计算机网络技术与应用 教学课件 ppt 邓江沙 徐蔚鸿 易建勋 ch6_应用层与服务器软件技术

计算机网络原理与技术,第六章,应用层与服务器软件技术,计算机网络原理与技术 第2页，共125页,第章 应用层与服务器软件技术,应用层是TCP/IP网络体系结构中的最高层，也是面向用户的一层。应用层的主要任务是：为最终用户提供应用服务；为每一类应用服务提供一个与之适应的网络协议；应用进程间相互通信，完成某类具体应用任务。,计算机网络原理与技术 第3页，共125页,6.1 网络应用层概述,6.1.1 应用层网络协议,计算机网络原理与技术 第4页，共125页,6.1.2 客户/服务器工作模式,1客户/服务器模型 客户/服务器模型是所有网络应用的基础。客户/服务器分别指参与一次通信的两个应用实体，客户方主动地发起通信，服务器方被动地等待通信的建立。,计算机网络原理与技术 第5页，共125页,6.1.2 客户/服务器工作模式,2客户端软件 应用程序当需要进行远程访问时就成为了客户。 客户端软件一般运行于用户的个人计算机上。 客户端软件由用户直接调用执行。 由客户端软件向服务器主机主动发起通信。 客户端软件可以访问多个服务器。 客户端软件不需要特殊的硬件和复杂的操作系统（如Windows XP）。 常用的客户端软件有：IE、QQ、Outlook 等。,计算机网络原理与技术 第6页，共125页,6.1.2 客户/服务器工作模式,3服务器软件 数据在客户和服务器之间是双向流动的，一般是客户发出请求，服务器给出响应。 服务器软件需要支持多个不同客户的同时访问，服务器软件为每个新到的客户创建一个进程来处理和这个客户的通信。服务器通过识别客户端的源端口号来确定提供哪类服务。 服务器软件一般分为两部分，一部分用于接受客户请求并创建新的进程，另一部分用于处理实际的通信过程。 服务器软件需要特殊的硬件和复杂的网络操作系统（如Windows Server）。,计算机网络原理与技术 第7页，共125页,6.1.2 客户/服务器工作模式,4客户和服务器的交互过程 在Internet中，客户和服务器的交互使用TCP/IP协议栈来完成。客户/服务器之间通过套接字访问传输层服务。 客户/服务器之间可以采用基于连接的TCP协议，它适用于长报文的交互过程。 客户/服务器之间也可以使用无连接的UDP协议，它适用于短报文的交互过程。 客户/服务器之间也可以同时使用TCP和UDP的传输层服务。,计算机网络原理与技术 第8页，共125页,6.2 网络操作系统,6.2.1 网络操作系统的功能与类型 1网络操作系统的功能 网络操作系统（NOS）通常安装在服务器主机上，它提供网络操作的基本环境，除了具有常规操作系统的功能之外，NOS还具有多协议支持、网络互联、网络用户管理、网络资源管理、网络运行管理、网络安全管理、网络通信等其它网络服务功能。 网络操作系统中的应用程序，主要分布在TCP/IP模型的应用层和传输层内。,计算机网络原理与技术 第9页，共125页,6.2.1 网络操作系统的功能与类型,2网络操作系统的类型 网络操作系统类型较少，常用的有：Windows Server系列、Linux系列、UNIX系列等。 客户/服务器网络操作系统包括很多功能模块，大部分模块集中在服务器上，以网络服务和服务器软件的形式提供网络服务；而另一部分模块安装在用户计算机等设备上。 对等型网络则将网络服务功能模块均等地分布在多台个人计算机上，由各个计算机分担网络的资源管理和分配工作。,计算机网络原理与技术 第10页，共125页,6.2.2 Windows Server系列网络操作系统,Windows Server系统采用多任务内核，对多个服务请求实现并行处理，支持多线程操作。兼容当前各种网络接口适配器（网卡）、拓扑结构、传输速率和传输媒体。Windows Server系列操作系统包括：Windows NT、Windows 2000 Server、Windows 2003 Server等。