《数据通信与计算机网络》电子教案 第8章 应用层协议

第8章 应用层协议,本章主要介绍计算机网络最高层：即应用层的有关概念及工作原理。讲述应用层是如何为各种应用进程提供服务的。通过本章的学习，读者应重点掌握和理解以下内容： l 掌握应用层的基本概念，理解应用层的功能与作用 l 掌握域名系统的组成与工作原理 l 掌握电子邮件的基本组成及工作原理 l 了解文件传输系统、远程终端系统的工作原理与使用方法 l 理解与掌握万维网的工作原理及网站的建立方法 l 理解网络管理的含义与功能,第8章 应用层协议,8.1 应用层协议概述 应用层是网络模型的最高层，是用户应用程序与网络的接口。应用进程通过应用层协议为用户提供最终服务。所谓应用进程是指在为用户解决某一类应用问题时在网络环境中相互通信的进程。应用层协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议。,8.2 域名系统DNS,8.2.1 域名,Internet采用层次树状结构的命名方法，它使得任何一个连接在Internet上的主机或路由器都有一个唯一的层次结构的名字，即域名（Domain name）。所谓域(Domain)是域名空间中的一个子树。这个域的名字就是这个子树顶部结点的域名，个域本身又可划分为若干个域(有时也称它们为子域)。例如：edu是标识教育系统的一个大的域，而tsinghua.edu和nciae.edu则是edu域中的两个子域。,8.2 域名系统DNS,8.2.1 域名,8.2 域名系统DNS,8.2.1 域名,目前Internet顶级域名分为三大类： l 国家顶级域名：采用ISO 3166规定。如cn表示中国，us表示美国等 l 国际顶级域名：采用int。国际性的组织可在int下注册。 l 通用顶级域名：如下表所列。,7.1 应用层协议概述,8.2 域名系统DNS,8.2.1 域名,8.2.2 域名系统DNS,8.2 域名系统DNS,在DNS中由域名服务器（DNS Server）完成域名与IP地址的转换过程，这个过程称为域名解析 域名服务器主要分为以下几个： 1本地域名服务器 2根域名服务器 3授权域名服务器,7.2 域名系统DNS,8.2 域名系统DNS,8.2.2 域名系统DNS,8.2 域名系统DNS,8.2.2 域名系统DNS,8.3 文件传输协议FTP,文件传递协议FTP（File Transfer Protocol）是TCPIP体系中的一个重要协议，它并不是针对某种具体操作系统或某类具体文件而设计的文件传输协议。它通过一些规程，利用网络低层提供的服务，来完成文件传输的任务。它屏蔽了计算机系统的细节。因此FTP就比较简单和容易使用，它只提供文件传送的一些基本的服务，可以在异构网中任意计算机间传送文件。,8.3.1 概述,FTP服务是由FTP服务器提供服务的。FTP服务器是指运行TCP/IP协议的网络上存储大量文件和数据的计算机主机，它设有公共账号，有公开的资源供用户下载及使用。公用的FTP服务器都支持匿名登录，任何用户都可使用“anonymous”为账号，以自己的电子邮件地址为口令登录到FTP服务器，使用该服务器提供的服务。,8.3 文件传输协议FTP,8.3.2 FTP工作原理,FTP使用TCP可靠传输，按C/S模式工作。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。服务器进程主要分为两大部分：一个主进程，负责接受新的客户请求并启动相应的从属进程；若干从属进程，负责处理具体的客户请求。,8.3.2 FTP工作原理,1、基本概念,2、工作过程,（1）在服务器端首先启动FTP主进程； （2）客户端在命令提示符下输入 ftp 服务器名 并按回车； （3）服务器主进程接收到客户请求，启动从属的“控制进程”与客户端建立“控制连接”，并将响应信息传送给客户端。 （4）服务器主进程回到等待状态，继续准备接收其他客户的请求。,（5）客户端输入账号、口令、及文件读取命令后，通过“控制连接”传送到服务器端的“控制进程”； （6）服务器“控制进程”创建“数据传送进程”，并通过端口20与客户端建立“数据传输连接” ； （7）客户端通过建立的“控制连接”传送交互命令，通过“数据连接”接收服务器传来的文件数据; （8）传输结束，服务器端释放“数据连接”，“数据传输进程”自动终止； （9）客户端输入退出命令，释放“控制连接” ； （10）服务器端“控制进程”自动终止。至此整个FTP会话过程结束。,8.3.2 FTP工作原理,3、FTP交互命令使用说明,4、FTP交互命令实例, ftp ftp.pku.edu.cn Connected to vineyard.pku.edu.cn 220 vineyard.pku.edu.cn FTP server(version wu2.6.1) ready. User(vineyard.pku.edu.cn:(none):anonymous 331 Guest login ok,send your complete e-mail address as password. Password:abcdef.com 230 Guest login ok,access restrictions apply. ftp cd rfc 250 CWD command successful. ftpget rfc2107.txt abc.txt 200 port command successful. 150 opening ASCII mode data connection for rfc2107.txt(44300 bytes) 226 Transfer complete. ftp: 45479 bytes received in 0.50seconds 90.96kbytes/sec. ftpbye 221 Goodbye.,电子邮件（E-mail）是Internet上使用最为广泛的一种服务之一。