《计算机网络——原理、技术与应用 教学课件 ppt 作者 王相林 计算机网络（第4章）课件（7-111-30641-2）-新》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络——原理、技术与应用 教学课件 ppt 作者 王相林 计算机网络（第4章）课件（7-111-30641-2）-新（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 应用层,机械工业出版社 ISBN 978-7-111-30641-2,本章学习内容及要求,了解 计算机网络应用需要解决的主要问题 熟悉 常用应用层协议的实现方法，以及P2P的实现方法 掌握 应用层协议设计的基本原理 分析应用协议的基本方法 对域名系统、WWW、FTP、E-mail的协议格式、技术方法要有深刻的理解,4.1 应用层协议原理,4.1.1 应用层协议及描述 4.1.2 应用层需要的服务 4.1.3 网络应用的计算模式 4.1.4应用层协议与运输协议的关系,4.1.1 应用层协议及描述,应用层协议是人们最先接触的内容 网络应用和应用层协议是两个不同的概念 应用层协议是网络应用的
2、一部分 通信双方在应用层交换的协议数据单元是报文 应用层协议定义了 运行在不同端系统上的应用程序进程互相传递报文的方式 采用客户机/服务器方式 （C/S、B/S） P2P方式,应用层协议涉及到的内容,交换的报文类型 例如请求报文和响应报文 报文的语法格式 例如报文包含的字段及其字段描述 报文中字段的语义 字段中二进制位组合的含义 各种类型报文发送的先后顺序和规则 例如哪个报文先发送，如何对报文响应。即传输或接收报文时采取的动作,4.1.2 应用层需要的服务,应用层需要的服务包括： 把应用协议数据单元可靠地从一个端系统传输到另一个端系统 这里涉及到应用进程的复用和分解 多个应用可以由不同的进程来
3、标识 在具体实现时，不同的应用进程可以通过下一层运输层的端口号字段来区分 网络应用需要从运输层获得哪些服务，即得到什么样的服务质量 涉及到三个方面的服务质量保证 要求有很低的数据丢失率、足够的带宽和低的延时,4.1.3 网络应用的计算模式,计算机网络中网络应用的计算模式主要有 客户机/服务器（Client/Server）模式 P2P（Peer to Peer）对等模式 应用最多的是客户机/服务器模式,4种计算模式特点的比较,4.1.4应用层协议与运输协议的关系,进程通过运输层的端口区分不同的应用 在具体实现时是通过套接字（Socket）在网络上发送和接收应用报文 套接字 由运输层逻辑地址端口号
4、加上网络层逻辑地址IP地址构成 套接字可以认为是进程的门户 是同一台主机内应用层与运输层之间的接口,应用层协议与低层协议的对应联系,4.2 域名系统,4.2.1域名系统概述 4.2.2 域名地址空间结构 4.2.3 DNS域名解析过程 4.2.4 DNS记录和报文,4.2.1域名系统概述,域名系统给人们使用网络带来了方便 人们采用域名地址来对应IP地址，采用类自然语言的字符串 各字符串之间用点间隔起来，标识一个网络连接，可以实现望文生义 域名是一个层次结构的名字，构成了域名空间，域名在网络中应是惟一的 “域（domain）”是名字空间中一个可被管理的划分 域还可以继续划分为子域,DNS提供的服
5、务,域名系统DNS是TCP/IP协议中制定的层次结构名字管理机制，实现域名地址到IP地址解析的系统称为域名解析系统DNS，用于域名地址与IP地址之间进行解析 即把域名地址解析为对应的IP地址 再把IP地址放入IP数据报分组中，实现在网络中的寻址 DNS采用客户机/服务器服务模式 称为解析器/域名服务器 DNS是一个分布式数据库系统 因特网中有许多处在不同位置上的域名服务器 在DNS系统内 提出解析请求的DNS客户端被称为解析器(resolve) 提供域名解析服务DNS服务器的被称为域名服务器(name server),顶级域名TLD,各级域名由其上一级的域名管理机构管理，顶级域名(Top Le
