计算机网络-胡亮-22603第10章Internet服务

第10章Internet服务,第10章Internet服务,10.1DNS服务10.2Email服务10.3FTP服务10.4Web服务,OSI七层模型中的会话层、表示层和应用层统称为OSI高层。在TCP/IP中，这些层被当作一个层次来看待，统称为应用层或用户层。Internet提供的许多用户所熟悉的服务都属于应用层，如：TELNET终端仿真、文件传输FTP、域名服务DNS、邮件传输SMTP以及内容包罗万象的万维网等。近年来又出现了诸如IP电话，音频/视频点播(AOD/VOD)为代表的网络多媒体应用等。Internet所提供的服务多采用客户/服务器的体系结构。客户/服务器体系结构的核心是将应用程序级的任务在客户端和服务器之间合理分配。,10.1DNS服务,Internet上的主机使用IP地址来唯一地标识，但是在实际应用中使用计算机名可以给人们带来方便。Internet的主机名(Hostname)则采用了字母组合代替数字以便于记忆。为便于管理，Internet上的主机名也采用层次化的命名方法。其结构就像一个倒置的树。,在域名(主机名)和IP地址两类不同的主机识别方法中，用户通常使用域名，而Internet协议需要使用IP地址。为了使二者结合起来，需要一种目录服务将域名翻译成IP地址。这就是Internet域名系统(DomainNamesystem,DNS)的主要任务。,Internet的域名空间,DNS分布式数据管理,10.1.2DNS的工作原理,域名系统是一个分布式的数据库，每个子域负责维护整个数据库的一个分段。DNS采用客户/服务器工作模式，每个子域中的数据分段在整个网络上均可存取。名字服务器(NameServer)负责维护数据库中某个分段的信息，并使其可供客户解析器(Resolvers)进行访问。,域名系统设计的一个主要目标就是实现管理分散化，这是通过委托代理来实现的。在DNS中，每个域分别委托给不同的组织进行管理。在域名中主机名与域名以及域名之间用“.”分开。,域名空间,Internet的高层域,命名规则,在域名树中，叶节点的域通常代表主机。树中每一节点用一个简单的字符串(不带点)作标签，该标签最多可包含63个字符。根域有一空(零长度)的标签。树中每一节点的完整域名为从该节点到根之间路径上的标签序列。域名的读取顺序总是从节点到根，用点(“.”)分隔路径中的标签。DNS要求兄弟节点，即具有同一个父节点的子节点的命名具有唯一性。这一限制保证了域名可唯一地标识域名树中的每一个节点。最高层的域名是由“网络信息中心”(NIC)指定的。第二层的域名必须是独立的，并且在与Internet进行连接之前必须将其域名和服务器IP地址的对应关系在NIC中进行注册。,代理技术,域名系统要实现的一个主要目标就是让管理分散化，这是通过代理来实现的。,没有代理的域名解析过程,1.客户机向域名服务器发出域名解析请求，以获得域名的IP地址；2.服务器向客户机返回的IP地址，0；3.客户机用查询而得的IP地址向发出http请求；4.吉林大学www服务器接受请求，并返回结果给客户机。,有子域代理的域名解析过程,1.客户机向域名服务器发出域名解析请求，以获得域名的IP地址；域名服务器发觉所请求的地址已经代理出去，于是返回jlu域名服务器的IP的地址；3.客户机向.域名服务器查询的IP地址；.域名服务器返回的IP地址，0；5.客户机用查询而得的IP地址向发出http请求；6.吉林大学www服务器接受请求，并返回结果给客户机。,名字服务器的工作过程,解释过程,1.重复解释方法在重复解释中，名字服务器仅简单地将它所知道的最好答案返回给查询者既可，不需要额外的查询。被查询的名字服务器检索其本地数据(包括缓存中的数据)，来寻找所要求的数据。如果名字服务器未找到所需的数据，它将尽力返回可以帮助查询者继续解释过程的答案，如：一些更靠近被搜索数据的名字服务器的名字和地址。,2.递归解释方法名字服务器只能返回查询到的数据结果，或者返回所要查询的数据类型不存在以及所要查询的域名不存在等错误信息。因为查询是递归类型的，这时名字服务器不能返回其它名字服务器的地址。