計算機網絡（第 6 版）課件：第6章 應用層

1、計算機網絡（第 6 版）第 6 章 應用層第 6 章 應用層6.1 域名系統(tǒng) DNS 6.1.1 域名系統(tǒng)概述 6.1.2 因特網的域名結構 6.1.3 域名服務器6.2 文件傳送協(xié)議 6.2.1 FTP 概述 6.2.2 FTP 的基本工作原理 6.2.3 簡單文件傳送協(xié)議 TFTP 第 6 章 應用層（續(xù)）6.3 遠程終端協(xié)議 TELNET 6.4 萬維網 WWW 6.4.1 概述 6.4.2 統(tǒng)一資源定位符 URL 6.4.3 超文本傳送協(xié)議 HTTP 6.4.4 萬維網的文檔 6.4.5 萬維網的信息檢索系統(tǒng) 6,4.6 博客、微博和輕博第 6 章 應用層（續(xù)） 6.5 電子郵件6.5

2、.1 電子郵件概述6.5.2 簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP6.5.3 電子郵件的信息格式6.5.4 郵件讀取協(xié)議 POP3 和 IMAP6.5.5 基于萬維網的電子郵件 6.5.6 通用因特網郵件擴充 MIME第 6 章 應用層（續(xù)）6.6 動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP 6.7 簡單網絡管理協(xié)議 SNMP6.7.1 網絡管理的基本概念6.7.2 管理信息結構 SMI 6.7.3 管理信息庫 MIB 6.7.4 SNMP 的協(xié)議數(shù)據單元和報文6.8 應用進程跨越網絡的通信6.8.1 系統(tǒng)調用和應用編程接口6.8.2 幾種常用的系統(tǒng)調用應用層協(xié)議的特點 n每個應用層協(xié)議都是為了解決某一類應用問題，而問

3、題的解決又往往是通過位于不同主機中的多個應用進程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。應用層的具體內容就是規(guī)定應用進程在通信時所遵循的協(xié)議。n應用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務器方式。客戶(client)和服務器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶服務器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系?？蛻羰欠照埱蠓?，服務器是服務提供方。 6.1 域名系統(tǒng) DNS6.1.1 域名系統(tǒng)概述n許多應用層軟件經常直接使用域名系統(tǒng) DNS (Domain Name System)，但計算機的用戶只是間接而不是直接使用域名系統(tǒng)。 n因特網采用層次結構的命名樹作為主機的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng) DN

4、S。n名字到 IP 地址的解析是由若干個域名服務器程序完成的。域名服務器程序在專設的結點上運行，運行該程序的機器稱為域名服務器。 6.1.2 因特網的域名結構n因特網采用了層次樹狀結構的命名方法。n任何一個連接在因特網上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結構的名字，即域名。n域名的結構由標號序列組成，各標號之間用點隔開： . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名n各標號分別代表不同級別的域名。 域名只是個邏輯概念n域名只是個邏輯概念，并不代表計算機所在的物理地點。n變長的域名和使用有助記憶的字符串，是為了便于人來使用。而 IP 地址是定長的 32 位二進制數(shù)字則非常便于機器進行處理。n域名中的

5、“點”和點分十進制 IP 地址中的“點”并無一一對應的關系。點分十進制 IP 地址中一定是包含三個“點”，但每一個域名中“點”的數(shù)目則不一定正好是三個。 頂級域名 TLD (Top Level Domain)(1) 國家頂級域名 nTLD：如: .cn 表示中國，.us 表示美國，.uk 表示英國，等等。(2) 通用頂級域名 gTLD：最早的頂級域名是： .com （公司和企業(yè)） .net （網絡服務機構） .org （非贏利性組織） .edu （美國專用的教育機構（） .gov （美國專用的政府部門） .mil （美國專用的軍事部門） .int （國際組織）頂級域名 TLD （續(xù)）(3) 基

6、礎結構域名(infrastructure domain)：這種頂級域名只有一個，即 arpa，用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。 新增加了下列的通用頂級域名 （航空運輸企業(yè)） （公司和企業(yè)）n.cat （加泰隆人的語言和文化團體） （合作團體） （各種情況） （人力資源管理者）n.mobi （移動產品與服務的用戶和提供者） （博物館） （個人） （有證書的專業(yè)人員） （旅游業(yè)） 因特網的域名空間 根四級域名mailwwwbjeducomcctvibmhp二級域名pkutsing

