计算机网络 课件 黄传河 第5-10章 网络公共服务设计 -新型网络技术

第5章网络公共服务设计本章解决的问题：有哪些公共服务、共性功能是几乎所有应用都需要的？公共服务、共性功能怎么设计、怎么被上层应用以简单、一致的方式使用？各种公共服务、共性功能之间怎么相互协同？怎么设计公共服务使其既具有共性、又具有支撑具体应用的针对性和高效性？公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet1/1545.1网络公共服务公共服务处于应用层公共服务为具体应用提供共性的支持方便具体应用的实现，但又不是具体的应用本身有时被称为应用的基础设施公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet服务分类提供形式因特网服务2/154公共服务分类名字解析服务文件传输服务邮件服务交互式内容传输服务内容表示与展示服务安全服务网络管理服务…服务分类提供形式因特网服务公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet3/154公共服务的提供形式以功能调用（API）的形式提供一部分在本地执行，一部分在服务器上执行对本地调用，以类似本地程序设计中的事件驱动的形式，将公共服务功能设计成可触发的事件响应程序应用程序通过发出事件消息触发相应的事件响应程序，从而执行应用程序需要的公共服务功能。对异地节点上执行的功能，其入口参数以报文的形式进行发送（远程过程调用RPC）异地节点收到消息后将相应请求放入请求队列，调度程序触发本地程序执行。公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet服务分类提供形式因特网服务4/154RPC流程远程过程调用RPC是一种通用的实现模型SocketAPI就是一种既简单易用、又方便高效的调用形式RPC的基本形式：调用者被调用者requestreply等待计算公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet服务分类提供形式因特网服务5/154RPC执行过程调用者与被调用者间发送的数据必须以公认的、大家理解一致的形式表示，比如约定以ASCII代码形式表示所有数据。调用远程过程，需将所需参数及其含义解释封装在报文中发送，通常称为消息序列化。执行过程：ClientStub被调用者调用者RPC协议ServerStubRPC协议网络结果应答参数请求参数请求结果应答公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet服务分类提供形式因特网服务6/154当下流行的开源RPC框架gRPC时下流行的RPC开源框架softCICE支持实时访问性能好市场逐步被gRPC蚕食HProse国产、好用易用发展势头猛RPC如何转换为TCP/UDP报文？公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet服务分类提供形式因特网服务7/154Internet应提供哪些基本的公共服务？域名服务文件传输服务邮件服务超文本标识语言HTML超文本传输服务内容浏览与展示安全网络管理…公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet服务分类提供形式因特网服务8/154域名系统DNS作用域名和IP地址相互转换，方便用户以名字而非IP地址访问怎么实现？由三部分组成（RFC1034）：域名空间与资源记录：对树形结构名字空间及相关数据的定义名字服务器：维持域名树结构信息的服务器程序解析器：响应客户请求、从名字服务器析取相关信息的程序分布式数据库系统，采用客户-服务器架构大部分名字解析本地进行：效率高少量需要进行网络通信：鲁棒性好，单点故障无影响域名解析由分布在因特网上的许多域名服务共同完成，服务程序在专设的节点上运行名字空间按照机构的组织来划分，与物理网络无关，与IP地址中的“子网”也没有关系功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet9/154因特网的域名结构层次树状结构任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名（domainname）。“域”（domain）是名字空间中一个可被管理的划分，可以划分为子域子域可继续划分为子域的子域形成了层次树状结构：顶级域、二级域、三级域功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet10/154因特网的域名结构表示语法——每一个域名都是由标号（label）序列组成，各标号之间用“.”隔开。例：最高级别的名字放在最后面最低级别的名字放在最前面标号由英文字母和数字组成，每一标号不超过63个字符，不区分大小写，完整域名总共不超过255个字符标号中除“-”外不能使用其它标点符号不规定一个域名包含多少个下级域名，也不规定每一级的域名代表什么意思各级域名由其上一级的域名管理机构管理，最高的顶级域名由ICANN进行管理【行使IANA（InternetAssignedNumbersAuthority，美国政府下的机构）的职责】每一个域名在整个因特网范围内是唯一的功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式三级域名.二级域名.顶级域名公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet11/154顶级域名TLD（TopLevelDomain）三大类国家顶级域名nTLD：用两个字母表示，如cn表示中国，us表示美国通用顶级域名gTLD：表示机构类别国际顶级域名iTLD：只有一个int，用于跨国机构（联合国机构），比如是世界卫生组织的域名。顶级域名.ARPA是Internet协议内部使用，实现IP地址的反向映射。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet12/154(2)通用顶级域名gTLD：表示机构类别最早的通用顶级域名有7个：com（公司企业）net（网络服务机构）org（非赢利性组织）int（国际组织）edu（教育机构）gov（政府部门）mil表示（军事部门功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet13/154(2)通用顶级域名gTLD：表示机构类别2000年11月后陆续新增了13个顶级域名:bizinfonameproaerocoopmuseumasia（亚太地区）cat（使用加泰隆人的语言和文化团体）jobs（人力资源管理者）mobi（移动产品与服务的用户和提供者）tel（Telnic股份有限公司）travel（旅游业）2008年5月：中文域名正式进入全球根域名。2019.11.16：.中国功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet14/154二级域名在国家顶级域名下的二级域名均由该国自行确定日本：顶级域名为jp，将其教育和企业机构的二级域名定为ac和co，不用edu和com中国：二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”两大类。“类别域名”共7个：ac；com；edu；gov；mil；net；org“行政区域名”共34个：各省、自治区、直辖市。例如：bj（北京市），hb（湖北省），…美国：不加us功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet15/154域名树一个倒过来的树，在最上面的是根，但没有对应的名字。根下面一级的节点就是最高一级的顶级域名。顶级域名可往下划分子域，即二级域名。再往下划分就是三级域名、四级域名，等等。一旦某个单位拥有了一个域名，它就可以自己决定是否要进一步划分其下属的子域，并且不必由其上级机构批准。域名树的树叶就是单台计算机的名字，不能再继续往下划分子域。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet16/154域名树cctv和whu都各有一台计算机名为mail，但它们的域名并不一样，因前者是，后者是。即使在世界上还有很多单位的计算机取名为mail，但是它们在因特网中的域名却都是唯一的。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式

