第八章 运用层.ppt

1、第8章 应 用 层,8.1 域名系统DNS 8.2 文件传送协议FTP 8.3 远程登录TELNET 8.4 电子邮件 8.5 万维网WWW 8.6 动态主机配置协议DHCP,退出,8.1 域名系统DNS,8.1.1 域名系统概述 许多应用层软件经常直接使用域名系统DNS (Domain Name System)，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。 因特网的域名系统DNS是一个联机分布式数据库系统，并采用客户服务器方式。,DNS的工作过程逐级解析 举例： 国外某大学的用户访问 ,用户主机： 应用程序调用Gethostbyname( )- resolver 主

2、机 MIT域名服务器（请求解析）,8.1.2 因特网的域名结构 任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个惟一的层次结构的名字，即域名(domain name)。 现在顶级域名TLD (Top Level Domain)有三类： （1）国家顶级域名nTDL （2）国际顶级域名Itdl （3）通用顶级域名gTDL 图8-1是因特网名字空间的结构，它实际上是一个倒过来的树，树根在最上面而没有名字。,8.1.3 用域名服务器进行域名转换 共有以下三种不同类型的域名服务器： （1）本地域名服务器(local name server) （2）根域名服务器(root name server) （3）授

3、权域名服务器(authoritative name server) 图8-2是管辖区的划分举例。,图8-3表示查询IP地址的过程。假定域名为的主机想知道另一个域名为的主机的IP地址。于是向其本地域名服务器查询。由于查询不到，就向根域名服务器查询。根据被查询的域名中的“”再向授权域名服务器发送查询报文，最后再向授权域名服务器查询。以上的查询过程见图中的的顺序。得到结果后，按照图中的的顺序将回答报文传送给本地域名服务器。总共要使用8个UDP报文。这种查询方法叫做递归查询。,以后的过程如图8-4所示。这就是递归与迭代相结合的查询方法。可以看出，对根域名服务器来说，负担减轻了一半。,8.2 文件传送协

4、议FTP,8.2.1 概述 文件传送协议FTP (File Transfer Protocol)是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。 文件共享协议中的另一大类是联机访问(on-line access)。,8.2.2 FTP的主要工作原理 文件传送协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务，它使用TCP可靠的运输服务。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。 一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。 FTP的工作情况如图8-5所示。 在进行文件传输时，FTP的

5、客户和服务器之间要建立两个连接：“控制连接”和“数据连接”。,FTP一般都是交互式地工作。作为例子，图8-6给出了用户机器上显示出的信息。,8.2.3 简单文件传送协议TFTP和网络文件系统NFS TCP/IP协议族中还有一个简单文件传送协议TFTP (Trivial File Transfer Protocol)，它是一个很小且易于实现的文件传送协议RFC 1350, 783。 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。,TFTP的主要特点是： （1）每次传送的数据PDU中有512字节的数据，但最后一次可不足512字节； （2）数据PDU也称

6、为文件块(block)，每个块按序编号，从1开始； （3）支持ASCII码或二进制传送； （4）可对文件进行读或写； （5）使用很简单的首部。,8.3 远程登录TELNET,远程登录TELNET是一个简单的远程终端协议。用户用TELNET就可在其所在地通过TCP连接注册(即登录)到远地的另一个主机上(使用主机名或IP地址)。 现在由于PC机的功能越来越强，用户就较少使用TELNET了。 图8-7说明了NVT的意义。,8.4 电子邮件,8.4.1 概述 电子邮件(e-mail) 是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。电子邮件将邮件发送到ISP的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱(mai

7、l box)中，收信人可随时上网到ISP的邮件服务器进行读取。 简单邮件传送协议SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)RFC 821和因特网文本报文格式RFC 822，它们已成为因特网的事实上的标准。,由于因特网的SMTP只能传送可打印的ASCII码邮件，因此在1893年又制定了新的电子邮件标准RFC 1521, 1522，即“通用因特网邮件扩充”MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)。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。这在多媒体通信

