應用層教學講解課件

第9章應用層9.1域名系統(tǒng)DNS9.2文件傳送協(xié)議FTP9.3遠程登錄TELNET9.4電子郵件9.5萬維網(wǎng)WWW9.6動態(tài)主機配置協(xié)議DHCP退出第9章應用層9.1域名系統(tǒng)DNS退出9.1域名系統(tǒng)DNS9.1.1域名系統(tǒng)概述 許多應用層軟件經(jīng)常直接使用域名系統(tǒng)DNS(DomainNameSystem)，但計算機的用戶只是間接而不是直接使用域名系統(tǒng)。 因特網(wǎng)的域名系統(tǒng)DNS是一個聯(lián)機分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并采用客戶服務器方式。9.1域名系統(tǒng)DNS9.1.1域名系統(tǒng)概述9.1.2因特網(wǎng)的域名結構 任何一個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個惟一的層次結構的名字，即域名(domainname)。 現(xiàn)在頂級域名TLD(TopLevelDomain)有三類： （1）國家頂級域名nTDL （2）國際頂級域名Itdl （3）通用頂級域名gTDL 圖9-1是因特網(wǎng)名字空間的結構，它實際上是一個倒過來的樹，樹根在最上面而沒有名字。9.1.2因特網(wǎng)的域名結構第9章應用層-課件9.1.3用域名服務器進行域名轉(zhuǎn)換

共有以下三種不同類型的域名服務器： （1）本地域名服務器(localnameserver) （2）根域名服務器(rootnameserver) （3）授權域名服務器(authoritativenameserver) 圖9-2是管轄區(qū)的劃分舉例。9.1.3用域名服務器進行域名轉(zhuǎn)換第9章應用層-課件 圖9-3表示查詢IP地址的過程。假定域名為m.xyz的主機想知道另一個域名為t.y.abc的主機的IP地址。于是向其本地域名服務器dns.xyz查詢。由于查詢不到，就向根域名服務器dns查詢。根據(jù)被查詢的域名中的“abc”再向授權域名服務器dns.abc發(fā)送查詢報文，最后再向授權域名服務器dns.y.abc查詢。以上的查詢過程見圖中的①→②→③→④的順序。得到結果后，按照圖中的⑤→⑥→⑦→⑧的順序?qū)⒒卮饒笪膫魉徒o本地域名服務器dns.xyz。總共要使用8個UDP報文。這種查詢方法叫做遞歸查詢。 圖9-3表示查詢IP地址的過程。假定域名為m.xyz的主第9章應用層-課件

以后的過程如圖9-4所示。這就是遞歸與迭代相結合的查詢方法?？梢钥闯?，對根域名服務器來說，負擔減輕了一半。 以后的過程如圖9-4所示。這就是遞歸與迭代相結合的查詢方第9章應用層-課件9.2文件傳送協(xié)議FTP9.2.1概述 文件傳送協(xié)議FTP(FileTransferProtocol)是因特網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。 文件共享協(xié)議中的另一大類是聯(lián)機訪問(on-lineaccess)。9.2文件傳送協(xié)議FTP9.2.1概述9.2.2FTP的主要工作原理 文件傳送協(xié)議FTP只提供文件傳送的一些基本的服務，它使用TCP可靠的運輸服務。FTP的主要功能是減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性。 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，負責處理單個請求。 FTP的工作情況如圖9-5所示。 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連接：“控制連接”和“數(shù)據(jù)連接”。9.2.2FTP的主要工作原理第9章應用層-課件 FTP一般都是交互式地工作。作為例子，圖9-6給出了用戶機器上顯示出的信息。 FTP一般都是交互式地工作。作為例子，圖9-6給出了用戶第9章應用層-課件9.2.3簡單文件傳送協(xié)議TFTP和網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS

TCP/IP協(xié)議族中還有一個簡單文件傳送協(xié)議TFTP(TrivialFileTransferProtocol)，它是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議[RFC1350,783]。 TFTP的主要優(yōu)點有兩個。第一，TFTP可用于UDP環(huán)境。第二，TFTP代碼所占的內(nèi)存較小。9.2.3簡單文件傳送協(xié)議TFTP和網(wǎng)絡文件系統(tǒng)NFS TFTP的主要特點是： （1）每次傳送的數(shù)據(jù)PDU中有512字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可不足512字節(jié)； （2）數(shù)據(jù)PDU也稱為文件塊(block)，每個塊按序編號，從1開始； （3）支持ASCII碼或二進制傳送； （4）可對文件進行讀或?qū)懀? （5）使用很簡單的首部。 TFTP的主要特點是：9.3遠程登錄TELNET 遠程登錄TELNET是一個簡單的遠程終端協(xié)議。用戶用TELNET就可在其所在地通過TCP連接注冊(即登錄)到遠地的另一個主機上(使用主機名或IP地址)。 現(xiàn)在由于PC機的功能越來越強，用戶就較少使用TELNET了。 圖9-7說明了NVT的意義。9.3遠程登錄TELNET 遠程登錄TELNET是一個第9章應用層-課件9.4電子郵件9.4.1概述 電子郵件(e-mail)

是因特網(wǎng)上使用得最多的和最受用戶歡迎的一種應用。電子郵件將郵件發(fā)送到ISP的郵件服務器，并放在其中的收信人郵箱(mailbox)中，收信人可隨時上網(wǎng)到ISP的郵件服務器進行讀取。 簡單郵件傳送協(xié)議SMTP(SimpleMailTransferProtocol)[RFC821]和因特網(wǎng)文本報文格式[RFC822]，它們已成為因特網(wǎng)的事實上的標準。9.4電子郵件9.4.1概述

由于因特網(wǎng)的SMTP只能傳送可打印的ASCII碼郵件，因此在1993年又制定了新的電子郵件標準[RFC1521,1522]，即“通用因特網(wǎng)郵件擴充”MIME(MultipurposeInternetMailExtensions)。MIME在其郵件首部中說明了郵件的數(shù)據(jù)類型(如文本、聲音、圖像、視像等)。MIME郵件可同時傳送多種類型的數(shù)據(jù)。這在多媒體通信環(huán)境下是非常有用的。 一個電子郵件系統(tǒng)應具有圖9-8所示的3個主要組成部件，這就是用戶代理、郵件服務器，以及電子郵件使用的協(xié)議。 由于因特網(wǎng)的SMTP只能傳送可打印的ASCII碼郵件，因第9章應用層-課件 用戶代理UA(UserAgent)就是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，在大多數(shù)情況下它就是在用戶PC機中運行的程序。 用戶代理至少應當具有以下3個功能： ·撰寫。 ·顯示。 ·處理。 郵件服務器是電子郵件系統(tǒng)的核心構件。郵件服務器需要使用兩個不同的協(xié)議。一個協(xié)議用于發(fā)送郵件，即SMTP協(xié)議，而另一個協(xié)議用于接收郵件，即郵局協(xié)議POP(PostOfficeProtocol)。 用戶代理UA(UserAgent)就是用戶與電子郵件系

