计算机网络第八章课件
第8章 应用层,本章学习要求： 理解：TCP/IP协议栈与应用层协议之间的关系 掌握：域名系统的基本工作原理 掌握：电子邮件的基本工作原理 掌握：文件传输FTP的基本工作原理 掌握：WWW服务的基本工作原理 了解：播客、博客、网络即时通信与网络电视等 新的Internet服务的特点 掌握：应用层协议的分析方法,计算机网络第8章 应用层,2,8.1 应用层协议与低层协议的关系,8.1.1 主要的应用层协议 远程登录协议Telnet 文件传输协议FTP 简单邮件传输协议SMTP 域名系统DNS 简单网络管理协议SNMP 超文本传输协议HTTP,计算机网络第8章 应用层,3,8.1.2 TCP/IP协议栈及之间的关系,计算机网络第8章 应用层,4,8.2 域名系统DNS,8.2.1 域名系统的基本概念 1.为什么有了IP地址，还需要域名? 域名 用字符表示的有层次结构的网络主机名，是一种主机标识符； IP地址 数字型，难于记忆与理解； 域名 字符型，直观，便于记忆与理解； IP地址 用于网络层； 域 名 用于应用层； IP地址与域名都应该是全网唯一的，并且它们之间具有对应关系。,计算机网络第8章 应用层,5,2. Internet域名结构 TCP/IP协议中规定的层次型名字管理机制叫做域名系统(DNS)； 域名系统将整个Internet划分为多个顶级域，并为每个顶级域规定了通用的顶级域名； 每一级域名不超过63个字符，不区分大小写字母。完整的域名不超过255个字符。Internet主机域名的一般格式为：,计算机网络第8章 应用层,6,顶级域名 TLD (Top Level Domain),(1)国家顶级域名nTLD：如:.cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国，等等。在国家顶级域名下注册的二级域名均由该国家自行确定。 (2)国际顶级域名iTLD：采用.int。国际性的组织可在 .int下注册。 (3)通用顶级域名gTLD：最早的顶级域名是： .com 表示公司企业 .net 表示网络服务机构 .org 表示非赢利性组织 .edu 表示教育机构（美国专用） .gov 表示政府部门（美国专用） .mil 表示军事部门（美国专用）,计算机网络第8章 应用层,7,新增加了七个通用顶级域名,.aero 用于航空运输企业 .biz 用于公司和企业 .coop 用于合作团体 .info 适用于各种情况 .museum 用于博物馆 .name 用于个人 .pro 用于会计、律师和医师等自由职业者,计算机网络第8章 应用层,8,我国二级域名的划分,我国将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”两大类。 “类别域名”有6个： .ac表示科研机构 .com表示工、商、金融等企业 .edu表示教育机构 .gov表示政府部门 .net表示互联网络、接入网络的信息中心 .org表示各种非盈利性的组织,计算机网络第8章 应用层,9,行政区域名,共34个，适用于我国的各省、自治区、直辖市。 如：.bj为北京市；.sh为上海市，等等。 在二级域名.edu下申请注册三级域名由中国教育和科研计算机网网络中心负责。其他的三级域名则应向中国互联网网络信息中心CNNIC申请。,计算机网络第8章 应用层,10,Internet域名空间的树状结构,计算机网络第8章 应用层,11,8.2.2 域名服务器的层次结构,1.域名服务器的基本工作原理 域名系统的一个主要特点是允许区域自治； 域名系统在设计了层次域名的同时，提出了与其相对应的域名服务器系统；整个域名系统是以一个大型的分布式数据库的方式工作的； 大多数具有Internet连接的组织都有一个域名服务器，每个服务器包含连向其他域名服务器的信息，这些服务器形成了一个大的协同工作的域名数据库。 需要将域名转换为IP地址时，把域名放在一个DNS请求信息中发给DNS服务器，服务器将其转换为IP地址后通过应答信息返回给客户。