《计算机网络技》 课件 第7章 高层网络协议与应用服务

第7章高层网络协议与应用服务理解会话、表示和应用层协议，并能部署基础网络服务。应用层概述→会话管理机制→数据表示与安全→应用层协议与设备→TCP/IP模型中的应用层→网络服务实验第7章高层网络协议与应用服务02学习路径沿6个问题建立本章完整认知理解会话、表示和应用层协议，并能部署基础网络服务。01应用层概述02会话管理机制03数据表示与安全04应用层协议与设备05TCP/IP模型中的应用层06网络服务实验学习闭环：理解概念→推演机制→应用场景→证据验证第7章高层网络协议与应用服务037.1应用层概述应用程序与应用层协议为什么不是同一个概念？协议与应用→网络应用架构→服务接口→需求差异17.1应用层概述047.1核心结构应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务。先读中心结论，再看协议与应用与网络应用架构应用层概述四个知识点共同说明本节核心结论协议与应用协议定义交互规则，应用实现具体业务网络应用架构客户/服务器与对等模式服务接口应用通过套接字使用传输层需求差异带宽、时延、可靠性和安全要求不同7.1应用层概述057.1·01协议与应用：协议定义交互规则，应用实现具体业务应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务。01协议与应用1协议与应用是什么本页讨论“协议与应用”，属于应用层概述的关键内容2协议与应用的作用协议定义交互规则，应用实现具体业务3本节案例比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构理解要点：应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务7.1应用层概述067.1·02网络应用架构：客户/服务器与对等模式应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务。02网络应用架构1网络应用架构是什么本页讨论“网络应用架构”，属于应用层概述的关键内容2网络应用架构的作用客户/服务器与对等模式3本节案例比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构理解要点：应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务7.1应用层概述07教材图解·7.1客户机/服务器架构：请求与服务如何分工图7-1C/S网络架构｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1客户端发起请求、处理用户界面，并呈现服务器返回的数据2网络与协议Internet/LAN负责连通，TCP/IP协议保证双方按规则交换3服务器集中承载应用服务和数据存储，统一响应多个客户端7.1教材图解087.1·03服务接口：应用通过套接字使用传输层应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务。03服务接口1服务接口是什么本页讨论“服务接口”，属于应用层概述的关键内容2服务接口的作用应用通过套接字使用传输层3本节案例比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构理解要点：应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务7.1应用层概述097.1·04需求差异：带宽、时延、可靠性和安全要求不同应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务。04需求差异1需求差异是什么本页讨论“需求差异”，属于应用层概述的关键内容2需求差异的作用带宽、时延、可靠性和安全要求不同3本节案例比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构理解要点：应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务7.1应用层概述107.1场景应用比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构。本页案例：比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构1协议与应用协议定义交互规则，应用实现具体业务2网络应用架构客户/服务器与对等模式3服务接口应用通过套接字使用传输层4需求差异带宽、时延、可靠性和安全要求不同案例说明：比较Web浏览、即时通信和文件共享的应用架构7.1应用层概述11课堂检验应用程序与应用层协议为什么不是同一个概念？协议与应用协议定义交互规则，应用实现具体业务网络应用架构客户/服务器与对等模式参考解答应用层协议规定通信规则，应用程序则调用这些协议实现浏览器、邮件等具体业务结论：应用层直接面向用户和业务，通过协议组织网络服务7.1应用层概述127.2会话管理机制无状态HTTP为什么仍能支持持续登录？HTTP无状态→会话跟踪→数据同步→安全控制27.2会话管理机制137.2核心结构应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互。先读中心结论，再看HTTP无状态与会话跟踪会话管理机制四个知识点共同说明本节核心结论HTTP无状态每个请求独立，服务器默认不保留上下文会话跟踪Cookie、Session或Token关联用户状态数据同步检查点、序号或版本保证交互连续安全控制会话标识需防窃取、固定和重放7.2会话管理机制147.2·01HTTP无状态：每个请求独立，服务器默认不保留上下文应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互。01HTTP无状态1HTTP无状态是什么本页讨论“HTTP无状态”，属于会话管理机制的关键内容2HTTP无状态的作用每个请求独立，服务器默认不保留上下文3本节案例解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态理解要点：应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互7.2会话管理机制157.2·02会话跟踪：Cookie、Session或Token关联用户状态应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互。