8、环境下是非常有用的。 一个电子邮件系统应具有图8-8所示的3个主要组成部件，这就是用户代理、邮件服务器，以及电子邮件使用的协议。,发送方,邮件缓存,邮件服务器,因特网,使用 SMTP 协议,用户邮箱,接收方,发送邮件使用的协议简单邮件传送协议 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),邮件服务器,接收邮件使用的协议邮局协议版本3 POP3 (Post Office Protocol version 3),发送端 ISP,接收端 ISP,使用 SMTP 协议,使用 POP3 协议,发信人地址：,收信人地址：,邮件的传送仍然要使用 IP 和 TCP 协议,用户代理U

9、A(User Agent)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PC机中运行的程序。 用户代理至少应当具有以下3个功能： 撰写。 显示。 处理。 邮件服务器是电子邮件系统的核心构件。邮件服务器需要使用两个不同的协议。一个协议用于发送邮件，即SMTP协议，而另一个协议用于接收邮件，即邮局协议POP (Post Office Protocol)。,电子邮件由信封(envelope)和内容(content)两部分组成。 TCP/IP体系的电子邮件系统规定电子邮件地址(e-mail address)的格式如下： 收信人邮箱名邮箱所在主机的域名 在发送电子邮件时，邮件服务器只使用电子邮

10、件地址中的后一部分，即目的主机的域名。,8.4.2 简单邮件传送协议SMTP 使用SMTP时，收信人可以是和发信人连接在同一个本地网络上的用户，也可以是因特网上其他网络的用户，或者是与因特网相连但不是TCP/IP网络上的用户。 1连接建立 2邮件传送 3连接释放,8.4.3 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。 “To:”后面填入一个或多个收信人的电子邮件地址。 “Subject:”是邮件的主题。它反映了邮件的主要内容。 邮件首部还有一项是抄送“Cc:”。这两个字符来自“Carbon cop

11、y”，意思是留下一个“复写副本”。这是借用旧的名词，表示应给某某人发送一个邮件副本。,8.4.4 邮件读取协议POP3和IMAP 现在常用的邮件读取协议有两个，即邮局协议第三个版本POP3和因特网报文存取协议IMAP (Internet Message Access Protocol)。现分别讨论如下。 邮局协议POP是一个非常简单、但功能也有限的邮件读取协议。 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。,在使用IMAP时，所有收到的邮件同样是先送到ISP的邮件服务器的IMAP服务器。而在用户的PC机上运行IMAP客户程序，然后与ISP的邮件服务器上的IMAP服

12、务器程序建立TCP连接。用户在自己的PC机上就可以操纵ISP的邮件服务器的邮箱，就像在本地操纵一样，因此IMAP是一个联机协议。 注意不要将邮件读取协议POP和IMAP与邮件传送协议SMTP弄混。发信人的用户代理向源邮件服务器发送邮件，以及源邮件服务器向目的邮件服务器发送邮件，都是使用SMTP协议。而POP和IMAP则是用户从目的邮件服务器上读取邮件所使用的协议。,8.4.5 通用因特网邮件扩充MIME 1MIME概述 （1）SMTP不能传送可执行文件或其他的二进制对象。 （2）SMTP限于传送7位的ASCII码。 （3）SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件。 （4）某些SMTP的实现并没有

13、完全按照RFC 821的SMTP标准。,MIME增加的5个新的邮件首部的名称及其意义(有的可以是选项)。 （1）MIME-Version：标识MIME的版本。现在的版本号是1.0。若无此行，则为英文文本。 （2）Content-Description：这是可读字符串，说明此邮件是什么。和邮件的主题差不多。 （3）Content-Id：邮件的惟一标识符。 （4）Content-Transfer-Encoding：在传送时邮件的主体是如何编码的。 （5）Content-Type：说明邮件的性质。,2内容传送编码 下面介绍几种常用的内容传送编码Content-Transfer-Encoding。 最