根顶级域名

aero…

二级域名

三级域名

mail

www

tsinghua

四级域名mail

cs……………whucomnet

org

edu

gov

cn

uk

cctv

ibm

hp

bj

edu

com

…公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet17/154资源记录（ResourceRecord）一个五元组：<Domain_name，TTL，Class，Type，Value>Domain_name：域名，为主关键字TTL：有效时间，以秒为单位，86400表示永久有效Class：用于Internet地址和其他信息的地址类，固定为INType：记录类型，见下页幻灯片Value：本记录的数据值功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet18/154资源记录的类型及含义功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式类型值意义A32位整数域名的IP地址，这是DNS最基本的组成NS名字服务器本区域权威DNS名字服务器的名字CNAME域名规范名SOA该区的参数标志该区域的起点MX域指出对发给该域的邮件进行处理PTRIP地址的别名指向名字空间另一位置的指针HINFOCPU、OS信息主机描述TXTASCII串任意文字公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet19/154域名服务器分布在各地的域名服务器来实现域名系统若每一级的域名都设置相应的域名服务器，会使域名服务器的数量太多。一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区（zone）各机构根据具体情况来划分自己管辖范围的区在一个区中的所有节点必须是能够连通的每一个区设置相应的权限域名服务器（authoritativenameserver），保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射DNS服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以“区”为单位区可能等于或小于域，但不可能大于域。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet20/154树状结构的DNS域名服务器DNS域名服务器是按照层次组织的每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式...根域名服务器org域名服务器com域名服务器edu域名服务器域名服务器根域名服务器顶级域名服务器权限域名服务器abc公司有两个权限域名服务器域名服务器公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet21/1541.根域名服务器根域名服务器(rootnameserver)是最高层次域名服务器所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址如果所有的根域名服务器都瘫痪了，那么整个DNS系统就无法工作因特网上共有13个不同IP地址的根域名服务器：，美国弗吉尼亚州，INTERNIC.NET，美国加利弗尼亚州，美国信息科学研究所，美国弗吉尼亚州,PSINet公司，美国马里兰州,马里兰大学，美国加利弗尼亚州,美国航空航天管理局，美国加利弗尼亚州,因特网软件联盟，美国弗吉尼亚州,美国国防部网络信息中心，美国马里兰州,美国陆军研究所，瑞典斯德哥尔摩,Autonomica公司，美国弗吉尼亚州,VeriSign公司，英国伦敦,RIPENCC，美国弗吉尼亚州,IANA，日本东京,WIDEProject功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet22/1541.根域名服务器2024.4.29，全世界已超过1843个地点安装了根域名服务器（备份），使世界上大部分DNS域名服务器都能就近找到一个根域名服务器。【，美国305，中国大陆31，…】公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式23/1541.根域名服务器只有13台根服务器的原因：当初设计方案时，用UDP传输域名服务器信息UDP载荷512字节，只能容纳13台服务器的信息。全世界不止13台根服务器很多国家和地区，都安装了备份根服务器。截止到2023年4月23日，全世界已经共安装了1698台根域名服务器实例（原始+备份服务器，具体位置可到查看）。