02会话跟踪1会话跟踪是什么本页讨论“会话跟踪”，属于会话管理机制的关键内容2会话跟踪的作用Cookie、Session或Token关联用户状态3本节案例解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态理解要点：应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互7.2会话管理机制16教材图解·7.2Cookie会话跟踪：让无状态请求具备连续身份图7-4Cookie｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1首次访问服务器在响应中通过Set-Cookie下发会话标识2浏览器保存客户端保存Cookie，并在后续HTTP请求中自动携带3服务器关联服务器依据标识找到用户状态，恢复登录、购物车等上下文7.2教材图解177.2·03数据同步：检查点、序号或版本保证交互连续应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互。03数据同步1数据同步是什么本页讨论“数据同步”，属于会话管理机制的关键内容2数据同步的作用检查点、序号或版本保证交互连续3本节案例解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态理解要点：应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互7.2会话管理机制187.2·04安全控制：会话标识需防窃取、固定和重放应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互。04安全控制1安全控制是什么本页讨论“安全控制”，属于会话管理机制的关键内容2安全控制的作用会话标识需防窃取、固定和重放3本节案例解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态理解要点：应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互7.2会话管理机制197.2场景应用解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态。本页案例：解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态1HTTP无状态每个请求独立，服务器默认不保留上下文2会话跟踪Cookie、Session或Token关联用户状态3数据同步检查点、序号或版本保证交互连续4安全控制会话标识需防窃取、固定和重放案例说明：解释登录后购物车如何跨多个HTTP请求保持状态7.2会话管理机制20课堂检验无状态HTTP为什么仍能支持持续登录？HTTP无状态每个请求独立，服务器默认不保留上下文会话跟踪Cookie、Session或Token关联用户状态参考解答服务器可借助Cookie、Session或Token保存并识别用户状态结论：应用通过状态标识、跟踪和同步机制维持连续交互7.2会话管理机制217.3数据表示与安全加密和压缩的处理顺序为何通常是先压缩后加密？字符编码→数据压缩→加密保护→格式协商37.3数据表示与安全227.3核心结构编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据。先读中心结论，再看字符编码与数据压缩数据表示与安全四个知识点共同说明本节核心结论字符编码ASCII、Unicode和UTF系列统一字符表示数据压缩无损与有损压缩减少传输量加密保护机密性、完整性和身份认证格式协商双方需约定语法、类型和序列化方式7.3数据表示与安全237.3·01字符编码：ASCII、Unicode和UTF系列统一字符表示编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据。01字符编码1字符编码是什么本页讨论“字符编码”，属于数据表示与安全的关键内容2字符编码的作用ASCII、Unicode和UTF系列统一字符表示3本节案例分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题理解要点：编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据7.3数据表示与安全247.3·02数据压缩：无损与有损压缩减少传输量编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据。02数据压缩1数据压缩是什么本页讨论“数据压缩”，属于数据表示与安全的关键内容2数据压缩的作用无损与有损压缩减少传输量3本节案例分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题理解要点：编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据7.3数据表示与安全257.3·03加密保护：机密性、完整性和身份认证编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据。03加密保护1加密保护是什么本页讨论“加密保护”，属于数据表示与安全的关键内容2加密保护的作用机密性、完整性和身份认证3本节案例分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题理解要点：编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据7.3数据表示与安全26教材图解·7.3混合加密：用非对称方式交换密钥，用对称方式传数据图7-10混合加密｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1交换公钥浏览器取得服务器公钥，为安全传递会话密钥做准备2协商会话密钥客户端生成随机会话密钥，并用公钥加密后发送3高速加密通信双方改用同一会话密钥进行对称加密，兼顾安全与效率7.3教材图解277.3·04格式协商：双方需约定语法、类型和序列化方式编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据。04格式协商1格式协商是什么本页讨论“格式协商”，属于数据表示与安全的关键内容2格式协商的作用双方需约定语法、类型和序列化方式3本节案例分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题理解要点：编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据7.3数据表示与安全287.3场景应用分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题。本页案例：分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题1字符编码ASCII、Unicode和UTF系列统一字符表示2数据压缩无损与有损压缩减少传输量3加密保护机密性、完整性和身份认证4格式协商双方需约定语法、类型和序列化方式案例说明：分析网页乱码、图片压缩与HTTPS加密分别属于哪类问题7.3数据表示与安全29课堂检验加密和压缩的处理顺序为何通常是先压缩后加密？