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1、第六章 资源子网高层协议本章主要内容本章主要内容1.传输层传输层TCP/UDP协议协议2.域名系统域名系统DNS协议协议3.文件传输协议文件传输协议FTP4.远程终端协议远程终端协议TELNET5.电子邮件电子邮件SMTP协议协议6.万维网万维网HTTP协议协议7.动态主机地址配置协议动态主机地址配置协议DHCP6.1 传输层传输层TCP/UDPTCP/UDP协议协议vTCP/IP的传输层有两个不同的协议的传输层有两个不同的协议n用户数据报协议用户数据报协议UDP (User Datagram Protocol)、n传输控制协议传输控制协议TCP (Transmission Control P
2、rotocol)。TCP协议和UDP协议的端口号v进程通信的首要问题是解决进程标识方法，进程通信的首要问题是解决进程标识方法，TCP/IP协议族中用端口号来标识进程。协议族中用端口号来标识进程。TCP协议协议和和UDP协议端口号长度都是协议端口号长度都是16位，端口号的取值位，端口号的取值范围是范围是065535之间的整数。之间的整数。 v端口号分为端口号分为3类类:n熟知端口号值的范围是熟知端口号值的范围是01023，它被统一分配和注，它被统一分配和注册；册；n注册端口号值的范围是注册端口号值的范围是102449151，用户根据需要，用户根据需要可以在可以在IANA注册，以防止重复；注册，以
3、防止重复；n临时端口号值的范围是临时端口号值的范围是4915265535，它们之间可，它们之间可由任何进程来使用。由任何进程来使用。TCP协议和UDP协议的端口号vTCP协议规定：客户进程由本地主机上的协议规定：客户进程由本地主机上的TCP软软件随机选取临时端口。运行在远程计算机上的效件随机选取临时端口。运行在远程计算机上的效劳器必须使用熟知端口号，其值的范围是劳器必须使用熟知端口号，其值的范围是01023。vUDP协议端口号的分配方法与协议端口号的分配方法与TCP根本相同。根本相同。常用的熟知端口号 用户数据报协议(UDP)vUDP用户数据报只能提供不可靠的交付，但用户数据报只能提供不可靠的
4、交付，但UDP在某些方面有其特殊的优点，如：在某些方面有其特殊的优点，如：v1发送数据之前不需要建立连接，因而减少发送数据之前不需要建立连接，因而减少了开销和发送数据之前的时延。了开销和发送数据之前的时延。v2UDP没有拥塞控制，也不保证可靠交付，没有拥塞控制，也不保证可靠交付，因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表。接状态表。v3UDP用户数据报首部只有用户数据报首部只有8个字节，比个字节，比TCP的的20个字节的首部要短。个字节的首部要短。v4由于由于UDP没有拥塞控制，因此网络出现的没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速
5、率降低。拥塞不会使源主机的发送速率降低。UDP的格式 可靠的数据流传输协议(TCP) vTCP是是TCP/IP体系中面向连接的传输层协议，它体系中面向连接的传输层协议，它提供全双工的可靠交付的效劳。提供全双工的可靠交付的效劳。TCP报文段的首部 32bit源源 端端 口口目目 的的 端端 口口序序 号号确确 认认 号号1632数据偏移数据偏移保留保留窗口窗口校验和校验和紧急指针紧急指针选项（长度可变）选项（长度可变）填充填充URGACKPSHRSTSYNFINTCP首部首部TCP数据部分数据部分TCP首部20 字节的固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号
6、紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FIN32 位SYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充TCP 数据局部TCP 首部TCP 报文段IP 数据局部IP 首部发送在前TCP 报文段的首部格式 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充源端口和目的端口字段各占 2 字节。端口是运输层与应用层的效劳接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长
7、度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充序号字段占 4 字节。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号。序号字段的值那么指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充确认号字段占 4 字节，是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据
8、偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充数据偏移即首部长度占 4 位，它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。“数据偏移的单位是 32 位字以 4 字节为计算单位。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充保存字段占 6 位，保存为今后使用，但目前应置为 0。 TCP首部20字节固定首部目