14、简单的编码使用7 bit或8 bit(即7位或8位ASCII码)，而每行不能超过1000个字符。 另一种编码称为quoted-printable，这种编码方法可用于当邮件中包含了非英文的文本。 对于任意的二进制文件，可用base64编码(有人称为ASCII armor)。,3内容类型 MIME标准规定Content-Type说明必须含有两个标识符，即内容类型(type)和子类型(subtype)，中间用“/”分开。 表8-1列出了7种基本内容类型和15种子类型，以及简单的说明。,MIME的内容类型中的Multipart是很有用的，因为它使邮件增加了相当大的灵活性。标准为Multipart定义了

15、四种可能的子类型，每个子类型都提供重要功能。 （1）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）alternative子类型允许单个报文含有同一数据的多种表示。 （3）parallel子类型允许单个报文含有可同时显示的各个子部分。 （4）digest子类型允许单个报文含有一组其他报文。,8.5 万维网WWW,8.5.1 概述 万维网WWW (World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所，英文简称为Web。图8-9说明了万维网提供分布式服务的特点。,正是由于万维网的出现，使因特网从仅由少数计算机

16、专家使用变为普通百姓也能利用的信息资源。 万维网是一个分布式的超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。 万维网以客户服务器方式工作。客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序返回客户所要的万维网文档。在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面(page)。,8.5.2 统一资源定位符URL 1URL的格式 :/:/ (8-2) 2使用FTP的URL 3使用HTTP的URL http:/:/,8.5.3 超文本传送协议HTTP 1HTTP的操作过程 万维网的大致工作过程如图8-10所示。,HTTP规定在HT

17、TP客户与HTTP服务器之间的每次交互都由一个ASCII码串构成的请求和一个“类MIME (即RFC 822 MIME-like)”的响应组成。 用户浏览页面的方法有两种。一种方法是在浏览器的Location窗口中键入所要找的页面的URL。另一种方法是在某一个页面中用鼠标点击一个可选部分，这时浏览器自动在因特网上找到所要链接的页面。,2万维网高速缓存 万维网高速缓存(Web cache)是一种网络实体，它能代表浏览器发出HTTP请求，因此万维网高速缓存又称为代理服务器(proxy server)。 设图8-11中的校园网有许多人用PC机的浏览器访问因特网上很多的服务器。,3HTTP的报文结构

18、典型的HTTP请求报文如下： GET /dirABC/docu1.html HTTP/1.1 这是请求行 Connection: close此行和以下都是首部行 User-agent: Mozilla/4.0 Accept: text/html, image/gif, image/jpeg Accept-language: en 此处有一个空行,典型的HTTP响应报文如下： HTTP/1.1 200 OK 这是状态行 Connection: close 此行开始的6行都是首部行 Date: Thu,06 Aug 1998 12:00:15 GMT Server: Apache/1.3.0 (U

19、nix) Last-Modified: Mon, 22 Jun 1998 09:23:24 GMT Content-Length: 8765 文件长度的字节数 Content-Type: text/html 此处有一个空行 DATA DATA DATA DATA DATA 从这开始就是所请求的文件,8.5.4 超文本标记语言HTML 1HTML概述 超文本标记语言HTML (HyperText Markup Language)中的Markup的意思就是“设置标记”。因此HTML也常译为超文本置标语言。 当浏览器从服务器读取某个页面的HTML文档后，就按照HTML文档中的各种标签，根据浏览器所使用的显示器的尺寸和分辨率大小，重新进行排版并恢复出所读取的页面。,2HTML的格式与标签 元素(element)是HTML文档结构的基本组成部分。一个HTML文档本身就是一个元素。每个HTML文档由两个主要元素组成：首部(head)和主体(body)，主体紧接在首部的后面。首