计算机通信与网络 国家精品课程配套教材 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 沈金龙 杨庚 计算机通信与网络_CH07-应用层

《计算机通信与网络 国家精品课程配套教材 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 沈金龙 杨庚 计算机通信与网络_CH07-应用层》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机通信与网络 国家精品课程配套教材 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 沈金龙 杨庚 计算机通信与网络_CH07-应用层（153页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章 应用层,计算机通信与网络 Computer Telecommunications & Networks,南京邮电大学计算机学院 “计算机通信与网络”国家精品课程组,内容概要,应用层是计算机网络体系结构的最高层，直接为用户的应用进程提供服务。 应用层协议则是应用进程间在通信时所必须遵循的规定。 在因特网中，通过各种应用层协议为不同的应用进程提供服务。本章主要介绍应用层中的各个协议。,传输层,应用层协议与传输层协议的对应关系,内容纲要,网络应用模式 网络基本服务 电子邮件系统与SMTP 万维网与HTTP 网络电话技术及其应用,内容纲要,网络应用模式 网络基本服务 电子邮件系统与SMTP 万

2、维网与HTTP 网络电话技术及其应用,1. 以大型机为中心的应用模式 2. 以服务器为中心的应用模式 3. 客户机服务器模型 （C/S, Client / Server ） 4. 基于Web的客户机/服务器应用模式 浏览器服务器模型 （B/S , Browser / Server ） 5. 对等网络服务模型(Peer-to-Peer, P2P),7.1 网络应用模式,该应用模式又称为分时共享模式，也就是面向终端的多用户计算机系统（主从结构）。,1.以大型机为中心的应用模式,7.1 网络应用模式,2.以服务器为中心的应用模式,该应用模式又称为资源模共享模式，向单个用户站点提供灵活的服务，但管理控

3、制和系统维护工具的功能较弱。,传统的网络基本服务基本上都是基于客户机服务器模型的，如:Telnet, WWW, E-Mail, FTP等。,因特网,请求/响应,客户端,服务器端,客户,服务器,3.客户机服务器应用模式,7.1 网络应用模式,中间件的功能：即连接功能和管理功能。 体现在分布式服务、应用服务和管理服务。,4.基于Web的客户机/服务器应用模式,在底层物理网络拓扑的基础上，在应用层构建P2P覆盖网络的虚拟拓扑结构。 在对等网络服务模型中，端系统主机既充当客户机，又充当服务器。 P2P应用：文件共享，音/视频流分发 P2P系统，如：Napster，Gnutella， Freenet等。

4、,5. P2P模式,7.1 网络应用模式,P2P与C/S系统结构的比较,7.1 网络应用模式,内容纲要,网络应用模式 网络基本服务 电子邮件系统与SMTP 万维网与HTTP 网络电话技术及其应用,7.2 网络基本服务,1. 域名系统 DNS 2. 远程登录 3. 文件传输协议 4. 简单文件传送协议 5. 引导程序协议与动态主机配置协议,7.2 网络基本服务,许多应用层软件经常直接使用域名系统 DNS (Domain Name System)，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。 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。 名字到域名的解析是由若干个域

5、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。,1. 域名系统DNS,因特网采用了层次树状结构的命名方法。 任何一个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名字，即域名。 域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开： .三级域名.二级域名.顶级域名 各分量分别代表不同级别的域名。,域名结构,7.2 网络基本服务,顶级域名（TLD ,Top Level Domain）,(1) 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。 (2) 国际顶级域名 iTLD：采用.int。国际性的组织可在 .in

6、t 下注册。 (3) 通用顶级域名 gTLD：最早的顶级域名是： .com 表示公司企业 .net 表示网络服务机构 .org 表示非赢利性组织 .edu 表示教育机构（美国专用） .gov 表示政府部门（美国专用） .mil 表示军事部门（美国专用）,7.2 网络基本服务,新增加了七个通用顶级域名,.aero 用于航空运输企业 .biz 用于公司和企业 .coop 用于合作团体 .info 适用于各种情况 .museum 用于博物馆 .name 用于个人 .pro 用于会计、律师和医师等自由职业者,7.2 网络基本服务,因特网的名字空间,com,net,org,edu,gov,mil,coo

7、p,biz,info,aero,int,cn,uk,hk,js,sh,bj,org,net,gov,edu,com,ac,pku,fudan,njupt,tsinghua,树根,cctv,ibm,hp,mot,顶级域名,二级域名,三级域名,mail,ep,四级域名,mail,csnetl,seu,因特网允许各个单位根据具体情况将本单位的域名划分为若干个域名服务器管辖区(zone)，并在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。,com,y,abc,w,v,x,u,管辖区 的授权域名服务器,t,授权域名服务器,域名解析服务,递归查询,com,abc,xyz,abc,x,y,因特网,u,v,w,xyz