当被查询的名字服务器未在本地数据库或缓存中找到所要查询的数据时，它将继续查询其它的名字服务器来获得答案。,10.2Email服务,电子邮件(Email)是Internet上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。1982年制定的电子邮件标准包括：简单邮件传送协议RFC821和Internet文本报文格式RFC822，已成为Internet事实上的标准。由于SMTP只能传送可打印的ASCII码邮件，因此在1993年又制定了新的电子邮件标准RFC1521，即“通用Internet邮件扩充”(MultipurposeInternetMailExtensions，MIME)。MIME在其邮件首部中说明了邮件的数据类型(如文本、声音、图像、视像等)。MIME邮件可同时传送多种类型的数据，对多媒体通信提供了有利的支持。,一个电子邮件系统应具有三个主要组成部件：用户代理(UserAgent)，邮件服务器，以及电子邮件使用的协议,1.用户代理,用户代理(UserAgent，UA)就是用户与电子邮件系统的接口，在大多数情况下它就是在用户机中运行的程序。用户代理使用户能够通过一个友好的界面(如：图形界面)来发送和接收邮件。,用户代理至少应当具有以下三个功能：(1)撰写：给用户提供方便的编辑信件的环境。(2)显示：能方便地在计算机屏幕上显示出来信，包括来信附上的声音和图像。(3)处理：包括发送邮件和接收邮件。收信人应能根据情况按不同方式对来信进行处理。,2.邮件服务器,邮件服务器是电子邮件系统的核心构件，因特网上所有的ISP都有邮件服务器。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)。邮件服务器也是按照客户/服务器方式工作。邮件服务器程序和用户代理程序是不能相互代替的。,3.电子邮件协议,邮件服务器之间，以及用户代理与邮件服务器之间需要使用两个不同的协议。一个协议用于发送邮件，如SMTP协议；另一个协议用于接收邮件，如邮局协议POP(PostOfficeProtocol)。,4.邮件格式及地址,电子邮件由信封(Envelope)和内容(Content)两部分组成。在邮件的信封上，最重要的就是收信人的地址。TCPIP体系的电子邮件系统规定电子邮件地址(EMailAddress)的格式如下：收信人邮箱名邮箱所在主机的域名,其中，符号“”读作“at”，表示“在”的意思。收信人邮箱名又简称为用户名(UserName)，是收信人自己定义的字符串标识符。由于一个主机的域名在因特网上是唯一的，而每一个邮箱名在该主机中也是唯一的，因此在因特网上的每一个人的电子邮件地址都是唯一的。,10.2.1简单邮件传送协议SMTP,SMTP协议的目标是实现有效和可靠的邮件传送。由于SMTP使用客户服务器方式，因此负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，而负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器。,在SMTP协议中，当发送方(客户端)有邮件要发送时，发送方就会与接收方(服务端)建立一个双向的通信连接。接收方可以是最终的目的地，也可以是一个中间结点。发送方将通过发送SMTP命令向接收方发送邮件，而接收方则通过应答信息进行确认和错误指示。SMTP的命令和应答是不区分大小写的，但是用户名或邮箱名是区分大小写的。,SMTP通信的三个阶段,(1)连接建立，下面是主机USCISIF.ARPA向BBNUNIX.ARPA发送邮件的连接建立过程，R:220BBNUNIX.ARPASimpleMailTransferServiceReadyS:HELOUSCISIF.ARPAR:250BBNUNIX.ARPA,(2)邮件传送，R:250OKS:RCPTTO:R:250OKS:RCPTTO:R:550NosuchuserhereS:RCPTTO:R:250OKS:DATAR:354Startmailinput;endwith.S:邮件内容.S:.etc.etc.etc.S:.R:250OK,SMTP也以“持续连接”的模式工作，若某邮件服务器要向另一邮件服务器发送若干邮件报文，那么它可以使用一个TCP连接“一次性”将所有邮件报文发送出去。