6、vel Domain, TLD)由ICANN管理。顶级域名有三类： 国家顶级域名nTLD 通用组织顶级域名gTLD 基础结构域名(infrastructure domain)，仅有一个.arpa,中国域名的规定,中国将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”两类 类别域名有6个： 科研机构.ac；工商金融企业.com；教育机构.edu；政府机构.gov；互连网络机构；非赢利组织.org 行政区域名有34个： 对应各省、直辖市和自治区，由两个字母组成，例如北京.bj，上海sh ，浙江zj，河南ha，湖南hn 二级域名下申请注册三级域名的管理办法是： 在.edu下的申请，由中国教育和科研计算机网
7、络中心负责 其他二级域名下的申请注册由中国互连网络信息中心CNNIC负责 在CNNIC网站上可以查到中国互连网络的各项管理规定和发展情况,4.2.2 域名地址空间结构,通用组织顶级域名及含义,域名地址空间结构,任何连接在因特网上的主机或路由器都有一个惟一的层次结构的域名名字 这里的域是指域名空间中一个可被管理的划分 域可以进一步按层次划分为子域，例如二级域、三级域等，构成域名的分量 对子域划分的层次数没有限制 域名由字符组成 可以是英文字母、数字、汉字，不超过63个字符 并且不区分大小写 级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在最右边 一个完整的域名长度不超过255个字符,域名地址空间
8、,域名服务器,根域名服务器在世界范围的分布位置,因特网13个根域名服务器的属性,4.2.3 DNS域名解析过程,域名解析对用户来说是透明的，一开始在本地域名服务器上解析 若本地域名服务器上没有对应的记录，则有本地域名服务器负责向上一级域名服务器申请解析 每一个域名服务器不仅能够进行一些域名地址到IP地址的解析，还要具有连接到其他域名服务器的信息 域名解析过程分为递归查询和重复查询。域名解析过程中涉及到三种域名服务器： 本地域名服务器 根域名服务器 授权域名服务器,域名解析过程,本地域名服务器采用迭代查询,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
9、要查找 的 IP 地址,4.2.4 DNS记录和报文,在DNS分布式数据库中存储有域名地址与IP地址映射的资源记录RR（resource record） 一个记录占一行，一个资源记录包含有4个字段 格式如下：Name, Value, Type, TTL,DNS报文,DNS报文只有查询报文和回答报文，两种报文具有相同的格式，只是在标志字段中用1bit的query/reply标志位标识两种不同的报文 该位若为0为查询报文，若为1为回答报文,4.3 万维网和HTTP,4.3.1 万维网概述 4.3.2 超文本标记语言 4.3.3 统一资源定位符 4.3.4 超文本传输协议 4.3.5 Web高速缓
10、存,4.3.1 万维网概述,万维网提供信息浏览，是常用的网络应用之一 包含多种媒体的数据信息就是超文本 有时候也称为超媒体，超媒体是对超文本的扩充 万维网WWW（World Wide Web） 使用超文本传输协议HTTP、超文本传输语言HTML传输和组织信息 用HTML编写的文档称为Web网页，也叫Web文档 一组Web网页组成一个Web点的信息内容 站点的第一个Web网页称为主页（home page） 超文本是由 节点（Node）以及结点之间的超链接（hyperLink）构成的语义网络,Web网页的超链接,超文本系统有统一的用户界面，用户使用该系统查询各种媒体类型（文本、图像、图形、声音）的
11、文件 超文本系统还有跨平台的能力，用户可以在Internet上使用各种不同类型的计算机进行信息查询,万维网的工作过程,因特网,服务器 ,链接到URL的超链,HTTP 使用此 TCP 连接,浏览器 程序,服务器 程序,HTTP,客户,浙江大学,4.3.2 超文本标记语言,超文本标记语言HTML是标准通用标记语言SGML的一个应用和发展 SGML的国际标准为ISO 8879 HTML是一种标注语言，用标签符号标记和描述信息的显示格式 超文本链接是用超文本链接标记符/指明的 1990年代以来，又研制了扩展标记语言XML，功能更丰富 超文本标记语言用来限定信息显示的格式，就是设置标记 HTML是一种制