8、,.com 顶级 域名服务器,本地域名服务器 授权域名服务器,“树根”,edu,.edu 顶级 域名服务器,y,本地域名服务器 授权域名服务器,,本地域名服务器 授权域名服务器,,,正向域名解析,递归与迭代相结合的查询,,根域名服务器 ,本地域名服务器 ,本地域名服务器 ,本地域名服务器 ,,名字的高速缓存,使用名字的高速缓存可优化查询的开销。 每个域名服务器都维护一个高速缓存，存放最近用过的名字以及从何处获得名字映射信息的记录。 当客户请求域名服务器转换名字时，服务器首先按标准过程检查它是否被授权管理该名字。 若未被授权，则查看自己的高速缓存，检查该名字是否最近被转换过。 域名服务器向

9、客户报告缓存中有关名字与地址的绑定(binding)信息，并标志为非授权绑定，以及给出获得此绑定的服务器 S 的域名。 本地服务器同时也将服务器 S 与 IP 地址的绑定告知客户。,7.2 网络基本服务,7.2 网络基本服务,远程登录（远程终端） Telnet Telnet采用客户/服务器模式 客户进程通过面向连接的TCP服务发到远程服务器（或主机），并显示从TCP连接上收到的数据。 服务器的操作系统内核中的伪终端驱动程序提供一个网络虚拟终端（NVT，Network Virtual Terminal），供操作系统和服务进程在NVT上建立注册，以及与用户进行交互操作。服务器上的应用程序可以不必考

10、虑实际终端的类型。,2. 远程登录,Telnet协议工作流程,网络虚拟终端 NVT 格式,客户软件把用户的击键和命令转换成 NVT 格式，并送交服务器。 服务器软件把收到的数据和命令，从 NVT 格式转换成远地系统所需的格式。 向用户返回数据时，服务器把远地系统的格式转换为 NVT 格式，本地客户再从 NVT 格式转换到本地系统所需的格式。,7.2 网络基本服务,文件传输协议 FTP（File Transfer Protocol）是Internet 上使用得最为广泛的文件传送协议。 FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限。 FTP屏蔽了各个计算机系统的差异

11、，适合于在异构网络中计算机之间传送文件。,3. 文件传输协议 FTP,7.2 网络基本服务,FTP是面向连接的C/S服务模式，使用两条TCP连接来完成文件传输，一条连接专用于控制（端口号为21），另一条为数据连接（端口号为20）。 一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。 FTP服务器进程分为两部分： 主进程：负责接受客户的请求； 从属进程：负责处理请求，并按需可有多个从属进程。 主进程与从属进程的处理是并发式工作方式。,7.2 网络基本服务,主进程的工作步骤,打开熟知端口（端口号为21），使客户进程能够与服务器建立连接。 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

12、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 网络基本服务,两个连接,“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”。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

13、行。,7.2 网络基本服务,FTP 使用的两个 TCP 连接,控制进程,数据传送 进程,用户界面,控制进程,数据传送 进程,客户端,服务器端,因特网,控制连接,数据连接,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。,两个不同的端口号,7.2 网络基本服务,使用两个独立的连接的主要好处是 使协议更加简单和更容易实现。 在传输文件时

14、还可以利用控制连接（例如，客户发送请求终止传输）。 TCP依靠两个端点标识一个连接，因此主进程创建从属进程时，可以不使用临时端口。即服务器可以使用20、21端口建立多个控制连接和数据连接。,7.2 网络基本服务,7.2 网络基本服务,TFTP （Trivial File Transfer Protocol）是一个很小且易于实现的文件传送协议。 TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此 TFTP 需要有自己的差错改正措施。 TFTP 只支持文件传输而不支持交互。 TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。,4. 简单文件传送协议 TFTP,TFT

15、P 的主要特点,(1) 每次传送的数据 PDU 中有 512 字节的数据，但最后一次可不足 512 字节。 (2) 数据 PDU 也称为文件块(block)，每个块按序编号，从 1 开始。 (3) 支持 ASCII 码或二进制传送。 (4) 可对文件进行读或写。 (5) 使用很简单的首部。,7.2 网络基本服务,TFTP 的工作过程,在一开始工作时。TFTP 客户进程发送一个读请求 PDU 或写请求 PDU 给 TFTP 服务器进程，其熟知端口号码为 69。 TFTP 服务器进程要选择一个新的端口和 TFTP 客户进程进行通信。 若文件长度恰好为 512 字节的整数倍，则在文件传送完毕后，还必须在最后发送一个只含首部而无数据的数据 PDU。 若文件长度不是 512 字节的整数倍，则最后传送数据 PDU 的数据字段一定不满512字节，这正好可作为文件结束的标志。,7.2 网络基本服务,TFTP 的数据传送,TFTP 的工作很像停止等待协议 发送完一个文件块后就等待对方的确认，确认时应指明所确认的块编号。 发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据 PDU。 发送确认