《现代通信网》第六章互联网4

第六章Internet6.1Internet概述6.2协议与互连的原理6.3IP层6.4运输层6.5应用层6.6IPv62022/4/31应用层协议－DNS2022/4/32DNS:DomainNameSystem人名和身份标识::DomainNameSystem:

name,passport，#

distributeddatabaseInternet主机、路由器:使用大量DNS服务器，组成一个层次化的名字服务器系统。tocol主机、路由器、名字服务器相互协作resolve名字(IP地址/名字翻译)

IP地址(32bit)–用于数据报转发“name”,例如.,–用户使用

Q:在IP地址和名字之间映

注意:Internet核心功能,但通过应用层协议来实现work’s“edge”射?

2022/4/33DNSDNSservices

主机名到IP地址的翻WhynotcentralizeDNS?

singlepointoffailure

业务量问题

远距离集中式数据库问题

Maintenance问题译

主机别名

规范名和别名(Canonicalandalias)邮件服务器别名

doesn’tscale!

负荷分担

多台Web服务器:一组IP地址对应一个规范名2022/4/34Distributed,HierarchicalDatabaseRootDNSServerscomDNSserversorgDNSserverseduDNSserversDNSserversDNSserversDNSserversDNSserversDNSservers客户想要获取的IP地址:

Client查询一个rootserver，获取comDNSserver的IP地址Client查询comDNSserver，获取DNSserver的IP地址Client查询DNSserver，获取主机的IP地址

2022/4/35DNS:Rservers

当server不能解析名字的IP地址时server:

假如自己无法翻译，则联系权威名字服务器。获取地址映射。将结果返回server

cCogent,Herndon,VA(alsoLosAngeles)aVerisign,Dulles,VAdUMarylandCollegePark,MDgUSDoDVienna,VAhARLAberdeen,MDjVerisign,(11locations)kRIPELondon(alsoAmsterdam,Frankfurt)iAutonomica,Stockholm(plus3otherlocations)eNASAMtView,CACA(and17otherlocations)fInternetSoftwareC.PalomWIDETokyoAlto,13serversworldwidebUSClICANNLosAngeles,CA-ISIMarinadelRey,CA2022/4/36TLDandAuthoritativeServers

Top-leveldomain(TLD)servers:负责com,org,net,edu,etc,和所有国家顶级域uk,fr,ca,jp的地址翻译.

Networksolutions负责comTLD

Educause负责eduTLD

AuthoritativeDNSservers:机构的DNSservers,为机构的服务器(e.g.,Webandmail)提供权威的.，主机名到IP地址的映射。

通常由机构或ISP负责维护。2022/4/37LocalNameServer

并不严格的属于DNS层次结构中

每个ISP(residentialISP,company,university)都有至少一个.

通常称为：“server”

当主机做DNS查询时,该查询首先发给localDNSserver

扮演一个DNSproxy的角色,负责转发DNSquery到DNS层次结构中.2022/4/38rootDNSserver示例：

位于的主机想要获取的IP地址23TLDDNSserver45本地DNSserver1876递归查询authoritativeDNSserver发起请求的主机2022/4/39rootDNSserverRecursive查询recursivequery:

将名字解析的负担交给所联系的nameserver2376TLDDNSserveriteratedquery:localDNSserver4

所联系的服务器给出下一个要联系的服务器地址“Idon’tknowthisname,butaskthisserver”518

authoritativeDNSserver请求主机2022/4/310DNS:缓存和记录更新

一旦一个nameserver学习到一条映射记录,它将缓存它：

被缓存的记录项经过一段时间将被清除（通常2天）

典型的，servers中都会缓存TLDservers

因此servers并不经常被访问！

update/notify机制

IETFRFC2136/html.charters/dnsind-charter.html

2022/4/311DNSrecordsDNS:分布式数据库中存储的resourcerecords(RR)RRformat:(name,value,type,ttl)

Type=A

Type=CNAME

name字段是主机名value字段是IP地址

name是某个规范主机名的别名

例如：是别名而S是他的规范主机名。value是别名为Name规范主机名

Type=NS

name字段是一个域(例如)value字段是该域的权威DNS服务器的IP地址。

Type=MX

value值是别名为name的mailserver的规范名。2022/4/312DNSprotocol,messagesDNS协议:query和reply两种报文，格式相同。消息header

identification:16bit标识一个查询,对该查询的相应报文使用相同的标识。flags:

query或replyrecursiondesiredrecursionavailablereplyisauthoritative

2022/4/313DNSprotocol,messagesName,typefieldsforaqueryRRsinreponsetoqueryrecordsforauthoritativeserversadditional“helpful”infothatmaybeused2022/4/314查询DNS服务器记录