9、 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充紧急 URG 当 URG 1 时，说明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据)。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充确认 ACK 只有当 ACK 1 时确认号字段才有效。当 ACK 0 时，确认号无效。 TCP首部
10、20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充推送 PSH (PuSH) 接收 TCP 收到 PSH = 1 的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充复位 RST (ReSeT) 当 RST 1 时，说明 TCP
11、连接中出现严重过失如由于主机崩溃或其他原因，必须释放连接，然后再重新建立运输连接。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充同步 SYN 同步 SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充终止 FIN (FINis) 用来释放
12、一个连接。FIN 1 说明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充窗口字段 占 2 字节，用来让对方设置发送窗口的依据，单位为字节。TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充检验和 占 2 字节。检验和字段检验的范围包括首
13、部和数据这两局部。在计算检验和时，要在 TCP 报文段的前面加上 12 字节的伪首部。TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充紧急指针字段 占 16 位，指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节紧急数据放在本报文段数据的最前面。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16 24 31填 充选项字
14、段 长度可变。TCP 最初只规定了一种选项，即最大报文段长度 MSS。MSS 告诉对方 TCP：“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是 MSS 个字节。 MSS (Maximum Segment Size)是 TCP 报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上 TCP 首部才等于整个的 TCP 报文段。其他选项v窗口扩大选项窗口扩大选项 占占 3 字节，其中有一个字节表示移字节，其中有一个字节表示移位值位值 S。新的窗口值等于。新的窗口值等于TCP 首部中的窗口位数增大首部中的窗口位数增大到到(16 + S)，相当于把窗口值向左移动，相当于把窗口值向左移动 S 位后获得实位后获得实际
15、的窗口大小。际的窗口大小。v时间戳选项时间戳选项占占10 字节，其中最主要的字段时间戳字节，其中最主要的字段时间戳值字段值字段4 字节和时间戳回送答复字段字节和时间戳回送答复字段4 字节。字节。v选择确认选项选择确认选项在后面的在后面的 5.6.3 节介绍。节介绍。 TCP首部20字节固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 长 度 可 变源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FINSYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充填充字段 这是为了使整个首部长度是 4 字节的整数倍。 TCP的数据编号与确认 vTCP协议是面向字节的。协议是面向字节的。TCP
16、将所要传送的整个报文将所要传送的整个报文(这这可能包括许多个报文段可能包括许多个报文段)看成是一个个字节组成的数据流，看成是一个个字节组成的数据流，并使每一个字节对应于一个序号。并使每一个字节对应于一个序号。vTCP确实认是对接收到的数据的最高序号确实认是对接收到的数据的最高序号(即收到的数据即收到的数据流中的最后一个序号流中的最后一个序号)表示确认。但接收端返回确实认序号表示确认。但接收端返回确实认序号是已收到的数据的最高序号加是已收到的数据的最高序号加1。也就是说，确认序号表。也就是说，确认序号表示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字节的序号。示接收端期望下次收到的数据中的第一个数据字
