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1、第7章 应用层,应用层主要提供应用进程与通信进程之间的接口 它提供两种不同的服务要素： CASE （ Common Application Service Element） 公共应用服务要素 CASE提供整个通信所要求的功能，如两个通信伙伴之间建立联系，向低层指示通信所用的参数、要求的服务质量等 SASE （ Special Application Service Element） 专门的（或具体的）应用服务要素 SASE包括专门的、但广泛应用的功能 如：虚拟终端、文件传输等,本章将讨论：,SNMP 简单网络管理协议 DNS 域名系统 电子邮件E - mail WWW,网络管理的基本出发点,具
2、有网络监视和控制两方面的能力 能够管理所有层次的协议 尽可能大的可管理范围（设备种类） 尽可能小的系统开销 可管理不同厂家的设备,网络管理的五大功能,故障管理： 故障检测、故障定位、故障报告 配置管理： 识别网上的设备和用户，维护网上软硬件和电路的精确清单 性能管理： 资源利用率分析 计费管理： 对用户使用的各种资源进行跟踪，统计时间 安全管理： 用户授权，控制网上用户只能访问自己权限内的资源,常用的术语,网络元素： 具体的通信设备和逻辑实体 对象： 设备中描述其状态的变量，通信和信息处理范畴内可标识的且拥有一定信息特性的资源，如：网络接口、主机、路由表、某种协议 被管对象： 可用管理协议进行
3、管理和控制的对象 MIB： 管理信息库，保存有关被管网络元素信息的数据结构,SNMP模型,SNMPv1协议只支持5类消息,get：管理者读取代理信息 get-request get-response get-next-request set：管理者设置代理对象中的值 set-request trap：在紧急情况下，代理向管理者报告信息 trap,SNMP采用UDP协议,使用的端口号为161和162 161端口：接收来自管理者（网管工作站）的全部协议数据单元 162端口：用于代理向管理者传送事件/陷阱,SNMP报文的典型操作过程,本章将讨论：,SNMP 简单网络管理协议 DNS 域名系统 电子邮
4、件E - mail WWW 多媒体,域名系统DNS,DNS的主要功能 DNS的名字空间 名字服务器 资源记录 域名解析过程,DNS：Domain Name System,DNS的主要功能,功能：映射域名与IP地址之间的对应关系,特点：分级的、基于域的命名机制和分布式的数据库系统,域名系统DNS,DNS的主要功能 DNS的名字空间 名字服务器 资源记录 域名解析过程,DNS：Domain Name System,DNS的名字空间,DNS的分层结构,Tnbm P581 Fig. 7-1 部分Internet域名空间,域名系统DNS,DNS的主要功能 DNS的名字空间 名字服务器 资源记录 域名解析
5、过程,DNS：Domain Name System,域名服务器,提供域名解析 域名的解析是通过分布式数据库系统，由区域管理员划分区域边界，每个区域有自己的DNS服务器,一台域名服务器必须负责自己所管辖的所有主机的域名解析 也必须知道上一层域名服务器的IP地址,Tnbm P586 Fig. 7-4 显示区域划分的部分DNS名字空间,域名系统DNS,DNS的主要功能 DNS的名字空间 名字服务器 资源记录 域名解析过程,DNS：Domain Name System,资源记录,每一个域都有一组资源记录，对任意一台主机来说，最常见的资源记录是它的IP地址 域名服务器的主要功能是将域名映射成一组资源记录
6、,资源记录的组成,Domain name：该资源记录对应的域 Time to live：该资源记录的生存期（秒） Class：常量“IN”，即Internet类 Type：记录类型 Value：取决于记录类型,域名系统DNS,DNS的主要功能 DNS的名字空间 名字服务器 资源记录 域名解析过程,DNS：Domain Name System,域名解析过程,通过UDP包传输请求和应答,要知道的IP地址，其过程（递归）为：,Tnbm P587 Fig. 7-5 域名解析器如何用个8步骤解析出远程IP地址,DNS性能的优化,解决根服务器太忙的问题 复制：每个根服务器被复制许多份，存于整个世界，实际使
7、用时，找物理上最近的服务器 缓存：每个服务器都有一个域名缓存，当查找到一个新的记录时，DNS将它的副本存于缓存中，此后如有域名解析请求，服务器优先查找缓存，但此信息不是权威（最原始）的，所以生存期是必须的,本章将讨论：,SNMP 简单网络管理协议 DNS 域名系统 电子邮件E - mail WWW 多媒体,电子邮件,电子邮件是使用方便、传递迅速、价格低廉的通信手段 电子邮件标准 SMTP Internet 的标准 X.400 CCITT的标准,电子邮件E-mail,E-mail服务基于客户/服务器模式，逻辑上分成用户代理和消息传输代理两个子系统 电子邮件系统具有五个基本功能：撰写、传输、报告、
8、显示、处理,电子邮件的组成及其传输,E-mail系统的组成 用户代理 消息格式 消息传输 最终递交,E-mail系统的组成图例,电子邮件的组成及其传输,E-mail系统的组成 用户代理 消息格式 消息传输 最终递交,用户代理（user agent）,用户代理是一个本地程序，提供行命令方式、菜单方式或图形方式的界面，用于收发和管理电子邮件 具有撰写、显示和处理功能，在常用的浏览工具中都带有电子邮件收发器，早期也流行过专用的收发器,常用的有：sendmail、Netscape、IE、foxmail等,电子邮件的组成及其传输,E-mail系统的组成 用户代理 消息格式 消息传输 最终递交,消息格式,
