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1、第七章 Internet及其应用 7.1 Internet简介 7.1.1 Internet 的发展Internet起源于美国国防部高级研究计划局（DARPA）为改善美国政府和国防研究机构之间的通信联系而建立起来的一个实验性通信网络ARPANET。Internet的产生是由各种技术及其发展所引起的，其核心就是TCP/IP协议和网络互连设备路由器的概念。 7.1.2 Internet 的管理 Internet并不是“一个网络”，它是一个由许多类型的物理网络，经由网关设备（主要是路由器）互相连接而成的互 联网，然后用网间协议的机制在逻辑上完成整体联系的“松散式互连网络”。TCP/IP协议将不同的底
2、层协议细节（包括底层网络技术、拓扑结构等）隐蔽起来，向上（包括用户和应用程序）提供通用的、一致性的网络服务。因此，在用户看来，整个互联网是一个统一的网络。 1组织性网络（Users Network）组织性网络可以看作是用户级网络，是指那些接入 Internet的用户组织管理的各自的内部网络（如：校园网、企业网、公司网络等等），属于Internet组织结构中的自治系统，它直接拥有自己的大量用户。组织性网络通过外围网关系统（Gateway），接入到就近 地区性网络的“Internet服务提供者”（ISP）结点。 2地区性网络(Regional Network)一个地区性网络往往覆盖较宽的地区，如一
3、个省、州甚至是一个国家。这些地区性网络除了向用户提供到nternet的连通性外，还提供一系列相关服务，如帮助用户管理网络、申请网络（IP）地址、为单位用户提供邮箱等。所以，一个地区性网络中心，一定是Internet服务提供者ISP。 3主干网络（Backbone Network）地区性网络通过核心网关系统，与主干网络互连。大量外围的地区性网络通过这种核心级网络的“中转”作用， 使Internet实现世界范围内连通用户的目的。第一个主干网络应是美国的NFSnet，另一个有名的主干网络是欧洲的EBONE 。 Internet协会ISOC Internet体系结构委员会IAB（Internet Ar
4、chitecture Board） Internet工程部IETF（Internet Engineering Task Force）Internet研究部IRTF（Internet Research Task Force）网络信息中心（NIC） 7.2 域名系统（DNS） 7.2.1 特殊的IP地址每台直接连接到Internet上的计算机、路由器都必须有一个在Internet上惟一的IP地址，这是Internet赖以工作的基础。IP地址中的网络地址是由Internet网络信息中心（NIC，Network Information Center）来统一分配的，它负责分配最高级的IP地址，并授权给下
5、一级的申请者成为Internet网点的网络管理中心。7.2 域名系统（DNS） IP地址的惟一性是指Internet中的一个IP地址只能对应一台主机。如果一台主机连接到两个或以上的物理网络中，那么它就有两个或两个以上的IP地址，例如路由器。这样的计算机被称为多宿主机（Multi-Homed Hosts）。 7.2.2 域名系统（DNS） 域名系统（DNS，Domain Name System）是TCP/IP提供的一种字符型的名字机制。它将计算机域名映射为对等的IP地址，域名的数据库不是保存在单个计算机上，而是分布在Internet各站点上数量巨大的服务器上。DNS主要包含两方面的内容，一是主机
6、域名的管理，另一个是主机域名与IP地址之间的映射。 1DNS概念DNS采用了层次化的、分布式的、面向客户机/服务器模式的名字管理来代替原来的集中管理，并允许命名管理者在较低的结构层次上管理自己的名字。2DNS域名空间与层次DNS命名机制是层次型命名机制，即在主机命名时加入了层次形的结构，名字的层次对应于层次名字空间（Hierarchy Name Space）。这是一个规则的树形结构的名字空间。每个结点都有一个独立的结点名字，如图: DNS将整个网络的名字空间分成了若干个域。一个结点的域由该结点以及该结点以下的名字空间组成。语法上，每台计算机的域名由一系列由字母和数字构成的段组成。例如，重庆邮电
7、学院的WWW主机具有域名:。 3DNS域名格式通常Internet主机域名的一般格式是：主机名.单位名.类型.国家代码。DNS中不区分域名中的大小写。（1）顶级域名为了保证DNS在全球的统一性，Internet规定了一组正式的通用标准标号作为顶级域名，即第一级域名，如表: 域名含义域名含义com商业组织biz商贸edu教育机构info信息gov政府部门name名字mil军事机构pro职业net主要网络支持中心aero航空业org非盈利组织coop合作团体int国际组织museum博物馆country code国家代码（两个字符）顶级域名有两种模式：组织模式:组织模式是按管理组织的层次结构来划分
8、域，产生的域名就是组织性域名。例如，一个名为xinke的公司可能请求在顶层域com下被指派为xk。如果管理域名的Internet构同意这个请求，它将给xinke公司指派域名：地域模式:地域模式是按国家地理区域来划分域名，用两个字符的国家代码代表主机所在的国家。例如，“cn”代表中国，“jp”代表日本，“ca”代表加拿大等。（2）其他子域名除了顶级域名，各个国家有权决定进一步划分域名。大部 分国家都按组织模式再进行划分。中国自登记了最高域名 “cn”以后，又进一步规定了二级域名。如表: 域名含义edu教育机构gov政府部门com公司企业org民间组织ac科研机构bj北京地区cq重庆地区主机域名的