17、节的序号。 TCP发送报文段的示意图 TCP连接的建立与终止 v在连接建立过程中要解决以下三个问题：在连接建立过程中要解决以下三个问题：v1要使每一方能够确知对方的存在。要使每一方能够确知对方的存在。v2要允许双方协商一些参数要允许双方协商一些参数(如最大报文段长度，最大如最大报文段长度，最大窗口大小，效劳质量等窗口大小，效劳质量等)。v3能够传输实体资源能够传输实体资源(如缓存大小，连接表中的工程等如缓存大小，连接表中的工程等)进行分配。进行分配。vTCP连接建立连接建立vTCP的连接建立过程又称为的连接建立过程又称为TCP三次握手。首先发送方主三次握手。首先发送方主机向接收方主机发起一个建
18、立连接的同步机向接收方主机发起一个建立连接的同步SYN请求；请求；接收方主机在收到这个请求后向送方主机回复一个同步接收方主机在收到这个请求后向送方主机回复一个同步/确确认认SYN/ACK应答；发送方主机收到此包后再向接收应答；发送方主机收到此包后再向接收方主机发送一个确认方主机发送一个确认ACK，此时，此时TCP连接成功建立连接成功建立vTCP连接终止连接终止v发送方主机和目的主机建立发送方主机和目的主机建立TCP连接并完成数据传输后，连接并完成数据传输后，会发送一个将结束标记置会发送一个将结束标记置1的数据包，以关闭这个的数据包，以关闭这个TCP连连接，并同时释放该连接占用的缓冲区空间。接，
19、并同时释放该连接占用的缓冲区空间。TCP的流量控制与拥塞控制 v为了提高报文段的传输效率，为了提高报文段的传输效率，TCP采用大小可变采用大小可变的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字的滑动窗口进行流量控制。窗口大小的单位是字节。在节。在TCP报文段首部的窗口字段写入的数值就报文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的窗口数值是当前给对方设置的窗口数值 TCP的重传机制 v重传机制是重传机制是TCP中最重要和最复杂的问题之一。中最重要和最复杂的问题之一。TCP每发送一个报文段，就设置一次计时器。只每发送一个报文段，就设置一次计时器。只要计时器设置的重传时间已经到了但还没有收到要计时器
20、设置的重传时间已经到了但还没有收到确认，就要重传这一报文段。确认，就要重传这一报文段。TCP 的有限状态机vTCP 有限状态机的图中每一个方框都是有限状态机的图中每一个方框都是 TCP 可可能具有的状态。能具有的状态。v每个方框中的大写英文字符串是每个方框中的大写英文字符串是 TCP 标准所使用标准所使用的的 TCP 连接状态名。状态之间的箭头表示可能发连接状态名。状态之间的箭头表示可能发生的状态变迁。生的状态变迁。v箭头旁边的字，说明引起这种变迁的原因，或说箭头旁边的字，说明引起这种变迁的原因，或说明发生状态变迁后又出现什么动作。明发生状态变迁后又出现什么动作。v图中有三种不同的箭头。图中有
21、三种不同的箭头。v粗实线箭头表示对客户进程的正常变迁。粗实线箭头表示对客户进程的正常变迁。v粗虚线箭头表示对效劳器进程的正常变迁。粗虚线箭头表示对效劳器进程的正常变迁。v另一种细线箭头表示异常变迁。另一种细线箭头表示异常变迁。 TCP的有限状态机 CLOSEDESTABLISHEDLISTENCLOSE_WAITFIN_WAIT_1SYN_RCVDFIN_WAIT_2CLOSINGTIME_WAITSYN_SENTLAST_ACK主动翻开被动翻开被动关闭主动关闭起点被动翻开主动翻开 发送 SYN同时翻开收到 SYN，发送 SYN, ACK收到 ACK数据传送 阶段 关闭发送 FIN 关闭发送
22、FIN 关闭发送 FIN收到 RST 收到 SYN发送 SYN, ACK 关闭或超时收到 ACK 收到 SYN, ACK发送 ACK收到 ACK收到 ACK收到 FIN发送 ACK收到 FIN, ACK 发送 ACK收到 FIN发送 ACK同时关闭收到 FIN发送 ACK发送 SYN定时经过两倍报文段寿命后关闭TCP与UDP的选择一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的那么是可靠性要求低、传输经济的应用。TCP支持的应用协议主要有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的应用层协议主要有：NFS网络文件系统、SNMP简单网络管理协议、DNS主域名称系统、TFTP通用文件
23、传输协议等。 6.2 域名系统DNS v域名管理系统域名管理系统Domain Name System， DNS 的作用是：把域名转换成为网络可以识别的作用是：把域名转换成为网络可以识别的的IP地址。地址。 v许多应用层软件经常直接使用域名系统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，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。是间接而不是直接使用域名系统。 v因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，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并使用分布式的域名系统 DNS。v因特网采用了层次树状结构的命名方法