字符编码ASCII、Unicode和UTF系列统一字符表示数据压缩无损与有损压缩减少传输量参考解答压缩先去除冗余；加密后的数据近似随机，再压缩通常难以缩小体积结论：编码、压缩和加密让不同系统正确、高效并安全地解释数据7.3数据表示与安全307.4应用层协议与设备DNS解析成功但网页打不开，应继续检查哪些层面？DNS→DHCP→HTTP/HTTPS→FTP47.4应用层协议与设备317.4核心结构DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输。先读中心结论，再看DNS与DHCP应用层协议与设备四个知识点共同说明本节核心结论DNS把域名解析为IP地址并支持分层授权DHCP自动分配地址、网关、DNS等参数HTTP/HTTPS组织Web请求响应并通过TLS保护传输FTP建立控制与数据连接完成文件传输7.4应用层协议与设备327.4·01DNS：把域名解析为IP地址并支持分层授权DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输。01DNS1DNS是什么本页讨论“DNS”，属于应用层协议与设备的关键内容2DNS的作用把域名解析为IP地址并支持分层授权3本节案例按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程理解要点：DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输7.4应用层协议与设备33教材图解·7.4DNS查询：从本地缓存逐级找到权威答案图7-11DNS查询过程｜先读图，再把图中关系还原为机制教材原图图中怎么看1先查本地浏览器、系统hosts和本地DNS缓存可直接返回已有结果2逐级定位未命中时从根域、顶级域逐步找到目标域名的权威服务器3返回并缓存权威结果返回客户端，本地DNS缓存结果以减少后续查询7.4教材图解347.4·02DHCP：自动分配地址、网关、DNS等参数DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输。02DHCP1DHCP是什么本页讨论“DHCP”，属于应用层协议与设备的关键内容2DHCP的作用自动分配地址、网关、DNS等参数3本节案例按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程理解要点：DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输7.4应用层协议与设备357.4·03HTTP/HTTPS：组织Web请求响应并通过TLS保护传输DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输。03HTTP/HTTPS1HTTP/HTTPS是什么本页讨论“HTTP/HTTPS”，属于应用层协议与设备的关键内容2HTTP/HTTPS的作用组织Web请求响应并通过TLS保护传输3本节案例按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程理解要点：DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输7.4应用层协议与设备367.4·04FTP：建立控制与数据连接完成文件传输DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输。04FTP1FTP是什么本页讨论“FTP”，属于应用层协议与设备的关键内容2FTP的作用建立控制与数据连接完成文件传输3本节案例按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程理解要点：DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输7.4应用层协议与设备377.4场景应用按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程。本页案例：按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程1DNS把域名解析为IP地址并支持分层授权2DHCP自动分配地址、网关、DNS等参数3HTTP/HTTPS组织Web请求响应并通过TLS保护传输4FTP建立控制与数据连接完成文件传输案例说明：按顺序还原终端入网后获取地址、解析域名、访问网站的过程7.4应用层协议与设备38课堂检验DNS解析成功但网页打不开，应继续检查哪些层面？DNS把域名解析为IP地址并支持分层授权DHCP自动分配地址、网关、DNS等参数参考解答继续检查TCP连接、TLS握手、HTTP状态码、Web服务监听、防火墙和服务器日志结论：DNS、DHCP、HTTP/HTTPS与FTP分别解决命名、配置、访问和传输7.4应用层协议与设备397.5TCP/IP模型中的应用层互联网沙漏架构为何有利于新应用快速出现？分层融合→沙漏架构→两种生态→协议组合57.5TCP/IP模型中的应用层407.5核心结构TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态。先读中心结论，再看分层融合与沙漏架构TCP/IP模型中的应用层四个知识点共同说明本节核心结论分层融合包含应用、表示和会话相关功能沙漏架构多样应用通过统一IP核心运行在多种网络之上两种生态C/S集中服务与P2P分布协作并存协议组合应用协议按需选择TCP、UDP与TLS7.5TCP/IP模型中的应用层417.5·01分层融合：包含应用、表示和会话相关功能TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态。01分层融合1分层融合是什么本页讨论“分层融合”，属于TCP/IP模型中的应用层的关键内容2分层融合的作用包含应用、表示和会话相关功能3本节案例把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构理解要点：TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态7.5TCP/IP模型中的应用层427.5·02沙漏架构：多样应用通过统一IP核心运行在多种网络之上TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态。02沙漏架构1沙漏架构是什么本页讨论“沙漏架构”，属于TCP/IP模型中的应用层的关键内容2沙漏架构的作用多样应用通过统一IP核心运行在多种网络之上3本节案例把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构理解要点：TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态7.5TCP/IP模型中的应用层437.5·03两种生态：C/S集中服务与P2P分布协作并存TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态。