负责运营根域名服务器的组织大多在美国根域名服务器采用任播（anycast）技术当DNS客户向某个根域名服务器进行查询时（用这个根域名服务器的IP地址），因特网上的路由器就能找到离这个DNS客户最近的一个根域名服务器。加快了DNS的查询过程，更加合理地利用了因特网的资源功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet24/1542.顶级域名服务器顶级域名服务器（即TLD服务器）负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名当收到DNS查询请求时，返回相应的结果可能是最后的结果也可能是下一步负责查询的域名服务器功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet25/1543.权限域名服务器权限域名服务器是负责一个区的域名服务器当权限域名服务器不能给出最后的查询结果时，就会告诉发出查询请求的DNS客户，下一步负责查询的权限域名服务器。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet26/1544.本地域名服务器亦称默认域名服务器，是首先接收用户查询请求的域名服务器本地域名服务器离用户较近，响应速度快。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式5.辅助域名服务器为提高域名服务器的可靠性，DNS域名服务器都把数据复制到几个域名服务器来保存，其中的一个是主域名服务器，其他的是辅助域名服务器。当主域名服务器出故障时，辅助域名服务器可以保证DNS的查询工作不会中断。主域名服务器定期把数据复制到辅助域名服务器中，更改数据只在主域名服务器中进行，以保证数据的一致性公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet27/154域名解析三种域名解析：标准域名解析：将DNS域名解析成对应的IP地址反向域名解析：将IP地址解析成域名电子邮件解析：根据电子邮件地址确定邮件应该送往的地址（标准域名解析的一种特定形式）解析过程：当应用进程需要把某个域名解析为对应的IP地址时，它成为域名服务器的客户方，将解析请发送给解析程序本地域名服务器对其进行查询，如果查找成功，就将结果放入DNS回答报文中返回给请求方采用递归解析和迭代解析两种基本方法功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式本课程只介绍这种类型公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet28/154域名解析—递归解析主机向本地域名服务器的查询一般都采用递归查询功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式根域名服务器顶级域名服务器权限域名服务器本地域名服务器递归查询递归查询的IP地址123456782能否直接返回结果？公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet29/154域名解析—迭代查询主机向本地域名服务器提交查询请求，为递归查询功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式递归查询根域名服务器顶级域名服务器权限域名服务器本地域名服务器的IP地址迭代查询123456782公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet30/154利用缓存提高查询速度提高DNS查询效率，减轻根域名服务器的负荷减少因特网上的DNS查询报文数量存放最近查询过的域名以及从何处获得域名映射信息的记录在本地域名服务器缓存上级直至根域名服务器返回的信息在主机上缓存曾经查询过的信息缓存有效期？功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet31/154利用缓存提高查询速度在本地DNS缓存上级至根域名服务器返回的信息如果缓存有待查询的IP地址，则直接返回缓存结果若缓存有顶级域名服务器的地址，则直接向其请求缓存的问题：超时未更新，导致错误DNS应为每项内容设置有效期，并对超时的缓存项进行清理当权限域名服务器回答一个查询请求时，在响应中都指明绑定有效存在的时间增大绑定时间值可减少网络开销，而减小此时间值可提高域名转换的准确性功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet32/154DNS报文格式由12个字节的首部及4个长度可变的字段组成Header：定义报文是请求还是应答，也定义其他字段是否必须存在、是否标准查询等功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式报文头(Header)位