,计算机网络原理与技术 第11页，共125页,6.2.2 Windows Server系列网络操作系统,Windows Server支持以TCP/IP协议为基础，构建一个与Internet完全兼容的Intranet网络系统，并提供DNS、Web、FTP、E-mail等各种服务。 另外Windows Server还提供了一套微软公司自己开发的“活动目录”网络系统，它可以提供局域网范围内的文件共享、打印机共享、磁盘共享等网络服务。,计算机网络原理与技术 第12页，共125页,6.2.2 Windows Server系列网络操作系统,Windows Server的网络结构如图所示，它支持网络驱动程序接口规范（NDIS），使用户能混用各种网卡和网络协议，在单个网卡上能够使用多种网络协议。 Windows还提供了 Windows Sockets 网络编程接口 等功能。,计算机网络原理与技术 第13页，共125页,6.2.3 Linux系列网络操作系统,Linux是一个开放源代码的免费网络操作系统，近年来，Linux操作系统发展非常快。 Linux可以在网络服务器上运行，也可以在客户机上运行。它是一个多用户、多任务的操作系统；符合POSTX（可移植操作系统接口）标准；提供安全的分层文件系统、提供Shell命令解释程序和编程语言、提供强大的网络管理功能；Linux还提供了内核编程接口和图形用户接口，及大量的实用程序和通信、联网工具。,计算机网络原理与技术 第14页，共125页,6.2.4 UNIX系列网络操作系统,UNIX是一个多用户、多任务的网络操作系统，1969年诞生于美国AT&T公司的贝尔实验室。 UNIX目前已经发展为几十种不同的版本。大型计算机专用的UNIX操作系统有：IBM公司的AIX、HP公司的HP-UX等；在PC服务器和个人计算机上运行的UNIX有，美国加州大学伯克利分校计算机系统研究小组推出的Free BSD等。 UNIX具有管理大型服务器主机的功能，在广域网和大型企业网核心部门应用较多。,计算机网络原理与技术 第15页，共125页,6.3 DNS服务器工作原理与配置,由于32位的IP地址难于记忆，如果使用www.csust.cn的符号地址来表示IP地址210.43.206.103，就容易理解和应用。但是，因特网本身是基于IP地址的，因此需要一个二者之间相互转换的机制，这就是域名系统（DNS）。,计算机网络原理与技术 第16页，共125页,6.3.1 Internet 域名结构,1域名命名规则 域名的书写规则。 域名的层次规则。 子域字段的规则。 域名的管理。 域名只是个逻辑概念，它并不反映计算机所在的物理位置。,计算机网络原理与技术 第17页，共125页,6.3.1 Internet 域名结构,2顶级域名 Internet的顶级域名（TLD）分为三大类，每个顶级域对它下面的子域和主机进行管理。,计算机网络原理与技术 第18页，共125页,6.3.1 Internet 域名结构,3域名结构 在Internet上，网络地址空间和主机域名空间都由Internet网络信息中心（InterNIC）负责管理。DNS结构分为若干个域，按层次组织，形状如同一棵倒挂的树，树根在最上面，而且没有名字。,计算机网络原理与技术 第19页，共125页,6.3.1 Internet 域名结构,4域名管理机构 域名的权威管理机构是网络信息中心（NIC），它的管理职能包括：申请和分配IP地址、申请和分配AS号、提供域名注册服务、提供域名/地址解析服务、与上级管理域和其他域共同维护DNS信息等工作。 国际NIC机构有：InterNIC（北美地区因特网信息中心）、RIPENIC（欧洲地区因特网信息中心）、APNIC（亚洲地区因特网信息中心）。 国内NIC机构有：CNNIC（中国互联网络信息中心，在中科院计算所）、CERNIC（中国教育和科研计算机网络信息中心，在清华大学）等。