24、。因特网采用了层次树状结构的命名方法。v任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。的层次结构的名字，即域名。v域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开：域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开： . 三级域名三级域名 . 二级域名二级域名 . 顶级域名顶级域名v各标号分别代表不同级别的域名。各标号分别代表不同级别的域名。 v如域名的如域名的.CN是域名的第一层，是域名的第一层，.EDU是第二层，是第二层，.CRTVU是真是真正的域名，处在第三层正的域名，处在第三层 。域名结构国际互联网域名体系域名解析效
25、劳器 v名字到名字到 IP 地址的解析是由假设干个域名效劳器程地址的解析是由假设干个域名效劳器程序完成的。域名效劳器程序在专设的结点上运行，序完成的。域名效劳器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名效劳器。运行该程序的机器称为域名效劳器。v域名解析效劳器就是进行域名解析的效劳器域名解析效劳器就是进行域名解析的效劳器 域名解析过程v1客户机提出域名解析请求，并将该请求发送给本地客户机提出域名解析请求，并将该请求发送给本地的域名效劳器。的域名效劳器。v2当本地的域名效劳器收到请求后，就先查询本地的当本地的域名效劳器收到请求后，就先查询本地的缓存，如果有该纪录项，那么本地的域名效劳器就直接
26、把缓存，如果有该纪录项，那么本地的域名效劳器就直接把查询的结果返回。查询的结果返回。v3如果本地的缓存中没有该纪录，那么本地域名效劳如果本地的缓存中没有该纪录，那么本地域名效劳器就直接把请求发给根域名效劳器，然后根域名效劳器再器就直接把请求发给根域名效劳器，然后根域名效劳器再返回给本地域名效劳器一个所查询域返回给本地域名效劳器一个所查询域(根的子域根的子域)的主域名的主域名效劳器的地址。效劳器的地址。v4本地效劳器再向上一步返回的域名效劳器发送请求，本地效劳器再向上一步返回的域名效劳器发送请求，然后接受请求的效劳器查询自己的缓存，如果没有该纪录，然后接受请求的效劳器查询自己的缓存，如果没有该纪
27、录，那么返回相关的下级的域名效劳器的地址。那么返回相关的下级的域名效劳器的地址。v5重复第重复第4步步,直到找到正确的纪录。直到找到正确的纪录。v6本地域名效劳器把返回的结果保存到缓存，以备下本地域名效劳器把返回的结果保存到缓存，以备下一次使用，同时还将结果返回给客户机。一次使用，同时还将结果返回给客户机。 6.3 文件传输协议FTP v将文件从一个系统发送到另一个系统是网络功能的重要组将文件从一个系统发送到另一个系统是网络功能的重要组成局部。成局部。v传输文件的可能方法：传输文件的可能方法：v使用使用emailv使用使用HTTP协议协议v文件传输协议文件传输协议(File Transfer
28、Protocol，FTP )v简单文件传输协议简单文件传输协议( Trivial File Transfer Protocol，TFTP )vFTP 是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。vFTP 提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，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。并允许文件具有存取权限。vFTP 屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。中任意计算机之间传送文件。FTP根本原理 vFTP使用使用TCP传输而不是传输而不是UDP。
29、vFTP位于位于OSI和和TCP模型的应用层。模型的应用层。vFTP的目标：的目标：v1在主机之间共享计算机程序或数据；在主机之间共享计算机程序或数据；v2让本地主机间接地使用远程计算机；让本地主机间接地使用远程计算机；v3向用户屏蔽不同主机中各种文件存储系统的细向用户屏蔽不同主机中各种文件存储系统的细节；节；v4可靠、有效的传输数据。可靠、有效的传输数据。 FTP连接 v控制端口控制端口vFTP控制端口用于交换命令信息及对命令的响应控制端口用于交换命令信息及对命令的响应信息。信息。v数据端口数据端口v数据端口是数据端口是FTP数据文件发送到数据文件发送到FTP效劳器时使效劳器时使用的端口。用
30、的端口。FTP的主要特征 v1控制连接控制连接v控制连接是建立在用户协议解释器和效劳器解释器之间用控制连接是建立在用户协议解释器和效劳器解释器之间用于交换命令与应答的通信链路。于交换命令与应答的通信链路。v2数据连接数据连接v数据连接是传输数据的全双工连接。数据连接是传输数据的全双工连接。v3文件类型文件类型vASCII文件类型，为默认类型。文件类型，为默认类型。vEBCDIC文件类型，采用文件类型，采用EBCDICextended binary-coded decimal interchange code字符字符编码编码v图像文件类型也称为二进制文件类型，在此类型下传图像文件类型也称为二进制