3116150标识(ID)标志(Flags)问题数回答资源记录数授权资源记录数额外资源记录数查询问题(Question)回答(Answer,资源记录数可变)授权(Authority,资源记录数可变)额外信息(Additional,资源记录数可变)公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet33/154DNS报文格式功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式Question：描述查询的问题，包括查询类型(QTYPE)、查询类(QCLASS)，以及查询的域名(QNAME)。剩下3个段具有相同格式，一系列(可为空)资源记录(RRs)：Answer：包含回答问题的RRs；Authority：授权段，包含授权域名服务器的RRs；Additional：附加段，包含与请求相关的信息，但不是必须回答的RRs。公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet34/154DNS报文首部：标志QR：0—查询报文，1—响应报文Opcode：查询种类，0—标准查询（QUERY），1—反向查询（IQUERY），2—服务器状态查询（STATUS）AA：授权应答（AuthoritativeAnswer），指出应答的服务器是查询域名的授权解析服务器。TC：截断（TrunCation），报文比允许的长度还要长，导致被截断RD：期望递归(RecursionDesired)，如果设置了RD，就建议域名服务器进行递归解析，递归查询的支持是可选的。RA：可用递归(RecursionAvailable)，用来代表服务器是否支持递归查询Z：保留值RCODE：应答码(Responsecode)，在应答报文中设置，通常为0（没有差错）和3（名字差错）。功能结构RR域名服务器递归迭代缓存报文格式QRopcodeAATCRDRA(zero)rcode14111134标志(Flags)公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet35/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进文件传送协议异构计算机之间的文件传输客户/服务器架构应满足的基本要求：与文件的内容、存储格式无关具有用户认证功能具有交互功能公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet36/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进1.FTP的文件传输方式交互式会话系统使用客户机/服务器模式客户机和服务器之间建立两个TCP连接：控制连接数据连接用户界面控制进程数据传送进程控制进程数据传送进程TCP数据连接TCP控制连接FTP服务器端FTP客户端Internet公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet37/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进1.FTP的文件传输方式控制连接—传输控制信息，在整个会话期间一直保持打开FTP客户所发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程控制进程并不用来传送文件用户界面控制进程数据传送进程控制进程数据传送进程TCP数据连接TCP控制连接FTP服务器端FTP客户端Internet公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet38/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进1.FTP的文件传输方式数据连接—传输文件。服务器端的控制进程，创建数据传送进程和数据连接连接客户端和服务器端的数据传送进程数据传送进程在完成文件的传送后，关闭数据传送连接并结束运行公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet39/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进2.数据表示(1)文件类型①ASCII文件类型，FTP默认类型②EBCDIC文件类型，数据被表示为8位的EBCDIC字符③IMAGE文件类型。数据以一个连续的比特流传输，并打包成8位的传输字节④本地文件类型。该方式在具有不同字节大小的主机间传输二进制文件。每一字节的比特数由发送方规定。公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet40/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进2.数据表示(4)传输模式FTP定义了三种传输模式：流模式、块模式、压缩模式①流模式：数据作为无结构的连续字节流发送——主要方式②块模式：数据划分为数据块，并封装到独立的FTP块或记录中，每个记录有3个自己的首部以指示其长度和被发送数据块的有关信息。③压缩模式：使用压缩算法对数据进行压缩，把文件表示成字节序列进行传输。应用进程的数据可能已经被压缩，现在一般不使用该方式公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet41/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进3.FTP的服务器进程FTP使用TCP一个FTP服务进程可同时为多个客户进程提供服务。服务进程包括并发进行的主进程和从属进程：主进程—接收新的请求并将其分派给从属进程从属进程—处理单个请求公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet42/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进主进程的处理过程主进程的工作（接收请求）：打开端口21；监听客户的请求；收到请求后启动一个从属进程具体处理客户的请求；从属进程完成后自动终止；回到监听状态。公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet43/154工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进从属进程的工作

创建控制进程建立控制连接控制连接创建数据传送进程建立数据连接数据连接释放数据连接，终止数据传送进程释放控制连接，终止控制进程传送数据数据客户机公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet44/154FTP支持两种工作模式(1)Standard模式（PORT模式，数据端口号固定）客户端PORT命令服务器21口：控制连接客户端PORT命令控制连接：20口数据连接(2)PASSIVE模式（PASV模式，数据端口不固定）服务器告诉客户机一个非20的端口号，客户端连接到此端口建立数据连接、传输数据工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet45/154登录鉴别FTP服务器可以提供登录鉴别功能，实现对用户身份的鉴别。工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进FTP客户机1.与服务器创建TCP连接3.收到“准备好”应答，发送用户名5.发送密码7.收到问候，打开连接FTP服务器(TCP)220331PASS230USER2.创建TCP连接，发送220“准备好”应答4.收到用户名，发送331：“需要密码”消息6.收到密码，发送“230”问候消息公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet46/154匿名访问方法一：匿名方法FTP服务器定义一个缺省的用户名anonymous（或FTP）、一个缺省的密码，如guest或任意一个密码当要求用户输入用户名和密码时，输入缺省的用户名和密码。FTP服务器对用户名进行认证，对密码一般不检查方法二：访客方法FTP服务器定义一个缺省的用户名guest，没有密码用户访问FTP时，无需提供用户名和密码，服务器都以访客对待，都直接通过认证工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet47/154FTP命令访问控制命令传输参数命令FTP服务命令工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet48/154FTP访问控制命令提供用户验证功能和目录切换功能工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进命令与格式说