,计算机网络第8章 应用层,12,2.域名服务器的层次 DNS服务器的层次是与域名的层次相适应的； 每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖； 一个根服务器（root server）在这个层次体系的顶部，它是顶层域的管辖者，包含如何到达其它域名服务器的信息； DNS服务器的层次对应着域名的层次，但是这两者并不是对等的。一个公司网络或校园网可以选择将它所有的域名都放在一个域名服务器上，也可以选择运行几个域名服务器。,计算机网络第8章 应用层,13,选择域名服务器结构的原则,一个小型的公司通常将所有域名信息放在一个域名服务器中； 一个域名服务器必须负责具有某一后缀的所有计算机； 域名系统中的域名服务器是相互链接的，每个域名服务器都应该知道整个层次体系中子域名服务器的位置。,计算机网络第8章 应用层,14,8.2.3 域名解析,1.域名解析的基本工作原理 将域名转换为对应的IP地址的过程称为域名解析; 完成该功能的软件叫域名解析器; 每个本地域名服务器配置一个域名解析器软件; 由于每个服务器都知道根服务器的地址，因此无论经过几步查询，在域名树中最终总会找出正确的解析结果。,计算机网络第8章 应用层,15,2.域名解析算法：递归解析、反复解析,计算机网络第8章 应用层,16,递归解析要求名字服务器系统一次性完成全部名字地址变换； 反复解析是每次请求一个服务器，如果不行再请求别的服务器； 递归解析的任务主要是由服务器软件承担； 反复解析的任务主要是由域名解析器软件承担。,计算机网络第8章 应用层,17,域名解析中客户与服务器的交互过程,计算机网络第8章 应用层,18,8.2.4 域名系统性能优化,复制与缓存 1.复制 每个根服务器的许多副本存在于世界各地； 当一个新的子网加入Internet时，它在本地的DNS服务器中配置一个根服务器表； 本地的DNS服务器可以为本网用户的域名服务选择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最好。,计算机网络第8章 应用层,19,2.缓存,DNS缓存比复制更为重要，使用名字的高速缓存可优化查询的开销； 每个服务器都保留一个域名缓存，每当查找一个新的域名时，服务器将它置于缓存中； 主机在启动时从本地域名服务器下载域名和地址的全部数据库，维护存放自己最近使用的域名的高速缓存，并且只在从缓存中找不到域名时才使用域名服务器。,计算机网络第8章 应用层,20,8.3 电子邮件服务,8.3.1 电子邮件的概念 电子邮件服务是目前Internet上使用最频繁的服务； 电子邮件系统不但可以传输各种格式的文本信息，而且还可以传输图像、声音、视频等多种信息 ； 邮件服务器系统的核心邮件服务器负责接收用户送来的邮件，并根据收件人地址发送到对方的邮件服务器中，同时负责接收由其他邮件服务器发来的邮件，并根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中； 当用户向ISP申请Internet账户时，ISP就会在它的邮件服务器上建立该用户的电子邮件账户，它包括用户名（user name）与用户密码（password）。,计算机网络第8章 应用层,21,E-mail地址：用户名主机名（全球唯一） 8.3.2 电子邮件服务的工作过程,电子邮件服务基于客户/服务器结构,计算机网络第8章 应用层,22,电子邮件应用程序(Outlook Express等)基本服务功能： 创建与发送电子邮件； 接收、阅读与管理电子邮件； 账号、邮箱与通信簿管理。 电子邮件协议： 在电子邮件程序向邮件服务器中发送邮件时，使用的是简单邮件传输协议SMTP； 在电子邮件程序从邮件服务器中读取邮件时，可以使用邮局协议POP3或交互式邮件存取协议IMAP，它取决于邮件服务器支持的协议类型。