欲使用电子邮件的人员可到ISP网站注册申请邮箱，获得电子邮件账号（电子邮件地址）及口令，就可通过专用的邮件处理程序接、发电子邮件了。邮件发送者将邮件发送到邮件接收者的ISP邮件服务器的邮箱中，接收者可在任何时刻主动地通过Internet查看或下载邮件。电子邮件可以在两个用户间交换，也可以向多个用户发送同一封邮件，或将收到的邮件转发给其它用户。电子邮件不仅包含文本信息，还可包含声音、图像、视频、应用程序等各类计算机文件。,8.4.1 概述,1、电子邮件基本概念,8.4 简单邮件传输协议SMTP,邮件的发送协议为SMTP，即简单电子邮件发送协议。邮件下载协议为POP、即邮局协议，目前经常使用的是第3版本，称为POP3协议。用户通过POP3协议将邮件下载到本地PC进行处理，ISP邮件服务器上的邮件会自动删除。IMAP因特网报文存取协议，也是邮件下载协议，但它与POP协议不同，它支持在线对邮件的处理，邮件的检索与存储等操作不必先下载到本地。用户不发送删除命令，邮件一直保存在邮件服务器上。常用的收发电子邮件的软件有Exchange、Outlook Express、Foxmail等，这些软件提供邮件的接收、编辑、发送及管理功能。,2、协议支持,8.4.1 概述,8.4 简单邮件传输协议SMTP,一个电子邮件系统发下几个部件组成。,8.4.2 电子邮件的工作原理,1、电子邮件系统的组成,8.4 简单邮件传输协议SMTP,1、用户通过用户代理程序撰写、编辑邮件。在发送栏填入收件人的邮件地址。 邮件地址格式为：信箱名邮件服务器域名 2、撰写完邮件后，点击发送按钮，准备将邮件通过SMTP协议传送到发送邮件服务器。 3、发送邮件服务器将邮件放入邮件发送缓存队列中，等待发送。 4、接收邮件服务器将收到的邮件保存到用户的邮箱中，等待收件人提取邮件。 5、收件人在方便的时候，使用POP3协议从接收邮件服务器中提取电子邮件，通过用户代理程序进行阅览、保存及其他处理。,2、工作过程,8.4.2 电子邮件的工作原理,8.4 简单邮件传输协议SMTP,8.4.3 简单电子邮件传送协议SMTP,协议实现的过程，是双方信息交换的过程。SMTP协议正是规定了进行通信的两个SMTP进程间是如何交换信息的。SMTP使用C/S模式工作，因此发送方为客户端（Client端），接收方为服务器端（Server端）。 SMTP规定了14条命令和21种响应信息。每条命令用4个字母组成，而响应信息一般由1个3位数字代码开始，后面附上简单说明。SMTP协议的工作过程可分为如下的三个过程： 1、建立连接 2、邮件传送 3、连接释放,7.5 万维网WWW,8.5 Tenet,8.5.1 概述,远程通信网络(TELecommunication NETwork)简称Telnet Telnet替换了击键动作的本地解释。也就是说，Telnet提供的服务允许用户登录远程计算机并执行命令，就像是在使用远程计算机的控制台。 用户使用Telnet执行以下操作： l 连接在线数据库，以访问信息。 l 连接在线知识库，例如图书馆，以查找信息。 l 连接远程系统，以使用应用程序，例如电子邮件等。,7.5 万维网WWW,8.5 Tenet,8.5.1 概述,Telnet基于3个原理：网络虚拟终端(NVT)、协商原理、终端和进程的对称观。 网络虚拟终端(NVT)：为支持异构性(在不同平台和系统中的互操作性)Telnet使用了NVT。NVT是数据和命令顺序的标准表示方法。NVT是客户服务器体系结构的一种实现，把连接的每一端都作为虚拟终端对待(逻辑IO设备)。无论任一虚拟终端产生指令，都被翻译成相应的物理设备指令。 协商原理：一些系统可能提供NVT所包括的服务以外的服务，使用最少数量服务的系统可能无法正确地与另一端进行通信。因而，两台计算机通过Telnet通信时，通信和终端参数是在连接过程中确定的。有任何一方无法处理的服务或进程将被忽略。 终端和进程的对称观：这意味着协商句法的对称性，既允许客户也允许服务器请求指定的选项。,7.5 万维网WWW,8.5 Tenet,8.5.2 Telnet 命令,7.5 万维网WWW,8.5 Tenet,8.5.3 Telnet 实用程序,Telnet 既是协议也是实用程序。Telnet程序使用Telnet协议为用户提供使用远程主机的服务。Telnet实用程序以交互方式工作，它使你能够在一个终端会话中与远程计算机通信。 1Telnet调用方式 $ Telnet Sun20.ict.ac.cn -（带参数的直接输入方式） Trying Connected to Sun20.ict.ac.cn Escape character is SunOS UNIX(sun20) Login:,7.5 万维网WWW,8.5 Tenet,8.5.3 Telnet 实用程序,你也可以不带参数调用Telnet进入Telnet的命令方式，然后使用Telnet的Open命令与远方主机连接。输入以下内容： $ telnet 程序将显示： telnet 然后键入open命令和远程主机名： telnetopen sun20.ict.ac.cn,7.5 万维网WWW,8.5 Tenet,8.5.3 Telnet 实用程序,2使用Telnet命令 不带参数调用Telnet出现如下所示的提示符后，你就可以输入Telnet命令： Telnet,7.5 万维网WWW,8.6.1 概述,万维网WWW（World Wide Web）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Intern