使用nslookup指令。2022/4/315应用层协议－Web与HttpNE实验室，2007西安邮电学院2022/4/316Web应用与HTTPWeb的特性

Webpage由许多objects组成

Object可以是HTML文件,JPEG图片,Javaapplet,audio文件,…

每个Webpage基于HTML文件构成，每个objects包含多个可引用的对象object。

每一个Object都有一个唯一的URL。

URL的例子:/someDept/pic.gif2022/4/317HTTP简介HTTP:hypertexttransferprotocolWeb的应用层协议client/server模式

PCrunning

Explorer

client:browser请求，接收，并显示Webobjectsserver:Webserver相应浏览器的请求，发送相应的web对象。

ServerrunningApacheWebserver

HTTP1.0:RFC1945HTTP1.1:RFC2068Macrunning

Navigator2022/4/318HTTP简介(cont)使用TCP作为底层的传输HTTP是协议:client发起到服务器的TCP,port80server接收来自Client的TCP连接请求。HTTP消息：在browser(HTTPclient)和Webserver(HTTPserver)之间交互。TCP连接关闭。“stateless”server不维持一个Client过去有过什么请求的历史信息。注释

维持“state”一般都复杂!

过去的历史(state)必须被记录假如server/client崩溃,则关于“state”的数据就会不一致。

2022/4/319HTTP连接NonpersistentHTTP

每个TCP连接只传送一PersistentHTTP

在client和server之间的个Web对象.一个TCP连接上，可以传送多个对象.

HTTP/1.0使用非持久连接

缺省模式下，HTTP/1.1使用持久连接。2022/4/320HTTPrequest消息

两类HTTPmessages:request,response

HTTPrequest消息:

ASCII(人可读格式)request行(GET,POST,GET/somedir/page.htmlHTTP/1.1Host:User-agent:Mozilla/4.0HEAD命令)headerConnection:close行Accept-language:fr回车空行,(extracarriagereturn,linefeed)指示消息的结束2022/4/321HTTPrequest消息:一般格式2022/4/322方法的类型HTTP/1.0

GET

POST

HEADHTTP/1.1

GET,POST,HEAD

PUT

将实体部分指定的文件上传到URL指定的路径上DELETE

请求服务器给出响应，但不回传请求对象。

删除URL字段指定的文件2022/4/323HTTPresponse消息status行(协议、状态码、HTTP/1.1200OKConnectioncloseDate:Thu,06Aug199812:00:15GMTServer:Apache/1.3.0(Unix)Last-Modified:Mon,22Jun1998…...Content-Length:6821Content-Type:text/html状态信息)header行数据,例如datadatadatadatadata...请求的HTML文件2022/4/324HTTP响应状态码位于响应消息的第一行：200OK

请求成功，请求的对象在在返回的消息中301MovedPermanently

请求的对象已移动，位置在消息中给出(Location:)400BadRequest

请求的对象服务器不理解404NotFound

请求的对象服务器没发现505HTTPVersionNotSupported2022/4/325User-server交互:cookies许多网站使用cookies4个组成部分:示例:

Susan总是用同一台PC访问Internet当她首次访问一个使用cookies电子商务网站当第一条HTTP请求到达该网站,该网站会创建一条唯一识别码ID，并在backenddatabase中为该ID创建一记录项。1)在HTTPresponse消息中的cookieheader行。

2)在HTTPrequest消息中的cookieheader行

3)保存在用户主机上的Cookie文件，由用户browser来管理使用。4)Web网站上的back-enddatabase2022/4/326Cookies:保持“state”(cont.)clientserverCookiefile普通http请求消息server普通http响应消息+为用户创建IDebay:8734Set-cookie:16781678Cookiefile普通http请求消息amazon:1678ebay:8734cookie:1678cookie-specific普通http响应消息action一周后:Cookiefile普通http请求消息cookie-amazon:1678ebay:8734cookie:1678spectific普通http响应消息action2022/4/327Cookies(cont.)注释cookies可以干什么？:Cookies和privacy:

验证用户身份。

shoppingcarts

推荐

用户会话状态(Webe-

cookies允许站点学习你的某些规律性信息

你可能提供自己的姓名和邮箱地址mail)

广告公司可能通过网站获取你的信息2022/4/328Webcaches(proxyserver)Goal:满足client的请求，但不访问源server

用户设置自己的browser:通过代理访问Webbrowser将所有的HTTPclient发给代理：originserverProxyserver

对象在代理中:返回对象否则代理从源服务器请求对象，并将对象返回给用户

clientoriginserver2022/4/329MoreaboutWebcaching

代理既扮演client，又WhyWebcaching?扮演server

降低web请求的响应时间减少机构接入链路的业务量.