電子郵件由信封(envelope)和內(nèi)容(content)兩部分組成。 TCP/IP體系的電子郵件系統(tǒng)規(guī)定電子郵件地址(e-mailaddress)的格式如下： 收信人郵箱名郵箱所在主機的域名 在發(fā)送電子郵件時，郵件服務器只使用電子郵件地址中的后一部分，即目的主機的域名。 電子郵件由信封(envelope)和內(nèi)容(content9.4.2簡單郵件傳送協(xié)議SMTP 使用SMTP時，收信人可以是和發(fā)信人連接在同一個本地網(wǎng)絡上的用戶，也可以是因特網(wǎng)上其他網(wǎng)絡的用戶，或者是與因特網(wǎng)相連但不是TCP/IP網(wǎng)絡上的用戶。 1．連接建立 2．郵件傳送 3．連接釋放9.4.2簡單郵件傳送協(xié)議SMTP9.4.3電子郵件的信息格式 一個電子郵件分為信封和內(nèi)容兩大部分。 郵件內(nèi)容首部包括一些關鍵字，后面加上冒號。最重要的關鍵字是：To和Subject。 “To:”后面填入一個或多個收信人的電子郵件地址。。 “Subject:”是郵件的主題。它反映了郵件的主要內(nèi)容。 郵件首部還有一項是抄送“Cc:”。這兩個字符來自“Carboncopy”，意思是留下一個“復寫副本”。這是借用舊的名詞，表示應給某某人發(fā)送一個郵件副本。9.4.3電子郵件的信息格式9.4.4郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP 現(xiàn)在常用的郵件讀取協(xié)議有兩個，即郵局協(xié)議第三個版本POP3和因特網(wǎng)報文存取協(xié)議IMAP(InternetMessageAccessProtocol)?，F(xiàn)分別討論如下。 郵局協(xié)議POP是一個非常簡單、但功能也有限的郵件讀取協(xié)議。 POP服務器只有在用戶輸入鑒別信息(用戶名和口令)后才允許對郵箱進行讀取。9.4.4郵件讀取協(xié)議POP3和IMAP 在使用IMAP時，所有收到的郵件同樣是先送到ISP的郵件服務器的IMAP服務器。而在用戶的PC機上運行IMAP客戶程序，然后與ISP的郵件服務器上的IMAP服務器程序建立TCP連接。用戶在自己的PC機上就可以操縱ISP的郵件服務器的郵箱，就像在本地操縱一樣，因此IMAP是一個聯(lián)機協(xié)議。 注意不要將郵件讀取協(xié)議POP和IMAP與郵件傳送協(xié)議SMTP弄混。發(fā)信人的用戶代理向源郵件服務器發(fā)送郵件，以及源郵件服務器向目的郵件服務器發(fā)送郵件，都是使用SMTP協(xié)議。而POP和IMAP則是用戶從目的郵件服務器上讀取郵件所使用的協(xié)議。 在使用IMAP時，所有收到的郵件同樣是先送到ISP的郵件9.4.5通用因特網(wǎng)郵件擴充MIME1．MIME概述 （1）SMTP不能傳送可執(zhí)行文件或其他的二進制對象。 （2）SMTP限于傳送7位的ASCII碼。 （3）SMTP服務器會拒絕超過一定長度的郵件。 （4）某些SMTP的實現(xiàn)并沒有完全按照[RFC821]的SMTP標準。9.4.5通用因特網(wǎng)郵件擴充MIME MIME增加的5個新的郵件首部的名稱及其意義(有的可以是選項)。 （1）MIME-Version：標識MIME的版本?，F(xiàn)在的版本號是1.0。若無此行，則為英文文本。 （2）Content-Description：這是可讀字符串，說明此郵件是什么。和郵件的主題差不多。 （3）Content-Id：郵件的惟一標識符。 （4）Content-Transfer-Encoding：在傳送時郵件的主體是如何編碼的。 （5）Content-Type：說明郵件的性質(zhì)。 MIME增加的5個新的郵件首部的名稱及其意義(有的可以是2．內(nèi)容傳送編碼 下面介紹幾種常用的內(nèi)容傳送編碼Content-Transfer-Encoding。 最簡單的編碼使用7bit或8bit(即7位或8位ASCII碼)，而每行不能超過1000個字符。 另一種編碼稱為quoted-printable，這種編碼方法可用于當郵件中包含了非英文的文本。 對于任意的二進制文件，可用base64編碼(有人稱為ASCIIarmor)。2．內(nèi)容傳送編碼3．內(nèi)容類型 MIME標準規(guī)定Content-Type說明必須含有兩個標識符，即內(nèi)容類型(type)和子類型(subtype)，中間用“/”分開。 表9-1列出了7種基本內(nèi)容類型和15種子類型，以及簡單的說明。3．內(nèi)容類型第9章應用層-課件第9章應用層-課件 MIME的內(nèi)容類型中的Multipart是很有用的，因為它使郵件增加了相當大的靈活性。標準為Multipart定義了四種可能的子類型，每個子類型都提供重要功能。 （1）mixed子類型允許單個報文含有多個相互獨立的子報文，每個子報文可有自己的類型和編碼。 （2）alternative子類型允許單個報文含有同一數(shù)據(jù)的多種表示。 （3）parallel子類型允許單個報文含有可同時顯示的各個子部分。 （4）digest子類型允許單個報文含有一組其他報文。 MIME的內(nèi)容類型中的Multipart是很有用的，因為9.5萬維網(wǎng)WWW9.5.1概述 萬維網(wǎng)WWW(WorldWideWeb)并非某種特殊的計算機網(wǎng)絡。萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所，英文簡稱為Web。圖9-9說明了萬維網(wǎng)提供分布式服務的特點。9.5萬維網(wǎng)WWW9.5.1概述第9章應用層-課件 正是由于萬維網(wǎng)的出現(xiàn)，使因特網(wǎng)從僅由少數(shù)計算機專家使用變?yōu)槠胀ò傩找材芾玫男畔①Y源。 萬維網(wǎng)是一個分布式的超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本(hypertext)系統(tǒng)的擴充。 萬維網(wǎng)以客戶服務器方式工作。客戶程序向服務器程序發(fā)出請求，服務器程序向客戶程序返回客戶所要的萬維網(wǎng)文檔。在一個客戶程序主窗口上顯示出的萬維網(wǎng)文檔稱為頁面(page)。 正是由于萬維網(wǎng)的出現(xiàn)，使因特網(wǎng)從僅由少數(shù)計算機專家使用變9.5.2統(tǒng)一資源定位符URL1．URL的格式 <URL的訪問方式>://<主機>:<端口>/<路徑>(9-2)2．使用FTP的URL

