09第九章应用层.ppt

1、计算机网络、Chap9应用程序层、本章中的讲座摘要、培训目标：了解应用层的作用了解TCP/IP协议堆栈与应用层协议之间的关系了解TCP/IP应用程序层(包括DNS、E-mail、web、FTP和Telnet服务)的关键协议和工作机制。确定应用程序层协议分析方法关键点：多个著名TCP/IP应用程序服务的工作原理，应用程序层协议分析方法。Chap9应用程序层、Section1TCP/IP的应用程序层、分层模型的应用程序层、OSI或TCP/IP的顶层、计算机网络和用户之间的接口，以及网络通过应用层为用户提供由多个应用程序/服务/协议组成的各种网络服务。应用程序/应用程序服务/应用程序协议，负责提供用

2、于人机交互的界面或创建/接收消息的方法；应用程序服务负责为网络交互创建接口。这意味着根据协议为网络准备数据和交换数据。应用程序协议负责提供应用程序之间数据交互的规则和格式。这是应用层协议的一项功能，它为应用程序之间的通信提供规则。为了实现无缝通信，双方的应用层协议必须一致。TCP/IP应用层的默认协议，应用协议超文本传输协议(HTTP):在浏览器和WWW服务器之间传输超文本的协议简单邮件传输协议(SMTP):电子邮件传输服务应用程序支持协议域名服务(DNS):域名和IP地址之间相互转换的简单网络管理协议(SNMP):计算机网络的标准管理、TCP/IP应用程序与低层协议的关系、TCP/IP模型的

3、顶层、TCP/IP模型在传输数据之前必须建立连接，在传输完成后必须删除连接。传输层可提供高开销的端到端可靠传输机制。基于UDP的网络服务：一次无需建立连接，无需在传输数据之前建立连接，不提供可靠的传输机制，开销更低。要解决应用层可靠的端到端传输问题，请执行以下操作：为什么使用Chap9应用程序层、Section2DNS服务和域名？TCP/IP应用程序在网络层上基于IP协议实施，并使用IP地址在主机的逻辑寻址应用程序或用户访问相关应用程序或资源时，提供该主机的IP地址。32位二进制长度的IP地址很难记住，因此采用十进制数字也没有足够的记忆。数字位于应用层，为了用主机标识符替换IP地址，引入了更容

4、易记住的字符，称为域名。基于字符的IP地址和域名都具有完整的网络唯一特性。使用域名访问主机需要先将域名转换为IP地址，因为新问题应用程序使用域名访问网络时，主机或路由器无法使用域名指定主机的IP地址。DNS的应用程序实例、域名系统(DNS)及其配置和域：DNS的三个主要元素，由地理位置或业务类型连接的一组计算机组成。由域名标识的主机：由字母和/或数字组成的名称，用于替换主机的IP地址。域名服务器：也称为名称服务器，是提供域名解析服务(将域名映射到IP地址)的主机，通常由IP地址标识。域层次结构在域名空间的根域下分为数百个顶级域，顶级域分为：常规和国家两类。每个域可以包含很多主机，也可以进一步划

5、分为子域。子域下除主机外，还可以有子域。域名空间的整体形式类似于反向树，“根”不表示特定域，“叶”表示没有子域的域，可以包含一台主机或数千台主机。，域名空间的树结构。每个域都基于从节点到根的域路径命名，从节点所在的分层结构到顶级域名“.”配置由分隔的域名字符串。路径全名不能超过255个字符。公用域名缩写的含义，edueduedubusiness gov政府机构org-非营利组织net-网络服务mil-军事int-国际组织，us美国uk英国cn应用程序需要将名称映射为IP地址时，应用程序将调用设置为要解析的域名地址的名为域名解析器(resolver)的功能软件或库进程，解析器将UDP数据报封装并

