《7-应用层》-精选课件（公开PPT）

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1、计算机网络,授课教师：黄巧云,第七章 应用层,第七章 应用层,应用层协议的特点 每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又往往是通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的。应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。 应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。,7.1 域名系统DNS,7.1 域名系统DNS,7.1.1域名系统概述 定义：在因特网上保持域名和IP地址间对应关系的分布式数

2、据库(DNS服务器)的集合称为域名系统DNS。 因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统 DNS。 名字到 IP 地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。,7.1 域名系统DNS,7.1.2因特网的域名结构 任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。 域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开： 各标号分别代表不同级别的域名。 比如： , . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名,顶级域名,二级域名,三级域名,四级域名,7.1 域名系统DNS,7.1.2因特网的域名结

3、构 域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。 变长的域名和使用有助记忆的字符串，是为了便于人来使用。而 IP 地址是定长的 32 位二进制数字则非常便于机器进行处理。 域名中的“点”和点分十进制 IP 地址中的“点”并无一一对应的关系。点分十进制 IP 地址中一定是包含三个“点”，但每一个域名中“点”的数目则不一定正好是三个。,7.1 域名系统DNS,7.1.2因特网的域名结构 因特网采用了层次树状结构的命名方法。 DNS的分布式数据库以域名为索引，每个域名实际上就是一棵很大的逆向树中路径，这棵逆向树称为域名空间。,root,7.1 域名系统DNS,7.1.2因特网的域名结构 顶级域

4、名 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。 通用顶级域名gTLD： .com （公司和企业） .net （网络服务机构） .org （非赢利性组织) .edu （美国专用的教育机构） .gov (美国专用的政府部门） .mil （美国专用的军事部门） .int （国际组织）,7.1 域名系统DNS,7.1.2因特网的域名结构 顶级域名 基础结构域名(infrastructure domain)：这种顶级域名只有一个，即 arpa，用于反向域名解析，因此又称为反向域名。,7.1 域名系统DNS,7.1.2因特网的域名结构 顶级域名 新增通用顶级域名

5、.aero （航空运输企业） .biz （公司和企业） .cat （加泰隆人的语言和文化团体） .coop （合作团体） .info （各种情况） .jobs （人力资源管理者） .mobi （移动产品与服务的用户和提供者） .museum（博物馆） .name （个人） .pro （有证书的专业人员） .travel（旅游业）,7.1 域名系统DNS,7.1.3域名服务器 存在的问题 因特网引入域名，方便了用户使用，同时也增加了开销，域名与IP地址的对应通常通过在网络中心设置域名服务器实现。 理论上说，每一级的域名都应当有一个相对应的域名服务器，但这样做会使域名服务器的数量太多，而使域名系统

6、的运行效率降低。 问题的解决 DNS采用划分区的方法来解决这个问题。,7.1 域名系统DNS,7.1.3域名服务器 一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区。 各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区,但在一个区中的所有节点必须是能够连通的。 每一个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。,7.1 域名系统DNS,区的不同划分方法举例,域 ,区 ,abc,x,u,v,w,t,y,(a) 区 = 域,com,edu,org,根,7.1 域名系统DNS,7.1.3域名服务器 因特网上的DNS域名服务器也是按照层次安排，每一个域名服务器只对域名体系中的一部分

7、进行管辖。,根域名服务器,org 域名服务器,com 域名服务器,edu 域名服务器, 域名服务器,abc 公司有两个 权限域名服务器,权限域名服务器,根域名服务器,顶级域名服务器, 域名服务器,7.1 域名系统DNS,7.1.3域名服务器 根域名服务器 根域名服务器是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名和 IP 地址。 不管是哪一个本地域名服务器，若要对因特网上任何一个域名进行解析，只要自己无法解析，就首先求助于根域名服务器。 根域名服务器并不直接把域名直接转换成 IP 地址，而是把下一步应当的顶级域名服务器的 IP 地址告诉本地域名服务器。,7.1 域名系