31、文件类型，在此类型下传输的数据呈现为连续的二进制比特流。通常用于传输二进输的数据呈现为连续的二进制比特流。通常用于传输二进制文件。制文件。v本地类型，用在本地字节大小不是本地类型，用在本地字节大小不是8位的环境下。该方式位的环境下。该方式用于具有不同字节位数的主机间传输二进制文件，每字节用于具有不同字节位数的主机间传输二进制文件，每字节的位数由发送方指定。的位数由发送方指定。FTP的优缺点vFTP的优点的优点v高效的传输数据高效的传输数据v允许远程访问文件允许远程访问文件vFTP的缺点的缺点v1FTP用户密码和文件内容都使用明文传输，用户密码和文件内容都使用明文传输，可能产生平安性问题；可能产
32、生平安性问题；v2由于需要开放一个随机端口来建立连接，当由于需要开放一个随机端口来建立连接，当防火墙存在时，客户端很难过滤处于主动模式下防火墙存在时，客户端很难过滤处于主动模式下的的FTP数据流。数据流。v3效劳器可能会被告知连接一个用户计算机的效劳器可能会被告知连接一个用户计算机的保存端口。保存端口。简单文件传输协议TFTPvTCP/IP协议族中还有一个简单文件传送协议协议族中还有一个简单文件传送协议TFTP (Trivial File Transfer Protocol)，它是一个很小且易于实现的文件传送协议。它是一个很小且易于实现的文件传送协议。vTFTP的用途的用途 v1利用利用TFT
33、P为打印机、集线器和路由器下为打印机、集线器和路由器下载初始化代码；载初始化代码；v2路由器的信息设置；路由器的信息设置；v3引导协议引导协议BOOTP主机的信息设置。主机的信息设置。 TFTP的主要特点v1每次传送的数据每次传送的数据PDU中有中有512字节的数据，字节的数据，但最后一次可缺乏但最后一次可缺乏512字节；字节；v2数据数据PDU也称为文件块也称为文件块(block)，每个块按，每个块按序编号，从序编号，从1开始；开始；v3支持支持ASCII码或二进制传送；码或二进制传送；v4可对文件进行读或写；可对文件进行读或写；v5使用很简单的首部。使用很简单的首部。TFTP与FTP的比较
34、 vTFTP协议的优势：协议的优势：nTFTP能够用于那些由能够用于那些由UDP而无而无TCP的环境；的环境；nTFTP代码所占的内存要比代码所占的内存要比FTP小；小；nTFTP适用于只读存储器，仅用于无盘系统进行系统引适用于只读存储器，仅用于无盘系统进行系统引导。导。vTFTP协议与协议与FTP协议的相同点：协议的相同点：nTFTP协议的作用和我们经常使用的协议的作用和我们经常使用的FTP大致相同，都大致相同，都是用于文件传输，可以实现网络中两台计算机之间的文是用于文件传输，可以实现网络中两台计算机之间的文件上传与下载。可以将件上传与下载。可以将TFTP协议看作是协议看作是FTP协议的简协
35、议的简化版本。化版本。TFTP与FTP的比较vTFTP协议与协议与FTP协议的不同点：协议的不同点：vTFTP协议不需要验证客户端的权限，协议不需要验证客户端的权限，FTP协议协议需要进行客户端验证；需要进行客户端验证；vTFTP协议一般多用于局域网以及远程协议一般多用于局域网以及远程UNIX计算计算机中，而常见的机中，而常见的FTP协议那么多用于互联网中；协议那么多用于互联网中；vFTP客户与效劳器间的通信使用客户与效劳器间的通信使用TCP，而，而TFTP协议与效劳器间的通信使用的是协议与效劳器间的通信使用的是UDP；vTFTP协议只支持文本传输，也就是说，协议只支持文本传输，也就是说，TF
36、TP协协议不支持交互，而且没有一个庞大的命令集。议不支持交互，而且没有一个庞大的命令集。TFTP协议不允许用户列出目录内容或者与效劳器协议不允许用户列出目录内容或者与效劳器协商来决定哪些是可以得到的文件。协商来决定哪些是可以得到的文件。 6.4 远程终端协议TELNET vTELNET 是一个简单的远程终端协议，也是因特是一个简单的远程终端协议，也是因特网的正式标准。网的正式标准。v用户用用户用 TELNET 就可在其所在地通过就可在其所在地通过 TCP 连接连接注册即登录到远地的另一个主机上使用主注册即登录到远地的另一个主机上使用主机名或机名或 IP 地址。地址。vTELNET 能将用户的击
37、键传到远地主机，同时也能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过能将远地主机的输出通过 TCP 连接返回到用户屏连接返回到用户屏幕。这种效劳是透明的，因为用户感觉到好似键幕。这种效劳是透明的，因为用户感觉到好似键盘和显示器是直接连在远地主机上。盘和显示器是直接连在远地主机上。远程登录 v登录登录v用户在使用某一系统之前要输入标识和口令，这用户在使用某一系统之前要输入标识和口令，这个过程被称为个过程被称为“登录。登录。 v远程登录远程登录v用户使用用户使用Telnet命令，使自己的计算机暂时成为命令，使自己的计算机暂时成为远程主机的一个仿真终端的过程。仿真终端等效远程主机的一个仿真
38、终端的过程。仿真终端等效于一个非智能的机器，它只负责把用户输入的每于一个非智能的机器，它只负责把用户输入的每个字符传递给主机，再将主机输出的每个信息回个字符传递给主机，再将主机输出的每个信息回显在屏幕上。显在屏幕上。Telnet协议vTelnet协议是协议是TCP/IP协议族中的一员，是协议族中的一员，是Internet远程登陆效劳的标准协议。远程登陆效劳的标准协议。vTelnet协议提供了三种根本效劳：协议提供了三种根本效劳： v1Telnet定义一个网络虚拟终端为远的系统提定义一个网络虚拟终端为远的系统提供一个标准接口。客户机程序不必详细了解远程供一个标准接口。客户机程序不必详细了解远程系