明USERusername向服务器提供用户名以实现用户验证PASSpassword紧随USER命令，向服务器提供用户名相对应的密码CWDpathname改变当前工作目录CDUP返回到上一级目录QUIT从FTP服务器上退出登录，关闭控制连接（若文件传输未结束，则等待传输完成再响应本命令）公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet49/154FTP传输参数命令传输参数，设置后一直有效，除非用新的命令改变传输参数或建立新的数据连接工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进命令与格式说

明PORThost-port使用主动（Active）模式传输数据PASV使用被动（Passive）模式传输数据TYPEtype-code设置文件的数据类型STRUstructure-code设置文件的数据结构MODEmode-code设置传输模式。公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet50/154FTP服务命令定义用户请求的文件传输或文件系统功能，参数通常是路径名，服务命令的响应一般都是在数据连接上传输。工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进命令与格式

说

明LISTfilename显示服务器上指定路径下的文件与目录列表RETRfilename从服务器上检索（下载）一个文件STORfilename向服务器上存储（上传）一个文件APPEfilename添加数据到服务器上的指定文件(若文件不存在则自动创建)DELEfilename删除服务器上的指定文件MKDfilename在服务器上建立指定目录RMDpathname从服务器上删除指定目录HELP[string]返回指定命令信息(若不指定命令名，则返回可用命令列表)RNFRfilenameRNTOfilename文件重命名，这两条命令需要同时使用：RNTR命令指定旧的文件名，RNTO命令指定新的文件名STAT返回状态信息公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet51/154FTP应答每条FTP命令可以产生一条或多条应答FTP应答为ASCII码形式的3位数字及报文选项工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进应答码说

明1yz肯定预备应答。仅在发送另一个命令前期在另一个应答时启动2yz肯定完成应答。表示命令已经执行成功，此时可以发送新的命令3yz肯定中介应答。表示该命令已被接受，但还需发送另一个命令来完成客户端的请求4yz暂态否定完成应答。表示请求的动但差错状态是暂时的，因此可以过后再发命令5yz永久性否定完成应答。表示命令不被接收，并且不能再重试x0z表示命令有语法错误x1z表示返回请求的信息（如HELP命令）x2z表示响应与控制连接或者数据连接有关x3z表示响应中包含了用户账户信息x4z暂时未指定含义x5z表示服务器上响应客户端命令的文件系统状态公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet52/154典型FTP命令get（copy）put（copy）mget（copy）mput（copy）ls（dir）工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet53/154FTP工具的改进GUI工具断点续传（如Netants、GetRight、CuteFTP、flashGet、…）多线程传送NFS：传送文件的一部分问题：FTP工具使用多线程是否影响TCP拥塞控制？是否影响网络的公平原则？工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet54/154TFTP（TrivialFTP，简单文件传输协议）采用UDP协议传送每个报文需要应答（停止等待方式）UDP报文固定512字节长具有定时功能不支持交互操作工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet55/154TFTP（TrivialFTP）

工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进1.发送文件请求

3.收到数据块，发送确认5.收到数据块，发送确认TFTP客户机2.收到请求，发送数据块（字节1—512）4.收到确认，发送下一个数据块6.收到确认，文件传输结束(RRQ)TFTP服务器DATAACKDATAACK怎么知道结束？接收到的报文长度0--511公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet56/154TFTP报文格式

工作过程工作模式登录访问命令与应答实现改进读请求

PDU21文件名n1010方式n写请求

PDU22文件名n1010方式n

数据

PDU23块编号

5122数据

确认

PDU24块编号2

差错

PDU25差错代码210n差错信息字节公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet57/154Web服务相关体系如何表示网上信息：web网页（文档）如何标识文档：