,计算机网络第8章 应用层,23,8.3.3 电子邮件系统协议使用情况,计算机网络第8章 应用层,24,8.3.4 简单邮件传输协议SMTP,SMTP协议运行在TCP协议之上，使用公开端口号25； SMTP使用简单的命令传输邮件：规定了14条命令和21种响应信息； 每条命令都是由4个字母组成的； 每一种响应信息一般只有一行信息； SMTP使用客户/服务器工作模式，发送邮件的SMTP进程是SMTP客户，接收邮件的SMTP进程是SMTP服务器。,计算机网络第8章 应用层,25,8.3.5 邮件读取协议POP3和IMAP,POP3 邮局协议POP是一个简单的邮件读取协议； POP3协议使用客户/服务器的工作方式； 接收邮件的用户主机运行POP客户程序，ISP的邮件服务器则运行POP服务器程序 ； POP3协议运行在TCP协议之上，它使用公开的端口号110 ； POP3协议规定了15条命令和24种响应信息 。,计算机网络第8章 应用层,26,IMAP Internet报文存取协议IMAP与POP3都是按客户/服务器方式工作，但它们有很大的差别； 对于POP3协议，POP3服务器是具有存储转发功能的中间服务器。在邮件交付给用户之后，POP3服务器就不再保存这些邮件； 当客户程序打开IMAP服务器的邮箱时，用户就可以看到邮件的首部；如果用户需要打开某个邮件，则可以将该邮件传送到用户的计算机；在用户未发出删除邮件的命令前，IMAP服务器邮箱中的邮件一直保存着； POP3协议是在脱机状态下运行，而IMAP协议是在联机状态下运行。,计算机网络第8章 应用层,27,8.4 文件传输服务FTP,8.4.1 文件传输的概念 文件传输服务又称为FTP服务，它是Internet中最早提供的服务功能之一，目前仍然在广泛使用中 ； 文件传输服务是由FTP应用程序提供的，而FTP应用程序遵循的是TCP/IP协议组中的文件传输协议，它允许用户将文件从一台计算机传输到另一台计算机上，并且能保证传输的可靠性； 在Internet中，许多公司、大学的主机上含有数量众多的各种程序与文件，这是Internet的巨大与宝贵的信息资源。通过使用FTP服务，用户就可以方便地访问这些信息资源。,计算机网络第8章 应用层,28,8.4.2 文件传输的工作过程,FTP服务工作模式 ：客户/服务器 客户通过合法的帐号和口令登录FTP服务器； 对授权的文件进行查阅和传输。,计算机网络第8章 应用层,29,8.4.3 匿名FTP服务 匿名FTP服务的实质是：提供服务的机构在它的FTP服务器上建立一个公开账户（一般为anonymous），并赋予该账户访问公共目录的权限，以便提供免费服务； 如果用户要访问这些提供匿名服务的FTP服务器，一般不需要输入用户名与用户密码； 大多数FTP服务都是匿名服务； 为了保证FTP服务器的安全，几乎所有的匿名FTP服务器都只允许用户下载文件，而不允许用户上载文件。 常用的FTP客户程序有3种：FTP命令行、浏览器、FTP下载工具（支持断点续传）。 下载工具如：网际快车、网络蚂蚁、迅雷、超级旋风等。,计算机网络第8章 应用层,30,8.5 WWW服务,8.5.1 WWW服务的基本概念 WWW又称为万维网，简称为Web, 是Internet技术发展中的一个重要的里程碑； WWW系统的结构采用了客户/服务器模式； 信息资源以web页的形式存储在WWW服务器中，用户通过WWW客户端浏览器程序浏览图、文、声并茂的Web页内容； 通过Web页中的链接，用户可以方便地访问位于其他WWW服务器中的Web页，或是其他类型的网络信息资源。,计算机网络第8章 应用层,31,WWW服务的基本概念,计算机网络第8章 应用层,32,WWW服务具有以下几个主要特点,以超文本方式组织网络多媒体信息，用户可以访问文本、语音、图形和视频信息； 用户可以在Internet范围内的任意网站之间查询、检索、浏览及发布信息，并实现对各种信息资源透明的访问； 提供生动、直观、统一的图形用户界面； WWW服务的核心技术是：