39、统，他们只需构造使用标准接口的程序；系统，他们只需构造使用标准接口的程序； v2Telnet包括一个允许客户机和效劳器协商选包括一个允许客户机和效劳器协商选项的机制，而且它还提供一组标准选项；项的机制，而且它还提供一组标准选项； v3Telnet对称处理连接的两端，即对称处理连接的两端，即Telnet不不强迫客户机从键盘输入，也不强迫客户机在屏幕强迫客户机从键盘输入，也不强迫客户机在屏幕上显示输出。上显示输出。Telnet的用途v远程登录的根本目的是使本地用户访问远程资源。远程登录的根本目的是使本地用户访问远程资源。主要用途表现在：主要用途表现在：v1远程登录缩短了空间距离远程登录缩短了空间距
40、离v2远程登录计算机具有广泛的兼容性远程登录计算机具有广泛的兼容性v3通过通过Telnet访问其他因特网效劳。利用访问其他因特网效劳。利用Telnet程序可以访问远程计算机上的电子邮件、程序可以访问远程计算机上的电子邮件、文件传输、电子公告牌、信息检索等各种效劳。文件传输、电子公告牌、信息检索等各种效劳。 6.5 电子邮件 v电子邮件电子邮件(e-mail)是因特网上使用得最多是因特网上使用得最多的和最受用户欢送的一种应用。的和最受用户欢送的一种应用。v电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件效电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件效劳器，并放在其中的收件人邮箱中，收件人劳器，并放在其中的收件人邮箱
41、中，收件人可随时上网到自己使用的邮件效劳器进行读可随时上网到自己使用的邮件效劳器进行读取。取。v电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。速和费用低廉的优点。v现在电子邮件不仅可传送文字信息，而且还现在电子邮件不仅可传送文字信息，而且还可附上声音和图像。可附上声音和图像。电子邮件的最主要的组成构件 发送方邮件缓存 接收端邮件效劳器用户代理SMTPSMTPPOP3 发送端邮件效劳器用户代理用户邮箱接收方(发送邮件)发送邮件(读取邮件)因特网SMTPPOP3发送邮件发送邮件 SMTP读取邮件TCP连接TCP连接发送方邮件效劳器SMTP客户POP
42、3客户发件人用户代理接收方邮件效劳器SMTP效劳器POP3效劳器SMTP效劳器SMTP客户收件人用户代理TCP 连接电子邮件地址v电子邮件地址由两局部组成，格式为：电子邮件地址由两局部组成，格式为： v1oginnamefull host name .domain name v即：登录名即：登录名主机名主机名.域名域名 v中间用中间用个表示个表示“在在(at)的符号的符号“分开，符分开，符号的左边是对方的登录名，右边是完整的主机名，号的左边是对方的登录名，右边是完整的主机名，它由主机名与域名组成。它由主机名与域名组成。v如、如、电子邮件的一些标准v发送邮件的协议：发送邮件的协议：SMTPv读取
43、邮件的协议：读取邮件的协议：POP3 和和 IMAPvMIME 在其邮件首部中说明了邮件的数据类型在其邮件首部中说明了邮件的数据类型(如如文本、声音、图像、视像等文本、声音、图像、视像等)，使用，使用 MIME 可在可在邮件中同时传送多种类型的数据。邮件中同时传送多种类型的数据。 简单邮件传输协议SMTP v简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTP的目标是可靠高效地传送邮的目标是可靠高效地传送邮件，它独立于传送子系统而且仅要求一条可以保证传送数件，它独立于传送子系统而且仅要求一条可以保证传送数据单元顺序的通道据单元顺序的通道 vSMTP 所规定的就是在两个相互通信的所规定的就是在两个相互通信的
44、 SMTP 进程之间进程之间应如何交换信息。应如何交换信息。v由于由于 SMTP 使用客户效劳器方式，因此负责发送邮件的使用客户效劳器方式，因此负责发送邮件的 SMTP 进程就是进程就是 SMTP 客户，而负责接收邮件的客户，而负责接收邮件的 SMTP 进程就是进程就是 SMTP 效劳器。效劳器。vSMTP 规定了规定了 14 条命令和条命令和 21 种应答信息。每条命令用种应答信息。每条命令用 4 个字母组成，而每一种应答信息一般只有一行信息，由个字母组成，而每一种应答信息一般只有一行信息，由一个一个 3 位数字的代码开始，后面附上也可不附上很简位数字的代码开始，后面附上也可不附上很简单的文
45、字说明。单的文字说明。SMTP模型 v针对用户的邮件请求，发送针对用户的邮件请求，发送SMTP建立与接收建立与接收SMTP之间建立一个双向传送通道。接收之间建立一个双向传送通道。接收SMTP可以是最终接收者也可以是中间传送者。可以是最终接收者也可以是中间传送者。SMTP命令由发送命令由发送SMTP发出，由接收发出，由接收SMTP接收，而接收，而应答那么反方面传送。应答那么反方面传送。 用户用户文件系文件系统统发送发送SMTPSMTP接收接收SMTPSMTP文件系文件系统统SMTSMT协议协议SMTP的使用 vSMTP通信过程中有连接建立、邮件传送、连接释放通信过程中有连接建立、邮件传送、连接释