统一资源定位符URL/URI如何定义网页内容：超文本标记语言HTML如何传输文档：

超文本传送协议HTTP文档如何关联：

超链接怎么显示文档：

浏览器文档存于何处：

Web服务器资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet58/154超媒体系统web资源以web文档形式保存，以超链（文档地址）进行关联不再是一维的、线性的超链可以嵌入到一个文件中任意位置在显示信息时把超链中位于不同地方的文件组织在一起完整地呈现给用户超媒体的最早形式是超文本（hypertext）系统资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet59/154WWW的概念WWW（WorldWideWeb），“Web”或“W3”或3WWWW是一种信息组织方式及其信息查询工具WWW是一种分布式的超媒体系统由文本、静态图像、声音、视频等组成由超链接关联在一起的非线性的信息系统传统的信息系统是线性的、一维的，内容按顺序排列——蒂姆·伯纳斯-李(TimBerners-Lee)，1989年创建，2016年度图灵奖资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet60/154WWW的主要功能组件超文本标记语言HTML超文本传输协议HTTP统一资源定位符URLWeb服务器Web浏览器资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet61/154web文档格式的类型静态web文档：HTML文件动态web文档：web服务器收到访问请求时创建活动web文档：由服务器和客户端共同决定的文档当浏览器访问活动文档时，服务器返回一个程序副本浏览器执行该程序，活动文档可以和用户交互执行并改变显示内容资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet62/154HTML语言描述性标记语言HTML文档没有书写格式的规定，可自由书写按标记约定的格式而不是文档排版格式显示（预排格式、地址格式除外）以.html或.htm为后缀HTML不区分大小写资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet63/154HTML语言(1)HTML文件格式（开始与结束标记）<HTML><HEAD>...</HEAD><BODY>...</BODY></HTML>资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet64/154HTML语言(2)文本格式<H?>...</H?>：指明字号<B>...</B>：加粗<I>...</I>：斜体<U>...</U>：加下划线<P>...</P>：段落<br/>：换行<PRE>...</PRE>：预排格式资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet65/154HTML语言(3)列表①无序列表：按顺序显示②有序列表：自动添加上1、2、3等序号③定义列表：名称定义<UL><LH>...</LH><LI>...</LI><LI>...</LI></UL><OL><LH>...</LH><LI>...</LI><LI>...</LI></OL><DL><DT>...</DT><DD>...</DD>...</DL>资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展标题..标题1.2.标题AA的定义BB的定义公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet66/154HTML语言(4)表格<TABLE><CAPTION>...</CAPTION>表格名称<TR><TH>...</TH>表头...</TR><TR>每行的各单元格<TD>...</TD>...</TR></TABLE>资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet67/154学生名单序号姓名学号1小强1012小明102HTML语言(5)表单<FORMmethod=ʺ...ʺaction=ʺ...ʺ><INPUTtype=ʺ...ʺname=ʺ...ʺsize=ʺ...ʺ><INPUTtype=ʺ...ʺvalue=ʺ...ʺ></FORM>资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet68/154NamevalueHTML语言(6)链接（锚点）<AHREF=URL>...</A>可点击进入(7)图片<IMGSRC=ʺ...ʺ>(8)脚本<SCRIPTlanguage=javascript>...（代码）</SCRIPT>资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet69/154XML语言XML是一种元标记语言，可以用来定义自己需要的标记，创建新的语言。XML描述的是文档的结构和语义，而不是页面元素的格式。XML可以实现不同来源数据的集成通常作为交换数据的表示形式资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet70/154统一资源标识符URI（UniformResourceIdentifier）