,计算机网络原理与技术 第20页，共125页,6.3.2 域名解析方式,1域名解析方法 域名解析是域 名服务器（DNS Server）完成域 名与IP地址的转 换过程。,计算机网络原理与技术 第21页，共125页,6.3.2 域名解析方式,2主机文件解析法 在早期ARPANET网络中，使用简单的主机文件（hosts.txt）来解析域名。在主机文件hosts.txt中，罗列出所有的主机域名和它们的IP地址。每天晚上，所有网络中的主机将这个文件从ARPANET管理主机中复制到本机中。在小型网络中，这个方法基本可行。但是，目前网络已经连接了上亿台主机，这种静态文件就太大了。显然主机文件的方法不适用于大型网络，目前这这种解析方法已经淘汰。,计算机网络原理与技术 第22页，共125页,6.3.2 域名解析方式,3递归解析法 从根服务器开始，自顶向下一级一级解析，直到找到相应的IP地址为止。 递归查询主要用于客户端与DNS服务器之间。当客户端发出DNS查询请求时，DNS服务器会向客户端返回两种信息：要么是DNS服务器查到的结果，要么是查询失败信息。递归查询方式不适用于频繁的域名解析应用。,计算机网络原理与技术 第23页，共125页,6.3.2 域名解析方式,4迭代解析（或反复解析）法 当DNS服务器收到客户端的DNS查询请求后，如果在本地DNS服务器中没有查到所需数据，DNS服务器不是返回一个错误信息，而是该DNS服务器会代替客户端到另外一台DNS服务器上查询；若还是找不到，则再向更高一层的DNS查询，直至最后找到请求域名及相应的IP地址为止。迭代解析主要适用于DNS服务器与DNS服务器之间的查询。,计算机网络原理与技术 第24页，共125页,6.3.2 域名解析方式,5反向解析 从域名倒IP地址的转换过程称为正向解析，但是也可以从IP地址到域名的解析，即发送一个给定的IP地址，返回与该地址对应的域名，这个过程称为反向解析。反向解析一般用于无盘工作站网络。,计算机网络原理与技术 第25页，共125页,6.3.2 域名解析方式,6域名解析性能的优化 为了提高域名解析速度，可以采用复制和缓存两种技术进行优化。 复制：从根DNS服务器复制出若干副本，存放在世界各地的多处DNS服务器中。 缓存：在每个DNS服务器内存中开辟一个“域名缓存区”，用来存放最近一段时间解析过的域名及相应的IP地址，以及描述该域名的DNS服务器位置信息。,计算机网络原理与技术 第26页，共125页,6.3.3 DNS服务器系统,域名系统是一个典型的客户/服务器交互系统。域名系统采用多层次结构，并使用分布式数据库实现这种命名机制。 DNS服务器支持UDP和TCP传输，而且它们的端口号都是53。客户请求以UDP或TCP数据包的格式发出，域名服务器找到对应的IP地址后，给出响应。当本地域名服务器无法完成域名解析，它临时变成上级域名服务器的客户，递归解析，直到该域名解析完成。,计算机网络原理与技术 第27页，共125页,6.3.3 DNS服务器系统,1DNS的域与区域 DNS的一个主要特点是自治，DNS系统允许每个组织为计算机指派子域名或改变子域名而不必通知中心机构。 域（domain）是为了划分级别而使用的概念，区域（zone）是为了便于根据实际情况方便管理而提出的概念。实际管理工作中，Windows将域名空间划分为区域来进行管理。区域是由一个域或不同级的多个域组成的一个管理单位。 一台DNS服务器可以管理一个或多个区域，而一个区域为了实现容错，也可以有多台DNS服务器来管理。,计算机网络原理与技术 第28页，共125页,6.3.3 DNS服务器系统,2基本区域类型 操作系统支持的区域分为两类：“主要”区域和“辅助”区域。 主要区域中所有的记录是可读可写的，也就是说客户端可以到拥有主要区域的DNS服务器上查询记录，同时管理员也可以在此服务器上进行记录更新。 辅助区域中的