03两种生态1两种生态是什么本页讨论“两种生态”，属于TCP/IP模型中的应用层的关键内容2两种生态的作用C/S集中服务与P2P分布协作并存3本节案例把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构理解要点：TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态7.5TCP/IP模型中的应用层447.5·04协议组合：应用协议按需选择TCP、UDP与TLSTCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态。04协议组合1协议组合是什么本页讨论“协议组合”，属于TCP/IP模型中的应用层的关键内容2协议组合的作用应用协议按需选择TCP、UDP与TLS3本节案例把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构理解要点：TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态7.5TCP/IP模型中的应用层457.5场景应用把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构。本页案例：把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构1分层融合包含应用、表示和会话相关功能2沙漏架构多样应用通过统一IP核心运行在多种网络之上3两种生态C/S集中服务与P2P分布协作并存4协议组合应用协议按需选择TCP、UDP与TLS案例说明：把视频会议的信令、媒体、加密和传输协议放入分层结构7.5TCP/IP模型中的应用层46课堂检验互联网沙漏架构为何有利于新应用快速出现？分层融合包含应用、表示和会话相关功能沙漏架构多样应用通过统一IP核心运行在多种网络之上参考解答统一的IP和传输层提供稳定接口，新应用只需在其上实现新的应用协议结论：TCP/IP应用层融合OSI高层职责，形成互联网沙漏上层生态7.5TCP/IP模型中的应用层477.6网络服务实验服务端本机访问正常而客户端失败，应按什么顺序排查？环境准备→系统部署→Web服务→FTP服务67.6网络服务实验487.6核心结构服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环。先读中心结论，再看环境准备与系统部署网络服务实验四个知识点共同说明本节核心结论环境准备规划服务器地址、主机名、用户和目录系统部署安装并初始化WindowsServer等服务环境Web服务配置站点、端口、目录、权限和访问测试FTP服务配置用户、目录、权限与传输验证7.6网络服务实验497.6·01环境准备：规划服务器地址、主机名、用户和目录服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环。01环境准备1环境准备是什么本页讨论“环境准备”，属于网络服务实验的关键内容2环境准备的作用规划服务器地址、主机名、用户和目录3本节案例从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载理解要点：服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环7.6网络服务实验507.6·02系统部署：安装并初始化WindowsServer等服务环境服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环。02系统部署1系统部署是什么本页讨论“系统部署”，属于网络服务实验的关键内容2系统部署的作用安装并初始化WindowsServer等服务环境3本节案例从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载理解要点：服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环7.6网络服务实验517.6·03Web服务：配置站点、端口、目录、权限和访问测试服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环。03Web服务1Web服务是什么本页讨论“Web服务”，属于网络服务实验的关键内容2Web服务的作用配置站点、端口、目录、权限和访问测试3本节案例从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载理解要点：服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环7.6网络服务实验527.6·04FTP服务：配置用户、目录、权限与传输验证服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环。04FTP服务1FTP服务是什么本页讨论“FTP服务”，属于网络服务实验的关键内容2FTP服务的作用配置用户、目录、权限与传输验证3本节案例从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载理解要点：服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环7.6网络服务实验537.6场景应用从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载。本页案例：从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载1环境准备规划服务器地址、主机名、用户和目录2系统部署安装并初始化WindowsServer等服务环境3Web服务配置站点、端口、目录、权限和访问测试4FTP服务配置用户、目录、权限与传输验证案例说明：从客户端分别验证DNS解析、网页访问和FTP上传下载7.6网络服务实验54课堂检验服务端本机访问正常而客户端失败，应按什么顺序排查？环境准备规划服务器地址、主机名、用户和目录系统部署安装并初始化WindowsServer等服务环境参考解答依次检查服务进程与监听端口、防火墙、服务器地址与路由、DNS解析，最后检查客户端结论：服务部署要形成“安装—配置—发布—验证—加固”的闭环7.6网络服务实验55终端入网到网页DHCP、DNS、TCP/TLS与HTTP按顺序协作完成一次网页访问任何一个环节失败，用户都可能只看到“网页打不开”1DHCP获得IP、掩码、网关、DNS2DNS把域名解析为IP3TCP/TLS建立可靠安全连接4HTTP请求并接收Web资源7.4—7.5应用层协议56DNS解析客户端通常向递归解析器提问，解析器再沿层次结构寻找权威答案缓存缩短响应时间，也需要TTL控制有效期1本地