6、发送到本地DNS服务器，本地DNS服务器查找与名称相对应的IP地址，然后将其返回到解析器。解析器将结果返回给调用方。本地DNS服务器知道根服务器的地址，因此经过几次查找，域名树最终通过查找正确检查结果的数据库查找完成域名解析过程。迭代解决方案：一次请求一台服务器，不能请求其他服务器：解决任务主要由域名解析器软件执行。递归检查：名称服务器系统一次完成名称-地址解析。解决任务主要由服务器软件执行。域名解析算法，DNS查询实现示例-递归解析，将DS1，主机h: DS1指定为本地DNS服务器，递归查找实现说明，解析器将查询传递到本地名称服务器时，该名称服务器将在本地内存缓冲区中检索最近时间解析的名称地

7、址。如果找到，则将结果返回到客户端。否则，名称服务器将在本地静态映射表中搜索，以确定管理员输入的条目是否具有与该主机名相对应的IP地址。如果存在相应的表条目，则将该IP地址发送给客户端。如果上面确定的IP地址不存在，则要验证的域名是远程域名。因此，本地名称服务器查询根名称服务器。根名称服务器根据主机名中指定的顶级域名搜索相应的顶级域名服务器，并将该顶级域DNS服务器的IP地址返回到本地DNS服务器。本地DNS服务器再次查询顶级域DNS服务器时，顶级域DNS服务器将根据主机名中指定的双层域名搜索相应的辅助域名服务器，并将该辅助域DNS服务器的IP地址返回到本地DNS服务器。直到依次下去确认所有要

8、确认的名字。域名系统的性能优化策略之一：复制，每个根服务器的很多副本都存在于世界各地。新子网连接到internet后，在本地DNS服务器上配置根服务器表。本地DNS服务器可以选择对该域名服务响应最快的根服务器。在实际应用中，地理上最近的域名服务器往往响应得最好。域名系统的性能优化策略2:缓存，每个服务器维护一个域名缓存，每次找到新域名时，服务器都会缓存，维护生存时间。主机在启动时从本地域名服务器下载域名和地址中的所有数据库，保留包含最近使用的域名的缓存，仅当在缓存中找不到域名时才使用域名服务器。DNS缓存比复制更重要，命名缓存可以优化查询开销，减少DNS查询数据网络的流量，减少父服务器的工作负

9、载。本地DNS缓存-IPconfig/display DNS，DNS中的资源记录，对于DNS查找，每个DNS服务器都维护一个名为DNS中资源记录(resourcerecord)的域名和IP地址映射关系的数据库。每个资源记录有5个字段：domain _ nametime _ to _ livetypclassvalue、关于DNS的教室讨论、方案1:如果本地DNS服务器指向校园网络DNS服务器，则除校园节点外的其他节点无法访问internet，但更改为通信DNS服务器时可以访问internet，Chap9应用层、Section3E-mail服务、电子邮件服务概述、通过计算机网络与其他用户通信的i

10、nternet主要应用程序之一，与传统邮件系统相比，电子邮件成本低、速度快。电子邮件通常只需几秒钟就可以到达目的地。1)复盖范围：只要可以上网，就可以在任何地方进行一对多邮件发送。2)不同形式的内容：电子邮件可以将文本、图像、语音等不同类型的信息合并到一个邮件中进行传递；3)安全性和可靠性高：丢失和损坏的概率低。简单性：不能出入，电子邮件的地址格式相关，电子邮件正文不存在的格式统一要求邮件头的电子邮件地址的严格格式要求电子邮件地址的标准格式如下：主机域名收件人邮箱名称表示用户在邮件服务器上注册的用户id。这相当于其中一个个人邮箱是分隔符。“at”主机名(用英语阅读)表示邮箱所在邮件服务器的域名

11、、电子邮件系统的配置，由邮件用户代理、邮件服务器和邮件协议(取决于客户/服务器结构)组成，并在客户端上的本地程序(如outlook、hotmail等)中运行。提供与电子邮件系统交互的命令行、菜单或图形界面；允许人们阅读和发送电子邮件；发送服务器为用户提供邮件发送功能(Link)；发送邮件时使用邮件发送协议。simplemailransferprotocol只能传输文本信息。MIME协议可以发送多媒体信息(包括文本、声音、图像等)，使用邮件接收协议(如邮局协议postoffice protocol(pop 3)，使用用户登录、终止、读取消息、删除消息命令，以及邮件接收服务器向用户发送邮件的功能(