统一资源定位符URL（UniformResourceLocator）

URI用于定义标识Internet上的资源，方便查找和引用URL（UniformResourceLocator）是URI的子集习惯用URL代替URI，定义了这个资源的位置Internet上的每一个文档都具有一个唯一的URLURL的基本语法格式：例子：[protocol]://hostname[:port]/path/[;parameters][?query]#fragment/authserver/login?service公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展71/154HTTPHTTP通信模型基于C/S架构，采用TCP连接传输消息。HTTP无状态，支持B/S或C/S模式HTTPS是HTTP的安全版本，支持加密资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet72/154发展历程1991年，HTTP/0.9(第一个版本)，只有get命令1996年，HTTP/1.0，增加命令（post、head等）1999年，HTTP/1.1，增加持续连接、管道机制（流）2009年，SPDY，谷歌提出的增强版本2015年，HTTP/2.0，增加二进制帧、避免HOL（头部阻塞）、主动推送等功能2022年6月6日IETF正式发布HTTP/3.0，基于QUIC/rfc/rfc9114资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet73/154通信模型HTTP采用C/S架构浏览器作为HTTP客户端向HTTP服务端（WEB服务器）发送请求（通常是URL）Web服务器对请求进行解析，并向客户端发送响应信息（web文档）客户端对收到的信息进行解析并渲染展示给用户资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展ClientServer请求响应HTTP通信模型公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet74/1545个特点简单快速：请求服务时只需传送方法和路径无连接：限制每次连接只处理一个请求内容无关：只要是客户端和服务器知道如何处理的数据，任何类型的数据都可以通过HTTP发送无状态：指协议对于事务处理没有记忆能力灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet75/154HTTP通信过程是面向事务的(transaction-oriented)应用层协议武汉大学院系设置浏览器程序服务器程序链接到URL的超链服务器客户端HTTP建立TCP连接请求文档响应文档HTTP使用此TCP连接因特网HTTP请求报文HTTP应答报文释放TCP连接资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet76/154HTTP通信过程【例题，某年考研题】在浏览器的地址栏中输入一个URL：，按回车或点击“->”（前进按钮）后的运行过程：浏览器分析URL浏览器向DNS请求解析的IP地址域名系统DNS解析并返回的IP地址浏览器与服务器建立TCP连接浏览器发出取文件命令：GETindex.htm服务器给出响应，把文件index.htm的内容发送给浏览器释放TCP连接浏览器解析并显示文件index.htm中的所有内容。资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet77/154HTTP报文两种报文：请求报文（客户端向服务器发送）应答报文（服务器到客户端的响应）通用头部：报文的通用信息，如时间、MIME版本、协议等请求头部：用于请求报文，指明客户的配置和客户优先使用的文档格式。应答头部：用于应答报文，指明服务器的配置和关于请求的特殊信息。正文头部：主要在应答报文中，说明文档正文的信息。请求行通用头部请求头部正文头部一个空行正文状态行通用头部应答头部正文头部一个空行正文请求报文应答报文资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet78/154HTTP请求报文格式方法：HTTP定义的请求操作首部字段：对请求网页的一些限制方法空格URL空格版本请求行首部字段名..空格值...首部字段名..值空格

空一行实体主体（通常不用）实体主体部分首部行资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet79/154请求报文的发送过程和结构Web客户端键盘浏览器请求TCPIP数据链路层物理层请求行报头空白行正文方法URLHTTP版本空格空格协议类型主机名路径或地址http:///xxgk/xxjj.htm资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet80/154请求报文中的方法和首部字段

资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展请求报文请求方式请求首部字段OPTIONSMOVEAcceptIf-Modified-SinceGETDELETEAccept-CharsetProxy_AuthorizationHEADLINKAccept-EncodingRangePOSTUNLINKAccept-LanguageRefererPUTTRACEAuthorizationUnlessPATCHWRAPPEDFromUser-AgentCOPYExtension-methodHost

公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet81/154HTTP响应报文格式包括状态行、报头、空白行、正文版本空格状态码空格短语状态行首部字段名..空格值...首部字段名..值空格

空一行实体主体实体主体部分首部行资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet82/154应答报文的发送过程和结构资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展Web服务器Web服务器响应TCPIP数据链路层物理层状态行报头空白行正文HTTP版本状态码状态短语空格空格公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet83/154响应状态码对应的名称和字段名资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展响应报文响应状态码响应首部字段100Continue302MovedTemporarily407ProxyAuthenticationRequiredLocation101SwitchingProtocols303SeeOther408RequestTimeoutProxy-Authenticate200OK304NotModified409ConflictPublic201Created305UseProxy410GoneRetry-After202Accepted400BadRequest411LengthRequiredUnlessTrueServer203Non-AuthoritativeInformation401Unauthorized500InternalServerErrorWWW-Authenticate204NoContent402PaymentRequest501NotImplemented

205ResetContent403Forbidden502BadGateway

206PartialContent404NotFound503ServicesUnavailable

300MultipleChoice405MethodNotAllowed504GatewayTimeout

301MovedPermanently406NoneAccepted505Extensioncode

公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet84/154响应状态码三位数字的意义1XX：表示通知信息，如请求收到了或者正在进

行处理。2XX：表示成功，如接受或知道了。3XX：表示重定向，表示要完成请求还必须采取

进一步的行动。4XX：表示客户端的差错，如请求中有错误的语

法或不能完成。5XX：表示服务器的差错，表示服务器失效或无

法完成请求。资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet85/154状态保存：Cookie与SessionHTTP是无状态的协议：页面之间没有关联前一个页面上的状态信息，不能将其带到另一个页面。传统的程序/应用系统中，可通过定义全局变量记下这些信息，或者作为参数传递给被调用函数HTTP协议和Web环境本身没有这种功能三种主要解决方案：CookieSession数据库保存资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet86/154Cookie——服务器生成、客户端保存、<4K在用户本地磁盘存储用户特定信息：用户访问服务器时存储用户名、密码、首选项等再次访问该网站时，可以检索以前存储的信息实现方法：服务器生成待保存的数据，存于客户端硬盘cookieName=cookieValue;expires=GMTString;path=URLpath;domain=siteDomain;Secure；HttpOnly