46、放3个个阶段。阶段。v1连接建立连接建立vSMTP连接是在发送主机的连接是在发送主机的SMTP客户和接受主机的客户和接受主机的SMTP效劳器之间建立的。效劳器之间建立的。SMTP客户每隔一段时间对邮客户每隔一段时间对邮件缓存扫描一次。如发现有邮件，就使用件缓存扫描一次。如发现有邮件，就使用SMTP的端口号的端口号25与目的主机的与目的主机的SMTP效劳器建立效劳器建立TCP连接。连接。v2邮件传送邮件传送vSMTP客户效劳器获得接收效劳器的肯定回复后，用客户效劳器获得接收效劳器的肯定回复后，用MAIL命令进行邮件传送。命令进行邮件传送。MAIL命令后面有发件人的地命令后面有发件人的地址。址。
47、v3连接释放连接释放vSMTP客户发送客户发送QUIT命令，表示客户邮件发送完毕。命令，表示客户邮件发送完毕。SMTP效劳器返回的信息是效劳器返回的信息是“250请求邮递已完成。请求邮递已完成。 SMTP客户再发出释放客户再发出释放TCP连接的命令，待连接的命令，待SMTP效劳器效劳器应答后，全部过程结束，释放应答后，全部过程结束，释放SMTP连接。连接。 电子邮件的接收协议POP3 v邮局协议邮局协议POPpost office protocol是一个非常简是一个非常简单、但功能也有限的邮件读取协议。邮局协议版本单、但功能也有限的邮件读取协议。邮局协议版本3即即POP3已成为因特网邮件接收标
48、准协议。已成为因特网邮件接收标准协议。vPOP3使用客户使用客户/效劳器的工作方式。接收邮件的客户端必效劳器的工作方式。接收邮件的客户端必须运行须运行POP客户程序，而在客户程序，而在ISP的邮件效劳器中那么运行的邮件效劳器中那么运行POP效劳器程序。效劳器程序。vPOP3有两种工作模式：有两种工作模式：v删除模式。删除模式表示一旦邮件交付给客户端，删除模式。删除模式表示一旦邮件交付给客户端，POP3效劳器就不再保存这些邮件。效劳器就不再保存这些邮件。v保持模式。收件人读取邮件后，仍保存在保持模式。收件人读取邮件后，仍保存在POP效劳器上。效劳器上。接收到邮件并中断与接收到邮件并中断与POP效
49、劳器的连接后，可以在客户端效劳器的连接后，可以在客户端处理接收到的邮件。处理接收到的邮件。因特网报文访问协议IMAPvIMAP 也是按客户效劳器方式工作，现在较新的也是按客户效劳器方式工作，现在较新的是版本是版本 4，即，即 IMAP4。v用户在自己的用户在自己的 PC 机上就可以操纵机上就可以操纵 ISP 的邮件效的邮件效劳器的邮箱，就像在本地操纵一样。劳器的邮箱，就像在本地操纵一样。v因此因此 IMAP 是一个联机协议。当用户是一个联机协议。当用户 PC 机上的机上的 IMAP 客户程序翻开客户程序翻开 IMAP 效劳器的邮箱时，用效劳器的邮箱时，用户就可看到邮件的首部。假设用户需要翻开某
50、个户就可看到邮件的首部。假设用户需要翻开某个邮件，那么该邮件才传到用户的计算机上。邮件，那么该邮件才传到用户的计算机上。 IMAP 的特点vIMAP最大的好处就是用户可以在不同的地方使用最大的好处就是用户可以在不同的地方使用不同的计算机随时上网阅读和处理自己的邮件。不同的计算机随时上网阅读和处理自己的邮件。vIMAP 还允许收件人只读取邮件中的某一个局部。还允许收件人只读取邮件中的某一个局部。例如，收到了一个带有视像附件此文件可能很例如，收到了一个带有视像附件此文件可能很大的邮件。为了节省时间，可以先下载邮件的大的邮件。为了节省时间，可以先下载邮件的正文局部，待以后有时间再读取或下载这个很长正
51、文局部，待以后有时间再读取或下载这个很长的附件。的附件。vIMAP 的缺点是如果用户没有将邮件复制到自己的缺点是如果用户没有将邮件复制到自己的的 PC 机上，那么邮件一直是存放在机上，那么邮件一直是存放在 IMAP 效劳效劳器上。因此用户需要经常与器上。因此用户需要经常与 IMAP 效劳器建立连效劳器建立连接。接。 6.6 超文本传输协议HTTPv超文本传输协议超文本传输协议 (HypertextTransferProtocol， HTTP)是用于从是用于从WWW效劳器传输效劳器传输超文本到本地浏览器的传送协议。超文本到本地浏览器的传送协议。vHTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由是一个
52、属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。息系统。 HTTP协议的主要特点v(1) 支持客户支持客户/效劳器模式。效劳器模式。v(2) 简单快速：客户向效劳器请求效劳时，只需传简单快速：客户向效劳器请求效劳时，只需传送请求方法和路径。送请求方法和路径。 v(3) 灵活：灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象允许传输任意类型的数据对象v(4) 无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。效劳器处理完客户的请求，并收到客一个请求。效劳器处理完客户的请求，并收到客户的应答后
53、，即断开连接。采用这种方式可以节户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。省传输时间。v(5) 无状态：无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。指协议对于事务处理没有记忆能力。HTTP的报文结构 vHTTP 有两类报文：有两类报文：v请求报文请求报文从客户向效劳器发送请求报文。从客户向效劳器发送请求报文。v响应报文响应报文从效劳器到客户的答复。从效劳器到客户的答复。v由于由于 HTTP 是面向正文的是面向正文的(text-oriented)，因，因此在报文中的每一个字段都是一些此在报文中的每一个字段都是一些 ASCII 码