9、RFC822 MIME,与传统的信件一样，电子邮件也由信封、信头和内容组成,RFC 822,RFC 822 没有明显地区分信封和头部字段，因此邮件就由头部和消息体组成 通常用户代理创建一条消息交给传输代理，由它去构建一个信封,与消息传输相关的头部字段,Tnbm P595 Fig. 7-9 与消息有关的RFC 822头部字段,用户代理或接收者使用的头部字段,Tnbm P596 Fig. 7-10 RFC 822消息头中使用的一些字段,消息格式,RFC822 MIME,与传统的信件一样，电子邮件也有信封、信头和内容组成,早期E-mail的缺陷,RFC822仅限于7位ASCII码，许多非英语国家的文
10、字无法传送 不能传送可执行文件等二进制文件，包括音频、视频文 件,早期的电子邮件只能传送以ASCII代码保存的文本信息（适合于美国等英语国家） 当 Internet 成为一个全球网络的时候，出现以下问题：,内容传送编码,表示报文主体的转换类型，以某种方式将报文主体表示成邮件传送时可接受的格式 最简单的编码 （7 bit或8 bit的ASCII，但不能传输二进制数） Base 64 传送编码（ASCII armor，可传输二进制数）P598 引用的可打印编码 （quoted-printable encoding ，可传输二进制数）,电子邮件的组成及其传输,E-mail系统的组成 用户代理 消息格
11、式 消息传输 最终递交,简单邮件传输协议SMTP,描述电子邮件的信息格式及传递方式，以保证被传输的电子邮件能正确寻址和可靠传输 当邮件传输程序需向远程服务器发送邮件时，将建立一个TCP连接（端口号为25）并通过该连接传输电子邮件信息 SMTP是两个报文传输代理之间的通信协议，它有14条命令和21条应答信息，每条命令用四个字母组成，一般情况下一条命令只有一行，由三位数字的代码开始，后面附上简单的文字说明,连接建立,发信人先将准备发送的邮件送到邮件缓冲区，SMTP client 每隔一定时间（例如30分钟）对邮件缓冲区扫描一次，如发现有邮件，就以client 的身份与目的主机（SMTP serve
12、r）的Well-known的端口号（25）建立TCP连接并发送,连接建立过程,在连接建立后，SMTP server 要发出： “ 220 service Ready ” 然后SMTP client 向SMTP server 发送： “ HELLO ” 命令，附上发送方的主机名 SMTP server 若有能力接收邮件，则回答： “ 250 OK ” 表示已准备好接收，若SMTP server 不可用，则回答： “ 421 Service not available ” 如在一定时间内（例如两天）发送不了邮件，则将邮件退还发信人,邮件传送询问服务器是否准备好,邮件的传送从MAIL命令开始，在MA
13、IL命令后面有发信人的地址，如： MAIL FROM： 若SMTP server 已准备好接收邮件，则回“ 250 OK ” 否则，返回一个代码，指出原因如： 451（处理时出错） 452（存储空间不够） 500（命令无法识别）,邮件传送验证收信人地址,RCPT TO：收信人地址 每发送一个命令，都应当有相应的信息从SMTP server 返回，如： “ 250 OK ”：指明的邮箱在接收端的系统中 “ 550 No such user here ”：不存在此邮箱,邮件传送传送正文,DATA命令，表示将开始传送邮件的内容 SMTP server 返回的信息是： “ 354 Start mail
14、 input；end withCRLFCRLF” 若不能接收邮件，则返回421：server 不可用； 500：命令无法识别；等 SMTP client 就发送邮件的内容 发送完毕后，再发送CRLFCRLF 若邮件收到，则SMTP server 返回信息 “ 250 OK ”；或返回差错代码,连接释放,邮件发送完毕后，SMTP client 应发送QUIT命令 SMTP server 返回的信息是：“ 250 OK ” SMTP client 再发出释放TCP连接的命令，待SMTP server 回答后，邮件传送的全部过程即结束,完整的过程见Tnbm P604 Fig. 7-14,电子邮件的组
15、成及其传输,E-mail系统的组成 用户代理 消息格式 消息传输 最终递交,最后递交,上述E-mail传递过程是传统的ARPANET的工作模型，所有的用户都是永远在线的，而在如今的Internet上，用户可能是通过拨号连接到它的ISP，即他可能并非永远在线 当有人给你发E-mail时你不在线怎么办? 如何建立TCP连接? 与谁建立TCP连接? 可以在ISP的机器上设置一个消息传输代理（邮局）来替代 client 接收邮件，并把它存入他们的邮箱中，当用户在线并有请求时再发给用户,邮件服务器,邮件服务器即 “ 邮局 ”，通常邮件服务器是不会关机的 邮件服务器应为每个注册用户提供用户信箱（mailb
16、ox）并设定E-mail地址,交大计算机系的Mail Server的域名为 E-mail地址格式：mailboxcomputer ,POP3(Post Office Protocol version 3),允许用户代理与传输代理联系，将E-mail从ISP复制到用户端的协议 POP3执行过程 当用户开始读取E-mail时，POP3开始执行 用户与ISP上的传输代理的110端口建立一个TCP连接 用户认证：用户发送用户名和密码 用户发送RETR (Return) 命令读取E-mail 用户发送QUIT命令请求结束该过程 服务器删除所有消息 服务器发送一个应答，并终止TCP连接,邮件传输的完整过程,IMAP(Internet Message Access Protocol),与POP3对应的另一个邮件读取协议，所用的TCP端口为143 IMAP假设E-mail永久保存在多个信箱中的某一个上 邮件不下载到用户的机器上，邮件服务器的资源占用量较大 I