当在其它页面需要使用这些信息时，从本地硬盘读出服务器可根据新请求中的信息，返回给浏览器，使其更新Cookie针对不同的服务器分别创建不同的Cookie问题：①安全风险。保存在客户机硬盘上，存在泄露风险②状态信息过期资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端TelnetcookieName：cookie的名称expires：有效期，不指明时到浏览器关闭为止path：适用该cookie的服务器目录中的对象（缺省：文档所在目录）domain：适用该cookie的域名(缺省为创建cookie的服务器)Secure：仅在使用HTTPS时才发送cookieHttpOnly：仅HTTP可访问，禁止JavaScript访问87/154Session用户会话状态的相关信息暂存在服务器的内存中会话状态应用于单个用户和会话实现方法：在应用程序和服务器之间建立一个Session，在会话的整个生存期中一直有效。

保存格式：sessionID|经过serialize()函数处理的值当应用程序在其它页面使用这些信息时，可以从Session取出。一旦应用程序关闭，Session中的内容即被清除。很多服务器对Session的缺省设置是2GB大小，但可以通过修改配置增大该值资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet88/154数据库保存将信息保存到数据库中，再次使用时到数据库中取出使用。需要事先为这些临时信息定义数据库，不灵活资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet89/154提高响应速度的方法有哪些办法？1.使用持续连接和流水线操作HTTP/1.1增加了持续连接特性：服务器在发送响应后仍然在一段时间内保持这条连接不释放，同一个客户（浏览器）和该服务器可以持续在该连接上传送后续的HTTP请求报文和响应报文。可以使用流水线操作：浏览器请求A、B、C三个文件，则可以连续发出三个请求后再等待服务器的应答，可缩短响应时间。资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet90/154提高响应速度的方法2.客户端缓存当客户端访问某些资源时，将这些访问过的内容保存在本地的缓存中当下次再要访问时，首先查找本地缓存如果找到，就直接使用而不向服务器请求，这样可以大大提高响应速度。潜在问题：缓存的内容可能已经过期资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet91/154提高响应速度的方法3.使用代理如果机构内的用户经常访问某些共同的内容，正常的方式是每个用户独立请求。将会在网络上传输大量重复信息，导致响应速度变慢。解决方法之一是在机构网的边界设立一个代理，机构网内所有请求首先发送给代理，代理分析用户的请求：如果是新请求，就向服务器发送请求，收到应答后转送给原请求者，同时将该内容缓存在代理上。当发现收到一个请求的内容在本地已有缓存时，就直接将缓存中的内容发送给请求者，不向服务器发送请求。这种方式是客户端缓存的扩展形式，同样存在内容过期的问题。资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet92/154提高响应速度的方法3.使用代理浏览器校园网代理100Mbps所有通信量都经过这条链路R1R2这条链路上的时延很大

因特网资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展高速计算机、缓存、预取、压缩、…公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet93/154提高响应速度的方法4.使用压缩—减少传输的数据量资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展校园网源服务器2Mb/s因特网浏览器R1R2压缩服务器公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet94/154提高响应速度的方法5.使用镜像/CDN资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展校园网源点服务器2Mb/s因特网浏览器R1R2镜像服务器/CDN公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet95/154HTTP2.0不改动前一版HTTP的语义、HTTP方法、状态码、URI及首部字段等致力于突破上一版标准的性能限制，实现低延迟和高吞吐量主要改动有：多路复用（二进制分帧）头部压缩随时复位服务器端推送优先权和依赖资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发展公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet96/154HTTP2.0主要改动多路复用/分帧：将信息分割为更小的消息和帧，采用二进制格式进行编码HTTP1.x的首部信息被封装到Headers帧requestbody封装到Data帧里面整个通信过程在一个连接上完成可以承载任意数量的双向数据流每个数据流以消息的形式发送消息由一或多个帧组成帧可以乱序发送按帧首部的流标识符重新组装公共服务域名系统DNS文件传输FTPWeb与HTTP邮件系统虚拟终端Telnet资源文档HTTP通信报文状态速度HTTP2.0HTTP3.0浏览发