列应用程序 这些应用程序处理文件传输 终止会话和消息交换 应用使用这一层定义的过程来访问下面的网络服务 应用层协议 虚拟终端文件传输访问和管理 FTAM 分布式事务处理 DTP 信报处理系统 X 400 目录服务 X 500 5 3 1 4表示层 表示层的得名来自它的作用 向应用层表示数据 它基本是一个翻译程序 在传输之前将数据改编为标准格式以便成功地传送 计算机应配置成可以接收这种通用格式化的数据 6 会话层 7 传输层 处理数据的逻辑传输 为系统间移动信息提供了一种高级控制 包括更加复杂的出错处理 优先分级和安全性特征 将所创建的数据分成大小正确的段 其大小由网络正在进行的技术所规定 以太网每段的限额为1500字节 好处为 机器不会被 长信 长期独占 为纠错带来极在好处检错也是传输层的重要责任 可靠传输 非可靠传输 8 网络层 处理数据的逻辑传输定义为在系统之间开辟和维护网络路径的协议网络层进行软件编址网络层和数据传输和交换过程有关 而对上面的层隐藏了这些过程路由器在网络层操作 9 数据链路层 负责管理数据的物理传输定义在两个系统的物理连接之间发送和接收信息的规则 这一层为进行传输 对数据进行编码和编帧 另外还提供出错检测和控制 数据帧格式如下 起始指示器源地址目标地址控制部分数据出错控制 10 物理层 负责数据的物理传输物理层定义接口的物理特性有两项任务 发送比特和接收比特 11 3 2域名系统 因网络进行通信最终需要使用二进制地址 因此需要一些机制把ASCII串网络名转换为二进制网络地址 域名系统DNS DomainNameSystem 主要用来把主机名和电子邮件地址映射为IP地址 其核心是分级的 基于域的命名机制 以及为了实行这个命名机制的分布式数据库系统 DNS的使用方式 应用程序调用一种名叫解析器 resolver 的库过程 参数为网络名字 解析器将UDP分组传送到本地DNS服务器上 本地DNS服务器查找名字并将IP地址返回给解析器 解析器再把它返回给调用者 3 2 1计算机域名的结构 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 吉林大学具有域名 概念上 因特网被分为几百个顶层域 每个域可包含多个主机 也可被分为若干子域 可以用树结构表示域的划分 树叶代表没有子域的域 一个树叶域可以包含一台主机 也可以包含上千台的主机 DNS的顶层 域名系统规定的最高域的值 12 3 2域名系统 域名的层次规则 最重要的部分位于右边 最左边的段是单台计算机的名字 其他段标识拥有该域名的机构 域名的段规则 一个域名有几个段 除了规定最高域的选择方法外 域名系统既不规定每个域名中段的个数 也不规定这些段代表什么 每个组织能够选择该组织内计算机域名中段的数目以及这些段所代表的意义 13 3 2域名系统 域名对大小写不敏感 成员名最长达63个字符 路径全名不超过255个字符 当一个组织希望参加域名系统时 必须申请其中一个顶层域下的一个域名 大多数公司选择登记在com域下 一旦一个组织被指派到一个域 后缀将为该组织保留 其他组织将不会被指派到相同的后缀 域名最高域段的值 一旦一个新的域被创建和登记 它就可以创建子域 无须征得树的上级同意 命名遵循组织界限 而非物理网络 14 3 2域名系统 15 3 2域名系统 7 2 3名字服务器 DNS的一个主要特点 自治 DNS系统允许每个组织为计算机指派域名或改变域名而不必通知中心机构 自治的实现 命名体系通过允许组织使用特定后缀控制所有域名 层次域名 来帮助自治 例如 IBM公司可以自由地创建或改变任何域名 只要这些域名以结尾 DNS运用客户一服务器交互来帮助自治 整个域名系统以一个大的分布式数据库方式工作 大多数具有Intemet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 结果这些服务器形成一个大的 地位同等的域名数据库 DNS服务器按照域名层次安排其层次 每个服务器作为域名体系中一部分的管辖者 authority 一个根服务器 rootserver 占领着这个层次体系的顶部 是顶层域 如 Com 的管辖者 根服务器并不包含所有可能的域名 但包含如何到达其他服务器的信息 例如 虽然根服务器不知道IBM公司的计算机的名字 但它知道如何找到处理对的请求的服务器 16 3 2域名系统 一个公司可以选择将它所有的域名都放在一个服务器上 也可以选择运行几个服务器 如图所示 Foobar公司可能选择的 将其域名层次安排在两个服务器上的两种方法 17 3 2域名系统 域名解析 将域名转换为对等的IP地址的过程 即域名被解析为地址 域名解析器 或简称解析器 软件 完成地址转换工作的软件 工作过程 每个解析器被配置在一个本地域名服务器上 解析器将指定的域名放在一个DNS请求报文中 并向本地服务器发送这个报文 解析器接着等待服务器发回一个包含答案的DNS应答 DNSreply 报文 当服务器发现收到的请求中 指定的域名属于自己的管辖范围时 就直按回答这个请求 当服务器发现到达请求中的域名不在自己的管辖范围时 临时成为另一个域名服务器的客户 在第二个服务器返回一个回答后 原先的服务器向发送请求的解析器发送一个该回答的副本 许多操作系统提供域名解析器软件作为应用程序可以调用的库例程 例如 在UNIX系统中 应用程序可以调用库例程gethostbyname来进行域名解析 gethostbyname有一个参数并返回一个结构 参数是一个包含待查域名的字符串 如果解析成功 gethostbyname返回一个结构 其中包含一个或多个对应于该域名的IP地址的表 如果解析失败 gethostbyname返回一个NULL指针 因UDP对单个请求的开销较小 解析器大多数被配置为使用UDP 18 3 2域名系统 DNS服务器并不知道其他哪个DNS是给定域名的管辖者 根据根服务器的地址得到解析 例如 假设图 b 中一个远程站点的解析器 如一个大学的 发送一个请求给它的本地服务器L 域名为 反复查询解析 在服务器层次间逐步寻找管辖一个域名的服务器的过程 仅在服务器要解析域名时使用 当一个服务器成为另一个服务器的客户时 可