9、3级域名一般代表主机所在的域或组织。例如： “cqupt”表示重庆邮电学院，“tsinghua”表示清华大学等。主机域名中的4级域名一般表示主机所在的院、系、研究室 等下一级单位。从理论上讲，域名可以无限细化。但通常级 数不超过5级。例如:表示隶属于中国教育网 的重庆大学的WWW主机；美国主机名省略国别，如：www.ksu.edu表示美国Kanasas 州立大学的WWW主机。 7.2.3 域名解析 域名解析有两个方向：从主机域名到IP地址的正向解析、从IP地址到主机域名的反向解析。域名解析是由一系列的域名服务器来完成的。本质上，整个域名系统以一个大的分布式数据库的方式工作。大多数具有Inter
10、net连接的组织运行一个域名服务器。每个服务器包含连向其他域名服务器的信息；结果是这些服务器形成一个大的域名数据库。7.2.3 域名解析 目前有三种不同类型的域名服务器： （1）本地域名服务器 （2）根域名服务器 （3）授权域名服务器 DNS服务器按照域名层次安排它的层次，每个服务器作为域名体系中的一部分的管辖者。一个根服务器占据着这 个层次体系的顶部，它是顶层域的管辖者。虽然根服务器 并不包含所有可能的域名，但它知道如何找到处理相应请 求的服务器。收到域名查询后，根域名服务器提供该域名 所在的第一级域的域名服务器的地址，第一级域域名服务 器再提供该域名所在第二级域的域名服务器的地址，如此 进
11、行下去，直到得到最后答案。 递归查询 递归查询与迭代查询相结合 2DNS性能的优化在DNS中主要有两方面的优化：复制:每个根服务器是被复制的；该服务器的许多副本存在于整个世界上。缓存:每个服务器都保留一个域名缓存。当一个应用第一次查找一个域名时，本地DNS服务器将该对应地址置于缓存中。服务器可以将缓存中对应的地址返回给随后的请求，而不是与作为管理者的服务器再次通信。DNS中的条目称为资源记录（RR）。DNS数据库中的每一项 包括三个元素：域名，记录类型，值。例如：这里有 域中关于主机sola的四个DNS记录：sola IN A 2066222633IN AAAA 5flb：df00：ce3e：
12、e200：0020：0800：2078：e3e3IN MX 5 solaxinkecomIN MX 10 mailhostxinkecom7.3 Internet基本服务及协议 7.3.1 文件传输协议（FTP）1文件传送系统概述FTP是Internet中进行网络文件传送操作的主要应用层协议。它也是基于客户机/服务器工作模式实现的，用户计算机是客户方，网络的文件服务器是服务器方。客户机和服务器在FTP连接下，存在以下两种状态。（1）交互命令态：（2）文件传送态7.3 Internet基本服务及协议 FTP文件传送系统具有如下3个特点。（1）交互式的用户界面（3）具有权限控制能力（2）适应不同类
13、型文件的传送2FTP协议机理FTP也是一种客户机/服务器工作模式服务系统，但要注意到它与一般的客户机/服务器模型的不同：FTP客户/服务器之间要建立双重的FTP连接，一个是控制连接，另一个是数据连接。 FTP系统的客户/服务器模型 命令类别命令格式功能描述基本Help显示FTP内部命令清单及解释基本!暂停FTP，在本地调用SHELL连接Quit终止FTP连接，退出FTP客户端程序连接Open建立连接连接User登录FTP服务器目录Cd改变远程主机目录目录Pwd显示远程主机当前目录目录Dir显示远程目录清单目录Lcd改变本地主机目录文件传输Get下载远程主机上的文件文件传输Put将本地文件上传至
14、远程主机文件传输Mget，mput实现批量文件的下载或上传选项Ascii设置文本类型传输模式选项Binary设置二进制文件类型传输模式选项Promp设置交互式会话提示选项Status显示各选项当前状态常见的FTP命令:3FTP访问控制现行的FTP应用系统同时具有以下两种访问控制级别: 严格访问控制 又叫“账号用户访问控制”。客户用户在访问某个服务器主机之前，必须预先向欲访问主机申请一个 合法的用户名和口令，然后在运行FTP系统时才能建立FTP连接。这时该用户才享有服务器所赋予的相应访问权限和进行相应的文件操作。 非严格访问控制 又叫“匿名用户访问控制”，允许客户机以匿名身份和E-mail地址作
15、为口令进行登录注册，以完成FTP连接。 7.3.2 远程登录协议（Telnet） 1远程登录概念及其工作模式本地登录实现非网络环境的多用户联机系统，而远程登录实现网络环境的远程多用户联机系统。远程登录是为本地的用户端系统能访问远地主机并使用它的可共享资源提供一种手段。 2Telnet协议机理Telnet提供3种基本服务，即： 网络虚终端（NVT）服务 一组标准选项以及对选项的协商机制 远程登录Telnet连接的对等性 telnet协议的工作原理 3Telnet选项及协商Telnet有一组选项，用于配置客户机与服务器之间TCP连接的轮廓（操作环境参数），不同的轮廓可以实现不同终端类型与主机类型（
16、异构系统）之间互通环境，因而使得Telnet具有通用性。这些选项是可协商的，一般情况下，选项协商由客户方发起，服务器选定。如表 : 选项名代码RFC选项意义传输二进制0856将传输改为八位二进制字节回应1857允许一端回应它收到的数据抑制GA3858不再在数据后面发送GO AHEAD信号状态5859请求远地系统Telnet选项的状态时间标志6960请求时间标志插入返回流，以同步连接的两端终端类型24884交换关于终端的制造喝型号信息记录末25885用EOF码结束数据发送行模式341116使用本地编辑器，整行发送，而非字符发送7.3.3 简单邮件传输协议（SMTP） 1电子邮件系统E-mail 的构成在概念上，E-mail系统可以分成用户界面和报文传输两大部分，但由于协议实现上的简洁性，在功能结构上并未形成
