《计算机网络》课件第5章因特网及其应用

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1、第5章 Internet基础与应用,本章学习要求： 了解：Internet应用发展的三个阶段 了解：我国Internet应用的发展 掌握：Internet的域名机制 掌握：Internet的基本应用 掌握：基于Web的网络应用 掌握：基于P2P的网络应用,5.1 Internet应用发展的三个阶段,5.2 我国Internet应用的发展,我国网民数量增长情况; 我国国际出口带宽与上网计算机数量增长情况; 我国网站、域名、IP地址数量增长情况。,5.2.1 我国网民数量增长情况,2008年1月，中国互联网络信息中心(CNNIC)发布第21次“中国Internet络发展状况统计报告” 2007年，

2、我国网民人数已达2.10亿，仅次于美国2.15亿，居世界第二位。 2007年，我国Internet普及率达到16% 。,5.2.2 我国国际出口带宽与上网计算机数量增长情况,2007年，我国国际出口带宽已达 68.9Gbps； 2007年，我国上网计算机共有7800万台。,5.2.3 我国网站、域名、IP地址数量增长情况,2007年，我国大陆地区的网站数量已达到150.4万个 ； 2007年，我国域名总数达到1193.1万个； 2007年，我国IPv4地址的拥有量为1.35亿个。,5.3 域名系统（DNS）,因特网编址机制：三种形式的地址管理机制 域名地址： 层次化的地址，便于人们记忆。 IP

3、地址：202.117.0.20 32位逻辑编码，用来在因特网中定位主机和路由器的接口。 TCP/IP网络上的每台主机都必须有唯一的IP地址。 域名地址转换到IP地址由域名服务系统（Domain Name System，DNS）实现，这个转换过程又称为域名解析（Name Resolution）。 MAC地址：12-FA-9B-23-DB-11 48位物理编码，用来在局域网中识别主机/路由器的接口。 IP地址转换到MAC地址由地址解析协议（ARP）实现。,DNS（RFC 1035）也是TCP/IP的应用层协议之一。它利用了UDP传输层协议，端口为53。,因特网上计算机的名字,IP地址的优点和缺点

4、IP地址更适合计算机处理 IP地址包含足够的路由信息。 IP地址不适合人们记忆 无法通过IP地址猜测主机的用途 如一个主机到底是www服务器还是FTP服务器？ 如何取长补短域名系统 域名：层次化的主机名 域名系统：任务是将域名解析为对应的IP地址。 优点： 使用方便，易于记忆。 一致性好，不会随IP地址的改变而改变。,域名空间（域名树）,域名空间分为若干层次：根域（顶级域）和次级域,主机域名的构成,主机名是由一系列由“.”分开的标签组成： 每个标签不能超过63个字符； 全部的标签不能超过255个字符； 书写顺序是从主机开始直到域名树的根域为止。例如： 域名是一个组织在域名空间中的名字： 例

5、如，西安交大的域名为。 该组织中已注册的主机都以组织的域名为后缀。,因特网的域名,域名其实就是名字。只是因为使用分级管理，因特网使用多级的域，因此就出现了“域名”这个名词。 因特网的域名分为： 顶级域名 二级域名 三级域名 四级域名 ,顶级域名分配,我国的域名结构,中国互联网信息中心（CNNIC）负责管理我国的顶级域，它将cn域划分为多个二级域； Internet主机域名的格式为：四级域名.三级域名.二级域名.顶级域名。例如，主机域名 代表中国南开大学计算机系的主机。,二级域名分配,中央电视台向因特网提供万维网服务的计算机的域名是： ,因特网的域名举例,意思是：,顶级域名,二级域名,三级域名,

6、清华大学向因特网提供网站服务的计算机的域名是： ,因特网的域名举例,意思是：,DNS系统的组织结构,DNS是一个分布式的数据库 DNS使用了分布式的域名数据库，运行域名数据库的计算机称为DNS服务器。 DNS服务器以层次型结构（和域名树相对应）分布在世界各地，每台DNS服务器只存储了一小部分DNS数据。 每一个拥有域名的组织都必须要有DNS服务器，以提供自己域内的域名到IP地址的映射服务。 例如，西安交大的DNS服务器为202.117.0.20，它负责进行域内的域名和IP之间的转换。 通常每个域都有一台主DNS服务器，然后有一台或数台备份DNS服务器。 西安交大的备份DNS服务器为202.11

7、7.0.21。,DNS服务器分为三类 本地域名服务器（Local Name Server） 即每个组织/企业的DNS服务器。 根域名服务器（Root Name Server） 为下级域名服务器提供域名解析服务； 它需要知道全部根域名服务器（和部分二级域名服务器）的地址。 数量很少，由于历史原因，主要分布在北美地区。 认证域名服务器（Authoritative Name Server） 每台因特网中的主机都应该在所在域的域名服务器中注册，提供注册的域名服务器就是该主机的认证域名服务器。 一般来说，认证域名服务器就是主机所在单位的DNS服务器。,DNS服务器,DNS服务器的功能 能够直接处理域内的

8、域名解析请求。 能够向其他DNS服务器发出查询请求来处理对其他域的域名解析请求。 能够缓存对其他域的域名解析请求的结果。 DNS服务器的操作 如果本地域名服务器不能解析域名，它就向根域名服务器询问； 根域名服务器将告诉它与哪一个域名服务器联系； DNS再向该域名服务器进行查询； 一个DNS请求可能要经过多个往返。,有两种查询DNS服务器的方法：递归查询和迭代查询。 递归查询迫使DNS服务器做出查询成功或失败的响应。在递归查询中，如果需要的话，DNS服务器必须与其他的DNS服务器通信。从其他的DNS服务器收到成功响应的信息后，它就将响应返回给客户机。 在迭代查询中，DNS服务器根据本地的区域文件