12、链接)，等等使用客户/服务器操作模式时，发送邮件的SMTP流程是SMTP客户，接收邮件的SMTP流程是SMTP服务器。提供了14个命令和21个响应信息的简单邮件发送命令。初始化会话、交换邮件、转发邮件、验证邮箱名称、扩展邮件列表以及打开和关闭邮件交换的每个命令都由4个字符组成。每个响应信息通常只有一行信息。SMTP命令示例，HELO将SMTP客户机进程映射到SMTP服务器进程EHLOHELO的新形式(服务扩展MAILFROM标识发件人RCPTTO标识收件人DATA标识消息内容，邮件接收协议之一：POP3，简单邮件传输层基于使用公共端口号110的TCP协议实现。规定了15个命令和24个响应信息，

13、如用户登录、退出、读取消息、删除消息等。IMAP:internetmessageaccessprotocol与POP3一样，以客户/服务器方式工作。运行POP3协议的POP3服务器是具有存储转发功能的中间服务器。消息传送给用户后，POP3服务器不再存储该消息。客户程序打开IMAP服务器的邮箱时，用户将看到消息的开头。如果用户需要打开消息，可以将消息发送到用户的计算机。IMAP服务器邮箱中的消息将保留，直到用户发出删除消息的命令。POP3协议脱机运行，而IMAP协议联机运行。，邮件接收协议2: IMAP、Chap9应用层、Section4文件传输服务-FTP、FTP服务概述、用于在TCP/IP网

14、络中两台计算机之间传输文件的协议、最古老的internet应用程序协议之一：用户通过FTP连接到远程服务器，轻松查看、删除远程服务器上的文件内容可以在两个异构系统(使用不同操作系统的两台计算机)之间传输ASCII代码或EBCDIC代码(扩展的二进制代码十进制转换)字符集。使用C/S模式时，传输层将基于TCP实现。FTP操作模式，FTP客户与FTP服务器之间的双连接：控制连接：数据传输连接，用于数据传输：数据传输，FTP操作方式，在运行FTP的服务器上，FTP守护程序，随时准备在FTP服务启动时响应客户端请求(请参阅当客户端需要文件传输服务时，它首先尝试建立与FTP服务器的控制连接。建立控制连接

15、时，服务器要求客户端提供有效的登录名和密码。匿名登录(用户名：anonymous，密码：E-mail地址)、FTP工作方式(继续1)和控制连接设置。打开通信连接以在客户端和FTP服务器之间发送命令所有文件管理相关命令都通过该连接发送到服务器端，控制连接在整个FTP会话期间默认使用TCP端口21。FTP工作方式(继续2)形成了另一个TCP连接，每次请求文件传输时服务器都单独使用该连接来传输数据，所有文件都在ASCII模式或二进制模式下通过该数据通道传输。此连接在服务器端默认使用TCP端口20。客户请求的文件传输完成后，删除连接，新的文件传输需要重新建立数据连接。控制连接将保持不变，直到发送所有文

16、件，客户端请求终止后才会终止。Chap9应用程序层、section 5 web服务、web服务概述，以及internet上用于浏览多媒体信息(包括文本、图形、声音、视频等)的主要服务之一。信息以网页(page)的形式存在，格式严格，以超文本标识语言HTML编写，并保存在WWW服务器上。WWW系统的结构使用客户/服务器模型。WWW服务器也称为web服务器，分布在internet上。每个网页都可以包含指向其他页面的超链接(网页上的对象、单词、短语或图片)，用户可以跟随指向其他页面的超链接。超链接可以无限制地重复，用户可以通过此方法轻松访问其他WWW服务器上的许多网页或信息资源。如何说明WWW服务需要解决的关键问题和关键技术，以及如何通过描述信息或表示HTML来识别分布在internet上的WWW文档？URL如何实现WWW客户端对服务器的访问？HTTP如何显示不同样式的WWW文档？www浏览器、HTTP协议