,(3)连接释放下面是主机USCISIF.ARPA与BBNUNIX.ARPA关闭连接的过程。S:QUITR:221BBNUNIX.ARPAServiceclosingtransmissionchannel,电子邮件的信息格式,一个电子邮件分为信封和内容两大部分。邮件内容首部包括一些关键字，后面加上冒号。最重要的关键字是：To和Subject。邮件首部还有一项是抄送“Cc：”。首部关键字还有“From”和“Date”，表示发信人的电子邮件地址和发信日期。这两项一般都由邮件系统自动填入。另一个关键字是“ReplyTo”，即对方回信所用的地址。,10.2.2邮件读取协议,现在常用的邮件读取协议有两个，即POP3(PostOfficeProtocolversion3.0)和IMAP(InternetMessageAccessProtocol)。,1.POP协议,POP协议(邮局协议)的RFC918最初公布于1984年。经过几次更新，现在使用的是它的第三个版本POP3，即RFC1939。POP3已成为因特网的标准，大多数的ISP都支持POP3。,POP使用客户/服务器的工作方式。在接收邮件用户的PC机中必须运行POP客户程序，而在其ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序。当然，这个ISP的邮件服务器还必须运行SMTP服务器程序，以便接收发送方邮件服务器的SMTP客户程序发来的邮件。POP服务器只有在用户输入鉴别信息(用户名和口令)后才允许对邮箱进行读取。应当注意的是，邮件服务器只能传输电子邮件，而POP服务器还能向用户提供邮箱内容的信息。,2.IMAP协议,IMAP也是一种邮件读取协议。IMAP和POP都按客户/服务器方式工作，但它们有很大的差别。现在较新的版本是IMAP4，即RFC2060。,在使用IMAP时，所有收到的邮件同样是先送到ISP的IMAP服务器。而IMAP在用户PC机上运行的客户程序可设置定时自动访问ISP的IMAP服务器，或由ISP的IMAP服务器自动向客户端发通知。用户在自己的PC机上，就可以远程操纵ISP上邮件服务器的邮箱，因此IMAP是一个联机协议。IMAP还允许收信人只读取邮件中的某一个部分。,10.2.3通用因特网邮件扩充MIME,MIME将增加的信息加入到RFC822邮件首部中。下面是MIME增加的5个新的邮件首部的名称及其意义。(1)MIMEVersion：MIME版本标识，目前版本号是1.0。若无此行，则为英文文本。(2)ContentDescription：可读字符串，用于简单描述邮件内容，类似于Subject。(3)ContentId：邮件的唯一标识符。(4)ContentTransferEncoding：指示在传送时，邮件的主体是如何编码的。(5)ContentType：说明邮件的性质。,MIME扩充的目的是支持电子邮件传送多媒体数据，其两个关键的首部为：内容传送编码(ContentTransferEncoding)和内容类型(ContentType)。这两个首部使得邮件接收方的用户代理知道如何对接收到的邮件数据进行处理。,1内容传送编码,QuotedPrintable编码这种编码方法可用于包含了非英文文本(例如汉字)的邮件中。这种编码方法的要点就是对于可打印的ASCII码(除等号外)都不改变。而对等号以及编号超过127的ASCII码的编码方法是：先将每个字节的二进制代码用两个十六进制数字表示，然后在前面再加上一个等号。,例如，汉字的“系统”的二进制编码是：10111111101001011011110010100011，其十六进制数字表示为：CFB5CDB3，用QuotedPrintable编码表示为：CF=B5=CD=B3。而等号的二进制代码为00111101，即十六进制的3D，因此等号的QuotedPrintable编码为“=3D”。,Base64编码对于任意的二进制文件，可用base64编码。