9、或本地缓存文件，提供最好的信息。如果名字服务器没有能够回答解析的任何信息，它不会仅仅返回一个简单的否定信息，它会试着在本地域之外查找信息，为了解析一个名字，它可能会查询很多外部的DNS服务器。,域名解析的例子 某个用户要浏览西安交大的主页，用户主机（假定为A）必须获得主机（以下简称为xjtu）的IP地址。 解析过程： A向本地域名服务器DNS1查询请求； 如果DNS1上有xjtu的记录，就立即将JD的IP地址返回给A； 如果DNS1上没有xjtu的记录，DNS1就会向根域名服务器发出查询请求； 根域名服务器把负责cn域的域名服务器B的IP地址告诉给DNS1； DNS1向B查询，获得负责域DNS

10、服务器C的地址； DNS1向C查询，获得负责域DNS服务器D的地址； DNS1向D查询，即可获得的IP地址。 （注：在命令行下可用nslookup命令进行DNS查询）,分布在因特网中 DNS 服务器可将名字转换为 IP 地址,因特网,DNS 服务器,DNS 服务器,DNS 服务器,DNS 服务器,DNS 服务器,DNS 服务器,不知道,不知道,不知道,查到了,DNS 服务器,域名数据库中的记录类型,A记录（Address记录） A 记录是用来指定域名对应的IP地址。最常用 NS记录（Name Server记录） 域名服务器记录，用来指定该域名由哪个DNS服务器来进行解析。 别名记录（CNAME

11、记录） 这种记录用于将多个名字映射到同一台计算机。 通常用于同时提供WWW、FTP和MAIL服务的计算机。例 MX记录（Mail Exchanger记录） 邮件交换记录，它指向一个邮件服务器，用于电子邮件系统发邮件时根据收信人的地址后缀来定位邮件服务器。例 PTR记录 域名指针记录，用于反向 DNS查找。例如，要查找202.117.0.20的域名时就需要借助于PTR记录。 SOA记录用于说明一个DNS系统的基本信息,例如，一台名为“”（A记录）的计算机， 它同时提供WWW和MAIL服务，为了便于用户访问服务，可以为该计算机设置两个别名（CNAME）：WWW和MAIL。 这两个别名的全称就是“”

12、和“”，实际上它们都指向“”。,例如，当Internet上的某用户要发一封信给 时，该用户的邮件系统通过DNS查找这个域名的MX记录，如果DNS系统查找到该MX记录， 用户计算机就将邮件发送到MX记录所指定的邮件服务器上。,DNS数据库中的资源纪录（RRs）,DNS与ARP的比较,地址类型 DNS：域名(应用层地址)IP地址(网络层地址) ARP： IP地址(网络层地址) MAC地址(数据链路层地址) 作用范围 DNS：全局（整个因特网） ARP：本地（仅限于LAN内部） 工作方式 DNS：本质上是对一个分布式数据库的查询过程 ARP：LAN内部的广播查询,5.4 Internet的基本应用

13、,电子邮件服务 文件传输服务 远程登录服务 新闻与公告类服务,5.4.1 电子邮件（E-mail）,电子邮件是因特网上最典型的服务之一： 因特网中出现最早，应用最普遍、最广泛 因特网用户中90以上使用过电子邮件 方便、快捷、廉价 电子邮件系统不但可以传输各种格式的文本信息，还可以传输图像、声音、视频等多种信息。,电子邮件系统的组成,电子邮件系统的组成 用户代理（User Agent） 功能：编辑、发送、接收、阅读和管理电子邮件。 常见的用户代理有： Outlook、Outlook Express、Foxmail等。 邮件服务器（E-mail Server） 功能：类似“邮局”，接收和转发电子邮

14、件，向发信人报告邮件发送状态 按照客户服务器方式工作 既是客户，又是服务器,电子邮件协议 发送/转发邮件： SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）RFC 821、822 MIME（Multipurpose Internet Mail Extension）RFC 1521 读取邮件： POP3（Post Office Protocol）RFC 1939 IMAP4（Internet Message Access Protocol）RFC 2060,请点击,电子邮件的发送和接收过程,TCP连接,TCP连接,TCP连接,TCP连接,1. 发信人运行用户代理编辑邮件。,

15、发件人的邮件服务器,收件人的邮件服务器,3. 发送端邮件服务器收到邮件后，将邮件放入邮件缓存队列，等待发送。,4. 发送端邮件服务器中的SMTP客户进程发现邮件队列中有待发送的邮件，就与接收端邮件服务器建立TCP连接。,5. 发送端的SMTP客户进程使用SMTP协议把邮件队列中的邮件发送给接收端的SMTP服务进程。 发送完后，关闭TCP连接。,6. 接收端邮件服务器将收到的邮件放入收件人的邮箱中。,7. 收件人收信时，运行用户代理，用户代理使用POP3协议将用户邮箱中的邮件下载到本地计算机。,2. 用户代理利用SMTP协议将邮件传送给发件人的邮件服务器。,电子邮件地址,电子邮件用户必须有一个电子邮件地址 许多网站提供免费电子邮件服务，需要的话可到这些网站上申请一个邮箱（电子邮件地址）。 电子邮件地址由两部分组成： 用户名 邮箱所在的邮件服务器的主机域名 用户名和邮件服务器域名之间用“”隔开 用户名邮件服务器域名 例如： ,SMTP是因特网上通用的电子邮件传输协议。