3．使用HTTP的URL <主機>:<端口>/<路徑>9.5.2統(tǒng)一資源定位符URL9.5.3超文本傳送協(xié)議HTTP1．HTTP的操作過程 萬維網(wǎng)的大致工作過程如圖9-10所示。9.5.3超文本傳送協(xié)議HTTP第9章應用層-課件 HTTP規(guī)定在HTTP客戶與HTTP服務器之間的每次交互都由一個ASCII碼串構成的請求和一個“類MIME(即[RFC822]MIME-like)”的響應組成。 用戶瀏覽頁面的方法有兩種。一種方法是在瀏覽器的Location窗口中鍵入所要找的頁面的URL。另一種方法是在某一個頁面中用鼠標點擊一個可選部分，這時瀏覽器自動在因特網(wǎng)上找到所要鏈接的頁面。 HTTP規(guī)定在HTTP客戶與HTTP服務器之間的每次交互2．萬維網(wǎng)高速緩存 萬維網(wǎng)高速緩存(Webcache)是一種網(wǎng)絡實體，它能代表瀏覽器發(fā)出HTTP請求，因此萬維網(wǎng)高速緩存又稱為代理服務器(proxyserver)。 設圖9-11中的校園網(wǎng)有許多人用PC機的瀏覽器訪問因特網(wǎng)上很多的服務器。2．萬維網(wǎng)高速緩存第9章應用層-課件3．HTTP的報文結構典型的HTTP請求報文如下：GET/dirABC/docu1.htmlHTTP/1.1 {這是請求行}Connection:close {此行和以下都是首部行}User-agent:Mozilla/4.0Accept:text/html,image/gif,image/jpegAccept-language:en {此處有一個空行}3．HTTP的報文結構典型的HTTP響應報文如下：HTTP/1.1200OK {這是狀態(tài)行}Connection:close {此行開始的6行都是首部行}Date:Thu,06Aug201912:00:15GMTServer:Apache/1.3.0(Unix)Last-Modified:Mon,22Jun201909:23:24GMTContent-Length:8765 {文件長度的字節(jié)數(shù)}Content-Type:text/html {此處有一個空行}DATADATADATADATADATA… {從這開始就是所請求的文件}典型的HTTP響應報文如下：9.5.4超文本標記語言HTML1．HTML概述 超文本標記語言HTML(HyperTextMarkupLanguage)中的Markup的意思就是“設置標記”。因此HTML也常譯為超文本置標語言。 當瀏覽器從服務器讀取某個頁面的HTML文檔后，就按照HTML文檔中的各種標簽，根據(jù)瀏覽器所使用的顯示器的尺寸和分辨率大小，重新進行排版并恢復出所讀取的頁面。9.5.4超文本標記語言HTML2．HTML的格式與標簽 元素(element)是HTML文檔結構的基本組成部分。一個HTML文檔本身就是一個元素。每個HTML文檔由兩個主要元素組成：首部(head)和主體(body)，主體緊接在首部的后面。首部包含文檔的標題(title)，以及系統(tǒng)用來標識文檔的一些其他信息。標題相當于文件名。 主體部分常由若干更小的元素組成，如段落(paragraph)、表格(table)和