典型的，代理由ISP

部署安装(university,company,residentialISP)2022/4/330应用层协议－FTP与SMTPNE实验室，2007西安邮电学院2022/4/331FTP:tocolFTPuserFTPfiletransferFTPclientserverinterfaceuser远端文件系统本地文件系统

从远端主机收发文件client/server模式

client:发起文件传输的请求server:远端主机

ftp:RFC959ftpserver:port21

2022/4/332FTP:控制,数据连接分离TCP控制连接port21

FTPclient在port21连接FTPserver.Client通过控制连接来认证登陆.Client通过在控制连接上发送命令来浏览远程主机的目录.

FTPTCP数据连接FTPport20clientserver

Server为另一个文件传输打开第二个数据连接.控制连接:“outofband”FTPserver保持“state”:当前目录,登陆信息

当server收到一个文件传输请

求,server会打开一个t到client的TCP数据连接.一个文件传输完毕,server会关闭该连接.

2022/4/333FTP命令,响应命令示例:返回码示例

331UsernameOK,

ASCII码形式在控制信道上传输命令.USERusernamePASSpasswordLIST返回当前目录的文件RETRfilename取回文件STORfilename存储文件到远端主机.passwordrequired

125data

connectionalreadyopen;transferstarting

425Can’topendataconnection

452Errorwriting

file2022/4/334ElectronicMail3部分组成:user

useragentsmailserverstocol:SMTPagent

mailuserserveragent

SMTPmailserveruserUserAgentSMTPagent

“mailreader”写,编,读例如,Eudora,Outlook,elm,NetscapeMessenger进出消息均存于邮件服务器上.SMTP

mailuserserveragent

useragent输出消息队列

useragentusermailbox2022/4/335ElectronicMail:mailserversuserMailServers

mailbox包含用户的邮件

messagequeue将要发agentservermailuseragentSMTP送的用户的邮件servermailuser

SMTPprotocol在mailSMTPagentservers之间发送邮件

client:发送mail的SMTPusermailagentserverserver

“server”:接收mail的userserveragentuseragent2022/4/336ElectronicMail:SMTP[RFC2821]

使用TCP在client到server之间可靠传输消息,port25直接转发:发送server到接收server三阶段转发

handshaking(greeting)转发邮件关闭

command/response交互

commands:ASCIItextresponse:statuscodeandphrase

messages采用7-bitASCII形式.2022/4/337示例:Alice发送消息到Bob1)Alice使用UA写信然后发4)SMTPclient在TCP连接给bob@上发送Alice’s邮件5)Bob’的mailserver将邮件2)Alice’的UA将消息发给她放到Bob的mailbox的mailserver;邮件放入消息队列.6)Bob启动他的useragent读邮件3)SMTPClient创建到Bob’smailserver的TCP连接1mailmailuserserverserveruseragent236agent452022/4/338SMTP:总结

SMTP使用持久连接

SMTP要求邮件采用与HTTP的比较:

HTTP:pullSMTP:push(header&body)7-bitASCII编码格式

都使用ASCIIcommand/response交互模式,statuscodes

SMTPserver使用CRLF.CRLF确定邮件的结束.

HTTP:每个对象封装在它自己的response消息中.SMTP:多个对象在一个消息的不同部分.

2022/4/339Mail消息格式SMTP:邮件消息交换协议RFC822:文本格式邮件标准:header空行

Header行,例如

To:From:Subject:

body

不同于SMTP命令body

the“message”,ASCIIcharactersonly2022/4/340消息格式:multimedia扩展

MIME:multimediamailextension,RFC2045,2056additionallinesinmsgheaderdeclareMIMEcontenttype

From:alice@crepes.frMIMEversionTo:bob@Subject:Pictureofyummycrepe.MIME-Version: