計算機網絡應用層

1、第七章 應用層（一）域名系統(tǒng)DNS（二）文件傳輸協(xié)議FTP（三）電子郵件（四）WWW1第七章 應用層應用層協(xié)議的特點每個應用層協(xié)議都是為了解決某一類應用問題，而問題的解決又往往是通過位于不同主機中的多個應用進程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。應用層的具體內容就是規(guī)定應用進程在通信時所遵循的協(xié)議。應用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務器方式?？蛻?client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程?？蛻舴掌鞣绞剿枋龅氖沁M程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠照埱蠓剑掌魇欠仗峁┓?。 27.1 域名系統(tǒng)DNS域名解析 域名服務器 因特網的域名結構 域名系統(tǒng)概述37.1 域名系統(tǒng)D

2、NS7.1.1域名系統(tǒng)概述定義：在因特網上保持域名和IP地址間對應關系的分布式數據庫(DNS服務器)的集合稱為域名系統(tǒng)DNS。因特網采用層次結構的命名樹作為主機的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng) DNS。名字到 IP 地址的解析是由若干個域名服務器程序完成的。域名服務器程序在專設的結點上運行，運行該程序的機器稱為域名服務器。 47.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網的域名結構任何一個連接在因特網上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結構的名字，即域名。域名的結構由標號序列組成，各標號之間用點隔開：各標號分別代表不同級別的域名。 比如： . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名頂級域名二級域名三級域名

3、四級域名57.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網的域名結構域名只是個邏輯概念，并不代表計算機所在的物理地點。變長的域名和使用有助記憶的字符串，是為了便于人來使用。而 IP 地址是定長的 32 位二進制數字則非常便于機器進行處理。域名中的“點”和點分十進制 IP 地址中的“點”并無一一對應的關系。點分十進制 IP 地址中一定是包含三個“點”，但每一個域名中“點”的數目則不一定正好是三個。 67.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網的域名結構因特網采用了層次樹狀結構的命名方法。DNS的分布式數據庫以域名為索引，每個域名實際上就是一棵很大的逆向樹中路徑，這棵逆向樹稱為域名空間。root四級域名mail

4、wwwbjeducomcctvibmhp二級域名pkufzu三級域名mailwwwcomnetorgedugovaerocnuk頂級域名77.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網的域名結構頂級域名國家頂級域名nTLD：如.cn 表示中國，.us 表示美國，.uk 表示英國，等等。通用頂級域名gTLD： .com （公司和企業(yè)） .net （網絡服務機構） .org （非贏利性組織) .edu （美國專用的教育機構） .gov (美國專用的政府部門） .mil （美國專用的軍事部門） .int （國際組織）87.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網的域名結構頂級域名基礎結構域名(infrastruc

5、ture domain)：這種頂級域名只有一個，即 arpa，用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。97.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網的域名結構頂級域名新增通用頂級域名.aero （航空運輸企業(yè)）.biz （公司和企業(yè)）.cat （加泰隆人的語言和文化團體）.coop （合作團體）.info （各種情況）.jobs （人力資源管理者）.mobi （移動產品與服務的用戶和提供者）.museum（博物館）.name （個人）.pro （有證書的專業(yè)人員）.travel（旅游業(yè)） 107.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器存在的問題因特網引入域名，方便了用戶使用，同時也增加了開銷，域名與I

6、P地址的對應通常通過在網絡中心設置域名服務器實現(xiàn)。理論上說，每一級的域名都應當有一個相對應的域名服務器，但這樣做會使域名服務器的數量太多，而使域名系統(tǒng)的運行效率降低。問題的解決DNS采用劃分區(qū)的方法來解決這個問題。117.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器一個服務器所負責管轄的（或有權限的）范圍叫做區(qū)。各單位根據具體情況來劃分自己管轄范圍的區(qū),但在一個區(qū)中的所有節(jié)點必須是能夠連通的。每一個區(qū)設置相應的權限域名服務器，用來保存該區(qū)中的所有主機的域名到IP地址的映射。127.1 域名系統(tǒng)DNS區(qū)的不同劃分方法舉例 域 區(qū)abcxuvwty(a) 區(qū) = 域(b) 區(qū) 域域 區(qū)區(qū)abcxuvwt

7、ycomeduorg根comeduorg根137.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器因特網上的DNS域名服務器也是按照層次安排，每一個域名服務器只對域名體系中的一部分進行管轄。根域名服務器org 域名服務器com 域名服務器edu 域名服務器域名服務器abc 公司有兩個權限域名服務器權限域名服務器根域名服務器頂級域名服務器域名服務器147.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器根域名服務器根域名服務器是最重要的域名服務器。所有的根域名服務器都知道所有的頂級域名服務器的域名和 IP 地址。不管是哪一個本地域名服務器，若要對因特網上任何一個域名進行解析，只要自己無法解析，就首先求助于根域名服務

8、器。根域名服務器并不直接把域名直接轉換成 IP 地址，而是把下一步應當的頂級域名服務器的 IP 地址告訴本地域名服務器。157.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器頂級域名服務器這些域名服務器負責管理在該頂級域名服務器注冊的所有二級域名。當收到 DNS 查詢請求時，就給出相應的回答（可能是最后的結果，也可能是下一步應當找的域名服務器的 IP 地址）。 167.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器權限域名服務器這就是前面已經講過的負責一個區(qū)的域名服務器。當一個權限域名服務器還不能給出最后的查詢回答時，就會告訴發(fā)出查詢請求的 DNS 客戶，下一步應當找哪一個權限域名服務器。 177.1 域名系

9、統(tǒng)DNS7.1.3域名服務器本地域名服務器本地域名服務器并不屬于域名服務器層次結構，但它對域名系統(tǒng)非常重要。當一個主機發(fā)出 DNS 查詢請求時，這個查詢請求報文就發(fā)送給本地域名服務器。每一個因特網服務提供者 ISP，或一個大學，甚至一個大學里的系，都可以擁有一個本地域名服務器，這種域名服務器有時也稱為默認域名服務器。 187.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.4域名解析主機向本地域名服務器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機所詢問的本地域名服務器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報文。本地域名服務器向根域名服務器的查詢通常是采

10、用迭代查詢。當根域名服務器收到本地域名服務器的迭代查詢請求報文時，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務器：“你下一步應當向哪一個域名服務器進行查詢”。然后讓本地域名服務器進行后續(xù)的查詢。197.1 域名系統(tǒng)DNS頂級域名服務器權限域名服務本地域名服務器根域名服務器迭代查詢 的 IP 地址 遞歸查詢需要查找 的 IP 地址本地域名服務器采用迭代查詢 207.1 域名系統(tǒng)DNS本地域名服務器采用遞歸查詢（比較少用） 頂級域名服務器權限域名服務本地域名服務器 根域名服務器遞歸查詢遞歸查詢 的 IP 地址 需要查找 的 IP 地址217.2 文件傳輸協(xié)議FTPFTP工作原理文件傳輸協(xié)議

11、概述227.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.1文件傳輸協(xié)議概述文件傳送協(xié)議 FTP ( Protocol) 是因特網上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議，用于Internet上的控制文件的雙向傳輸。FTP的主要作用，就是讓用戶連接上一個遠程計算機（這些計算機上運行著FTP服務器程序）察看遠程計算機有哪些文件，然后把文件從遠程計算機上拷到本地計算機，或把本地計算機的文件送到遠程計算機去。237.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP工作原理FTP 使用客戶服務器方式。一個 FTP 服務器進程可同時為多個客戶進程提供服務。FTP 的服務器進程由兩大部分組成：一個主進程，負責接受新的請求；另外有若干個從屬進程

12、，負責處理單個請求。247.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP的工作原理主進程的工作步驟打開熟知端口（端口號為 21），使客戶進程能夠連接上。等待客戶進程發(fā)出連接請求。啟動從屬進程來處理客戶進程發(fā)來的請求。從屬進程對客戶進程的請求處理完畢后即終止，但從屬進程在運行期間根據需要還可能創(chuàng)建其他一些子進程?；氐降却隣顟B(tài)，繼續(xù)接受其他客戶進程發(fā)來的請求。主進程與從屬進程的處理是并發(fā)地進行。 257.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP的工作原理兩個連接在進行文件傳輸時，F(xiàn)TP的客戶和服務器之間要建立兩個并行的TCP連接：控制連接和數據連接。控制連接在整個會話期間一直保持打開，F(xiàn)TP 客戶發(fā)出的傳

13、送請求通過控制連接發(fā)送給服務器端的控制進程，但控制連接不用來傳送文件。實際用于傳輸文件的是“數據連接”。服務器端的控制進程在接收到 FTP 客戶發(fā)送來的文件傳輸請求后就創(chuàng)建“數據傳送進程”和“數據連接”，用來連接客戶端和服務器端的數據傳送進程。數據傳送進程實際完成文件的傳送，在傳送完畢后關閉“數據傳送連接”并結束運行。 267.2 文件傳輸協(xié)議FTP控制進程FTP 客戶端FTP 服務器端因特網TCP 控制連接TCP 數據連接用戶界面控制進程數據傳送進程數據傳送進程277.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP的工作原理兩個連接當客戶進程向服務器進程發(fā)出建立連接請求時，要尋找連接服務器進程的熟知

14、端口(21)，同時還要告訴服務器進程自己的另一個端口號碼，用于建立數據傳送連接。接著，服務器進程用自己傳送數據的熟知端口(20)與客戶進程所提供的端口號碼建立數據傳送連接。由于 FTP 使用了兩個不同的端口號，所以數據連接與控制連接不會發(fā)生混亂。287.3 電子郵件7.3.1電子郵件概述電子郵件(e-mail)是因特網上使用得最多的和最受用戶歡迎的一種應用。電子郵件把郵件發(fā)送到收件人使用的郵件服務器，并放在其中的收件人郵箱中，收件人可隨時上網到自己使用的郵件服務器進行讀取。電子郵件不僅使用方便，而且還具有傳遞迅速和費用低廉的優(yōu)點?，F(xiàn)在電子郵件不僅可傳送文字信息，而且還可附上聲音和圖像。297.

15、3 電子郵件7.3.2電子郵件地址格式TCP/IP 體系的電子郵件系統(tǒng)規(guī)定電子郵件地址的格式如下： 收件人郵箱名郵箱所在主機的域名 例如： 這個用戶名在該域名的范圍內是唯一的。 郵箱所在的主機的域名在全世界必須是唯一的 307.4 萬維網WWW7.4.1萬維網概述萬維網 WWW (World Wide Web)并非某種特殊的計算機網絡。萬維網是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所。萬維網用鏈接的方法能非常方便地從因特網上的一個站點訪問另一個站點，從而主動地按需獲取豐富的信息。317.4 萬維網WWW7.4.2萬維網工作方式萬維網以客戶服務器方式工作。瀏覽器就是在用戶計算機上的萬維網客戶程序。萬維網文檔所駐留的計算機則運行服務器程序，因此這個計算