8、统DNS,7.1.3域名服务器 顶级域名服务器 这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。 当收到 DNS 查询请求时，就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一步应当找的域名服务器的 IP 地址）。,7.1 域名系统DNS,7.1.3域名服务器 权限域名服务器 这就是前面已经讲过的负责一个区的域名服务器。 当一个权限域名服务器还不能给出最后的查询回答时，就会告诉发出查询请求的 DNS 客户，下一步应当找哪一个权限域名服务器。,7.1 域名系统DNS,7.1.3域名服务器 本地域名服务器 本地域名服务器并不属于域名服务器层次结构，但它对域名系统非常重要。 当一个主机发出

9、 DNS 查询请求时，这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。 每一个因特网服务提供者 ISP，或一个大学，甚至一个大学里的系，都可以拥有一个本地域名服务器，这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。,7.1 域名系统DNS,7.1.4域名解析 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的 IP 地址，那么本地域名服务器就以 DNS 客户的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。 本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询。当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的 IP 地址，要么告诉本地域名服务

10、器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地域名服务器进行后续的查询。,7.1 域名系统DNS,顶级域名服务器 ,权限域名服务,本地域名服务器 ,根域名服务器,迭代查询,递归 查询,需要查找 的 IP 地址,本地域名服务器采用迭代查询,7.1 域名系统DNS,本地域名服务器采用递归查询 （比较少用）,顶级域名服务器 ,权限域名服务,本地域名服务器 ,根域名服务器,递归查询,递归 查询,需要查找 的 IP 地址,7.2 文件传输协议FTP,7.2 文件传输协议FTP,7.2.1文件传输协议概述 文件传送协议 FTP (File Transfer Protocol) 是因特网上使用得

11、最广泛的文件传送协议，用于Internet上的控制文件的双向传输。 FTP的主要作用，就是让用户连接上一个远程计算机（这些计算机上运行着FTP服务器程序）察看远程计算机有哪些文件，然后把文件从远程计算机上拷到本地计算机，或把本地计算机的文件送到远程计算机去。,7.2 文件传输协议FTP,7.2.2FTP工作原理 FTP 使用客户服务器方式。一个 FTP 服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。 FTP 的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。,7.2 文件传输协议FTP,7.2.2FTP的工作原理 主进程的工作步骤 打开熟知端口（端口号

12、为 21），使客户进程能够连接上。 等待客户进程发出连接请求。 启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。 回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。,7.2 文件传输协议FTP,7.2.2FTP的工作原理 两个连接 在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接：控制连接和数据连接。 控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP 客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。 实际用于传输文件的是“数据连接

13、”。服务器端的控制进程在接收到 FTP 客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。 数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送连接”并结束运行。,7.2 文件传输协议FTP,控制进程,FTP 客户端,FTP 服务器端,因特网,TCP 控制连接,TCP 数据连接,用户界面,控制进程,数据传送 进程,数据传送 进程,7.2 文件传输协议FTP,7.2.2FTP的工作原理 两个连接 当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口(21)，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立数据传送

14、连接。 接着，服务器进程用自己传送数据的熟知端口(20)与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接。 由于 FTP 使用了两个不同的端口号，所以数据连接与控制连接不会发生混乱。,7.3 电子邮件,7.3.1电子邮件概述 电子邮件(e-mail)是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。 电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中的收件人邮箱中，收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取。 电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。 现在电子邮件不仅可传送文字信息，而且还可附上声音和图像。,7.3 电子邮件,7.3.2电子邮件地址格式 TCP/IP 体系的电

15、子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下： 收件人邮箱名邮箱所在主机的域名 例如：12345678,7.4 万维网WWW,7.4.1万维网概述 万维网 WWW (World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。 万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。 万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。,7.4 万维网WWW,7.4.2万维网工作方式 万维网以客户服务器方式工作。 浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。 客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。 在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面(page)。,7.4 万维网WWW,7.4.3统一资源定位符 URL 统一资源定位符 URL 是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。 URL 的一般形式: 比如：,:/:/,