应用层的功能和通

© 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 第3章 應用層的功能和通 訊協定 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 學習目標在學習本章之後，讀者將可以回答下列的問題： nOSI模型的較高三階層功能，是如何為終端使用者的 應用提供網路 服務？nTCP/IP應用層的通訊協定，是如何提供OSI模型的上 三階層服務？n人們如何使用應用層在資訊網路之間進行通訊？nTCP/IP的應用功能中，如全球資訊網、電子郵件及其 相關服務（HTTP、DNS、SMB、DHCP、 STMP/POP及Telnet）等的功能為何？© 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 學習目標（續）n哪些檔案共享程序是採用同儕式（peer-to- peer）應用和Gnutella協定？n通訊協定是如何確保一種設備上的服務，能夠 與多種不同的網路設備進行資料的傳送和接收 ？n如何使用網路分析工具，來檢查和解釋常見的 使用者應用的運作方式？ © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 學習目標（續）n開放系統互連（OSI）模型的階層架構， 可以讓我們更加容易地了解網路的通訊機制n在本章中，將專注於第七階層，也就是應用層 及其元件 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 學習目標（續）圖3-1 人們與資料網路的介面 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用：網路之間的介面n二項重要的概念：q應用層：OSI模型的應用層是將資料傳進網路的第 一個步驟q應用軟體：應用軟體是供人們透過網路來進行通訊 的程式。應用軟體的範例，如HTTP、FTP、電子 郵件及其它軟體，可以說明其與應用層之間的差異 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用：網路之間的介面（續）nOSI和TCP/IP模型n應用層軟體n使用者應用程式、服務和應用層協定n應用層通訊協定功能 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) OSI和TCP/IP模型n開放系統互連的參考模式是採用一種階層 、抽象的表達方式，能夠指引網路協定的設計 n七個邏輯階層 nTCP/IP應用階層的通訊協定功能大致是符合 OSI模型的上三個階層：應用層、表達層及會 談層 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) OSI和TCP/IP模型（續）圖3-2 OSI封裝程序 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) OSI和TCP/IP模型（續）圖3-3 OSI與TCP/IP模型 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) OSI和TCP/IP模型（續）n表達層 q針對應用層資料進行編碼和轉換 q壓縮的資料 q進行資料的加密（encryption），並在目的端進行 資料的解密（decryption）q著名的視訊標準有QuickTime和Motion Picture Experts Group（MPEG）q著名的圖形影像格式，有GIF（Graphics Interchange Format）、JPEG（Joint Photographic Experts Group）和TIFF（Tagged Image File Format） © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) OSI和TCP/IP模型（續）n會談層q建立和維護來源和目的應用之間的對話 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) OSI和TCP/IP模型（續）nTCP/IP應用階層協定 q網域名稱服務通訊協定（DNS）用於將網際網路名 稱解析成IP位址q超文字傳輸通訊協定（HTTP）用於傳輸Web網頁 的檔案q簡易訊息傳送通訊協定（SMTP）用於傳送郵件訊 息和附件q終端機模擬通訊協定（Telnet）用於提供伺服器和 網路設備之間的遠端存取q檔案傳輸通訊協定（FTP）用於系統之間的檔案傳 輸 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層軟體n人際網路與基礎資料網路之間的介面 n每個載入到設備上的程式，皆稱之為一個程序 （process） n有兩種可以存取網路的軟體程式或程序：應用 程式和服務 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層軟體（續）圖3-4 軟體程序 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層軟體（續）n網路相關的應用程式q某些應用程式是網路相關的程式 n應用層服務q其它的程式可能會需要應用層服務（Application layer services）的協助，方能使用網路上的資源 q每項應用或網路服務的通訊協定，都會明訂所使用 的標準和資料格式 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 使用者應用程式、服務和應用層協定n應用層所使用的通訊協定是實現於應用程式和 服務之中n應用程式提供人們建立訊息的方法，應用層服 務可以建立一個網路介面 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 使用者應用程式、服務和應用層協定 （續）圖3-5 人們與資料網路之間的介面 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層通訊協定功能n可以在載入於設備上的應用與服務之間，建立 