12、作万维网页面的标准语言 在HTML文档中可以包含图像，可以实现超链接设计 可以通过一些脚本语言，例如JavaScipt、VBScript中的控制语句实现各种程序结构设计 动态HTML文档和静态HTML文档主要差别是 文档内容的生成方法不同，是指文档的内容是在浏览器访问服务器时才由应用程序动态创建,常用的HTML 标签,HTML文档的结构,4.3.3 统一资源定位符,统一资源定位符URL（Uniform Resource Locate）是一种统一格式的Internet 信息资源地址的标识方法 URL的位置对应在IE浏览器窗口中的地址栏 URL由4部分组成： 协议：/主机：端口/路径 需要说明的是
13、 URL是不区分大小写的,4.3.4 超文本传输协议,HTTP报文有两种： 一种是请求报文，报文由请求行、首部行和实体主体组成，由浏览器发送给服务器；另一种是响应报文，报文由状态行、首部行和实体主体组成，由服务器传送给浏览器,HTTP请求报文的一些方法,请求报文的第一行包括3项内容： 方法、请求资源的URL和HTTL的版本号,HTTP响应报文的状态码,响应报文的第一行是状态行，包括3项内容： HTTP的版本 状态码（状态码由三位数字组成，分为5大类33种） 解释短语,4.3.5 Web高速缓存,Web高速缓存是一种网络实体，也称为代理服务器 Web高速缓存把最近的一些请求和响应暂时保存在本地磁
14、盘中 若有存放请求相同的新请求到达时，Web高速缓存就把对应的暂存的响应发送出去，不用按URL地址再去因特网访问该资源 这样可以减少对客户机请求的响应时间，减少网络中的通信量 Web高速缓存可以在客户或服务器端工作，也可以在中间系统上工作,4.4 文件传输协议,4.4.1 FTP概述 4.4.2 FTP工作原理 4.4.3 客户端应用程序 4.4.4 匿名FTP服务 4.4.5 FTP交互工作过程的例子 4.4.6 FTP与HTTP的比较 4.4.7 简单文件传输协议,4.4.1 FTP概述,FTP用于网络文件的下载和上传 文件传输服务利用文件传输协议FTP在Internet中传输文件 是最广
15、泛使用的服务功能之一 FTP提供交互式访问，FTP屏蔽了各计算机系统的细节 适合在异构网络中的计算机之间将文件从一台计算机复制到网络中另一台远地计算机上 FTP允许客户指明所存取文件的类型和格式，设置用户存取文件的权限,FTP服务器与客户机,FTP服务采用典型的客户机/服务器工作模式 远端提供FTP服务的计算机称之为FTP服务器 客户机通常是用户自己的计算机 将文件从服务器传到客户机称之为下载文件。 而将文件从客户机传到服务器称之为上载文件 FTP服务是一种实时的联机服务 用户在访问FTP服务器之前必须进行登录,4.4.2 FTP的工作原理,4.4.3 客户端应用程序,Internet用户使用
16、的FTP客户端应用程序通常有三种类型： 即传统的FTP命令行 浏览器 FTP下载工具,4.4.4 匿名FTP服务,目前大多数提供公共资料的FTP服务器都提供匿名FTP服务 用户可以随时访问这些服务器而不需要预先向服务器申请帐号 当用户访问提供匿名服务的FTP服务器时，用户登录时一般不需要输入帐号和密码或使用匿名帐号和密码 匿名帐户和密码是公开的 为了保证FTP服务器的安全性 几乎所有的FTP匿名服务只允许用户下载文件，不允许用户上载文件,4.4.5 FTP交互工作过程的例子,FTP采用交互工作方式，下面是一个通过远地网络信息中心NIC上FTP服务获得RFC 2161文档的例子，是在客户端显示的内容 例子中加粗字体是用户输入的内容，内容输入完毕后需要按回车键结束。用户名是使用匿名 例子行中的3位数字为FTP运行的状态码。为方便对屏幕显示内容解释说明，在显示行的左面加上编号01