这种编码方法是先将24位的代码划分为4个6位组。6位组的二进制代码共有64种不同的值，从0到63。用A表示0，用B表示1，等等。26个大写字母排列完毕后，接下去再排26个小写字母，再后面是10个数字，最后用“+”号表示62，而用“”号表示63。再用两个连在一起的等号“=”和一个等号“=”分别表示最后一组的代码只有8或16位。回车和换行都忽略，它们可在任何地方插入。,例如，假设有一个二进制代码，共24位：010010010011000101111001。先将其划分为4个6位组，即010010010011000101111001。对应的base64编码为：STE5。,2内容类型,MIME内容类型(ContentType)的格式为：ContentType：typesubtype；parametersMIME标准规定ContentType说明必须含内容类型(type)和子类型(subtype)，中间用“”分开，而参数(parameters)则是可选的。MIME用于传送文本、图像、声音等多种媒体数据，因而RFC2046种定义了多种媒体类型(mediatype)与内容类型(ContentType)相对应。RFC2046将媒体分为两大类：独立媒体类型(discrete)和复合媒体类型(composite)。两类媒体类型包含7个基本内容类型，对每种基本内容类型而言还有若干相关的子类型，而且子类型的种类几乎每年都在增加。,独立媒体类型的五个基本媒体类型如下：(1)文本(text)：该类型表示邮件中包含了文字信息。(2)图像(image)：该类型表示邮件报文体是一个图像，常用的图像类型对有：imagegif和imagejpeg。(3)音频(audio)：该类型表示邮件报文体包含音频数据。(4)视频(video)：该类型表示邮件报文体包含视频数据，其子类型包括mpeg和quicktime。(5)应用(application)：该类型囊括了所有不能归入其它类型的数据。这种数据一般需要应用程序处理后才能显示或使用。,复合媒体类型包含两个基本媒体类型：多重(multipart)类型和消息(message)类型。其中多重媒体类型使邮件增加了相当大的灵活性，MIME标准中定义了多重类型的四种子类型：(1)混合(mixed)子类型允许单个报文含有多个相互独立的子报文，每个子报文可有自己的类型和编码。(2)选择(alternative)子类型允许单个报文含有同一数据的多种可以选择的表示方式。(3)并行(parallel)子类型允许单个报文含有可同时显示的各个子部分(如，图像和声音子部分必须一起播放)。(4)摘要(digest)子类型允许单个报文含有一组其它报文(例如，从讨论中收集电子邮件报文)。,10.3FTP服务,FTP用于在两台异构的主机间传送文件，这两个主机可能运行不同的操作系统、使用不同的文件结构、甚至使用不同的字符集。FTP是基于TCP的文件传输协议，其传输的可靠性由TCP来保障。FTP屏蔽了计算机系统的差别，适合于在异构网络主机间传输文件。,一般说来，因特网上有两大类FTP文件服务器:一类是“匿名FTP服务器。这类服务器的目的是向公众提供文件资源服务，不要求用户事先在该服务器进行注册。另一类为非匿名FTP服务器，要进入该类服务前，用户必须先向服务器系统管理员申请用户名及密码。,FTP的工作原理,FTP的主要命令,FTP命令应答代码含义,10.3.3简单文件传输协议,TFTP是一个很小且易于实现的文件传输协议，它的传输层使用UDP，因此TFTP要自己解决纠错问题。TFTP只支持文件传输，不支持交互，并且没有庞大的命令集。TFTP没有列目录的功能，也不能对用户进行身份验证。,TFTP的主要优点有两个：第一，TFTP可用于UDP环境。第二，TFTP代码所占的内存较小。FTP并非对所有的数据传输都是最佳的。,10.3.4文件传输软件简介,1.CuteFTP利用CuteFTP软件进行文件上传或下载的一个好处是：支持断点续传，即文件传输可以从上一次中断的位置继续进行，而不是从头开始。2.网络蚂蚁NetAnt,10.4Web服务,万维网是一个分布式超文本系统，其文件中包含指向其它文件的链接(超文本链接)，并且