一致的規則以方便資料的交換n可以指定訊息內的資料結構，以及來源端與目 的端之間所傳送之訊息的類型n可以定義訊息的對話（dialogues） © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用與服務的提供n用戶端伺服器模型n應用層的服務與通訊協定n同儕網路和應用 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 用戶端伺服器模型n請求資訊的設備稱之為用戶端，回應請求的設 備稱之為伺服器 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 用戶端伺服器模型圖3-6 用戶端伺服器模型 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 伺服器n伺服器是一組電腦設備，可以回應用戶端應用 程式的請求 n伺服器通常會執行一個稱之為伺服器精靈 （server daemon）的服務或程序 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 伺服器圖3-7 伺服器 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層的服務與通訊協定n一個單獨的應用程式可能會使用到許多不同的 應用層服務 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層的服務與通訊協定（續）圖3-8 多位用戶端的服務請求 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 同儕（P2P）網路和應用程式 n同儕網路 q在一個同儕網路中，兩部或多部電腦是透過網路來 相互連線，並且在不需要專用伺服器的狀況下可以 共用資源n同儕應用程式q讓一個設備在同一個通訊中，扮演用戶端和伺服器 的角色 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 同儕網路圖3-9 同儕網路 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 同儕應用程式圖3-10 同儕應用程式© 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層協定與服務的範例 nDNS（Domain Name System）：TCP/UDP連接埠 53nHTTP（Hypertext Transfer Protocol）：TCP連接埠 80nSMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：TCP連接 埠25nPOP（Post Office Protocol）：UDP連接埠110nTelnet：TCP連接埠23nDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）： UDP連接埠67nFTP（File Transfer Protocol）：TCP連接埠20和21© 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) 應用層協定與服務的範例（續）nDNS服務與協定nWWW服務和HTTPn電子郵件服務與SMTP/POP通訊協定n電子郵件伺服器的程序：MTA和MDAnFTPnDHCPn檔案共用服務與SMB通訊協定nP2P服務和Gnutella通訊協定nTelnet服務和通訊協定© 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) DNS服務與協定n網域名稱的建立可以將數值位址，轉換成一個 簡單、易於辨識的名稱n網域名稱系統（DNS）的建立是為了解析網路 的網域名稱 nDNS協定所定義的自動化服務，可以比對資源 名稱，並且得到所需的數值網路位址nDNS是一項用戶端伺服器的服務 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) DNS服務與協定（續）n當進行一個網路設備的組態設定時，我們通常 會提供一或多個DNS的伺服器位址 nnslookup公用程式，可以讓使用者以手動方式 ，向名稱伺服器進行查詢 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) DNS服務與協定（續）圖3-11 解析DNS位址 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) DNS服務與協定（續）n名稱解析與快取q一個DNS伺服器可以使用名稱精靈（name daemon） 來提供名稱的解析，通常稱之為named（發音是name-dee ）q記錄的類型nA：終端設備的位址nNS：授權的名稱伺服器nCNAME：別名的標準名稱（或完全合格的網域名稱）；此類型 是使用於 單一網路位址具有多項服務時，其中每項服務都在DNS中有其 自己的項目記載nMX：郵件交換記錄；將一個網域名稱對應到一系列的郵件交換 伺服器© 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) DNS服務與協定（續）nDNS階層q階層架構就像是一個反向樹（inverted tree）q最上層網域分別代表組織或國家的類型 n.au：澳洲n.co：哥倫比亞n.com：企業或產業n.jp：日本n.org：非營利組織q每個網域名稱是從反向樹的樹根，往下追尋的一條路徑 qDNS會採用此種階層的分散式伺服器，來儲存和維護這些資 源記錄 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) DNS服務與協定（續）圖3-12 DNS伺服器階層 © 2009 台灣培生教育出版 (Pearson Education Taiwan) WWW服務和HTTPn瀏覽器會將URL解譯為三個部分 qhttp（通訊協定或方法）qwww.cisco.com（伺服器名稱）qweb-server.htm（所需的特定檔案名稱）。 n三個常見的訊息類型為 qGETqPOSTqPUT © 2009 台灣培生教