54、串，码串，因而每个字段的长度都是不确定的。因而每个字段的长度都是不确定的。HTTP 的报文结构请求报文 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:实体主体通常不用请求行空格回车换行:CRLFCRLFCRLFCRLF报文由三个局部组成，即开始行、首部行和实体主体。在请求报文中，开始行就是请求行。开始行HTTP 的报文结构请求报文 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:实体主体通常不用请求行空格回车换行:CRLFCRLFCRLFCRLF“方法是面向对象技术中使用的专门名词。所谓“方法就是对所请求的对象进行的操作，因此这些方法实际上也就是一些命令。因此，请求报文的类型是由它所
55、采用的方法决定的。 HTTP 请求报文的一些方法 方法操作方法操作 意义意义OPTION 请求一些选项的信息请求一些选项的信息GET 请求读取由请求读取由 URL所标志的信息所标志的信息HEAD 请求读取由请求读取由 URL所标志的信息的首部所标志的信息的首部POST 给效劳器添加信息例如，注释给效劳器添加信息例如，注释PUT 在指明的在指明的 URL下存储一个文档下存储一个文档DELETE 删除指明的删除指明的 URL所标志的资源所标志的资源TRACE 用来进行环回测试的请求报文用来进行环回测试的请求报文CONNECT 用于代理效劳器用于代理效劳器HTTP 的报文结构请求报文 方 法URL版
56、 本首部字段名首部行:值首部字段名值:实体主体通常不用请求行空格回车换行:CRLFCRLFCRLFCRLF“URL是所请求的资源的 URL。HTTP 的报文结构请求报文 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:实体主体通常不用请求行空格回车换行:CRLFCRLFCRLFCRLF“版本是 HTTP 的版本。HTTP 的报文结构响应报文 版 本状态码短 语首部字段名首部行:值首部字段名值:实体主体有些响应报文不用状态行空格回车换行:CRLFCRLFCRLFCRLF响应报文的开始行是状态行。状态行包括三项内容，即 HTTP 的版本，状态码，以及解释状态码的简单短语。 开始行HTTP工作流
57、程v一个客户机与效劳器建立连接后，发送一个请求一个客户机与效劳器建立连接后，发送一个请求给效劳器，请求方式的格式为：统一资源标识符给效劳器，请求方式的格式为：统一资源标识符(URL)、协议版本号，后边是、协议版本号，后边是MIME信息包括请信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。求修饰符、客户机信息和可能的内容。v效劳器接到请求后，给予相应的响应信息，其格效劳器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是成功或错误的代码，后边是MIME信息包括效劳信息包括效劳器信息、实体信息和可能的内容器信
58、息、实体信息和可能的内容 6.7 动态主机地址配置协议DHCP v动态主机配置协议动态主机配置协议DynamicHostConfigurationProtocol DHCP，它的前身是，它的前身是BOOTP，它工作在，它工作在OSI的应用层，是一的应用层，是一种帮助计算机从指定的种帮助计算机从指定的DHCP效劳器获取它们的配置信息效劳器获取它们的配置信息的自举协议。的自举协议。vDHCP使用客户端使用客户端/效劳器模式，请求配置信息的计算机效劳器模式，请求配置信息的计算机叫做叫做DHCP客户端，而提供信息的叫做客户端，而提供信息的叫做DHCP的效劳器。的效劳器。DHCP为客户端分配地址的方法有
59、三种：手工配置、自动为客户端分配地址的方法有三种：手工配置、自动配置、动态配置。配置、动态配置。vDHCP最重要的功能就是动态分配。除了最重要的功能就是动态分配。除了IP地址，地址，DHCP分组还为客户端提供其他的配置信息，比方子网掩码。这分组还为客户端提供其他的配置信息，比方子网掩码。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。DHCP工作原理 v1发现阶段：即发现阶段：即DHCP客户机寻找客户机寻找DHCP效劳效劳器的阶段。器的阶段。v2提供阶段：即提供阶段：即DHCP效劳器提供效劳器提供IP地址的阶地址的阶段。段。v3选择阶段：即选择阶段：即
60、DHCP客户机选择某台客户机选择某台DHCP效劳器提供的效劳器提供的IP地址的阶段。地址的阶段。v4确认阶段：即确认阶段：即DHCP效劳器确认所提供的效劳器确认所提供的IP地址的阶段。地址的阶段。v5重新登录：再次登录时，是用老的重新登录：再次登录时，是用老的IP还是申还是申请新的请新的IP？v6更新租约：更新租约：IP租期到时的处理方法。租期到时的处理方法。本讲小结传输层传输层TCP/UDP协议协议域名系统域名系统DNS协议协议文件传输协议文件传输协议FTP远程终端协议远程终端协议TELNET电子邮件电子邮件SMTP协议协议万维网万维网HTTP协议协议动态主机地址配置协议动态主机地址配置协议DHCP