7、hua三級域名mailwwwcomnetorgedugovaerocnuk頂級域名6.1.3 域名服務器 n一個服務器所負責管轄的（或有權限的）范圍叫做區(qū)(zone)。n各單位根據具體情況來劃分自己管轄范圍的區(qū)。但在一個區(qū)中的所有節(jié)點必須是能夠連通的。n每一個區(qū)設置相應的權限域名服務器，用來保存該區(qū)中的所有主機的域名到IP地址的映射。nDNS 服務器的管轄范圍不是以“域”為單位，而是以“區(qū)”為單位。 區(qū)的不同劃分方法舉例 域 區(qū)abcxuvwty(a) 區(qū) = 域(b) 區(qū) 域域 區(qū)區(qū)abcxuvwtycomeduorg根comeduorg根樹狀結構的 DNS 域名服務器 根域名服務器org

8、域名服務器com 域名服務器edu 域名服務器域名服務器abc 公司有兩個權限域名服務器權限域名服務器根域名服務器頂級域名服務器域名服務器域名服務器有以下四種類型 n根域名服務器 n頂級域名服務器 n權限域名服務器 n本地域名服務器 根域名服務器 最高層次的域名服務器n根域名服務器是最重要的域名服務器。所有的根域名服務器都知道所有的頂級域名服務器的域名和 IP 地址。n不管是哪一個本地域名服務器，若要對因特網上任何一個域名進行解析，只要自己無法解析，就首先求助于根域名服務器。n在因特網上共有13 個不同 IP 地址的根域名服務器，它們的名字是用一個英文字母命名，從a 一直到 m（前13 個字母

9、）。根域名服務器共有 13 套裝置（不是 13 個機器）n這些根域名服務器相應的域名分別是 n到 2006 年底全世界已經安裝了一百多個根域名服務器機器，分布在世界各地。n這樣做的目的是為了方便用戶，使世界上大部分 DNS 域名服務器都能就近找到一個根域名服務器。 舉例：根域名服務器 f 的地點分布圖（2012年5月） 根域名服務器并不直接把域名直接轉換成 IP 地址。 在使用迭代查詢時，根域名服務器把下一步應當找 的頂級域名服務器的 IP 地址告訴本地域名服務器。根域名服務器 f 共有 49 個機器頂級域名服務器（即 TLD 服務器） n這些域名服務器負責管理在該頂級域名服務器注冊的所有二級

10、域名。n當收到 DNS 查詢請求時，就給出相應的回答（可能是最后的結果，也可能是下一步應當找的域名服務器的 IP 地址）。 權限域名服務器 n這就是前面已經講過的負責一個區(qū)的域名服務器。n當一個權限域名服務器還不能給出最后的查詢回答時，就會告訴發(fā)出查詢請求的 DNS 客戶，下一步應當找哪一個權限域名服務器。 本地域名服務器 n本地域名服務器對域名系統(tǒng)非常重要。n當一個主機發(fā)出 DNS 查詢請求時，這個查詢請求報文就發(fā)送給本地域名服務器。n每一個因特網服務提供者 ISP，或一個大學，甚至一個大學里的系，都可以擁有一個本地域名服務器，n這種域名服務器有時也稱為默認域名服務器。 提高域名服務器的可靠

11、性nDNS 域名服務器都把數(shù)據復制到幾個域名服務器來保存，其中的一個是主域名服務器，其他的是輔助域名服務器。n當主域名服務器出故障時，輔助域名服務器可以保證 DNS 的查詢工作不會中斷。n主域名服務器定期把數(shù)據復制到輔助域名服務器中，而更改數(shù)據只能在主域名服務器中進行。這樣就保證了數(shù)據的一致性。 域名的解析過程 n主機向本地域名服務器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機所詢問的本地域名服務器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報文。n本地域名服務器向根域名服務器的查詢通常是采用迭代查詢。當根域名服務器收到本地域名服務器的

12、迭代查詢請求報文時，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務器：“你下一步應當向哪一個域名服務器進行查詢”。然后讓本地域名服務器進行后續(xù)的查詢。本地域名服務器采用迭代查詢 頂級域名服務器權限域名服務本地域名服務器根域名服務器迭代查詢 的 IP 地址 遞歸查詢需要查找 的 IP 地址本地域名服務器采用遞歸查詢（比較少用） 頂級域名服務器權限域名服務本地域名服務器 根域名服務器遞歸查詢遞歸查詢 的 IP 地址 需要查找 的 IP 地址名字的高速緩存 n每個域名服務器都維護一個高速緩存，存放最近用過的名字以及從何處獲得名字映射信息的記錄。n可大大減輕根域名服務器的負荷，使因特網上的 DN

13、S 查詢請求和回答報文的數(shù)量大為減少。 n為保持高速緩存中的內容正確，域名服務器應為每項內容設置計時器，并處理超過合理時間的項（例如，每個項目只存放兩天）。n當權限域名服務器回答一個查詢請求時，在響應中都指明綁定有效存在的時間值。增加此時間值可減少網絡開銷，而減少此時間值可提高域名轉換的準確性。 6.2 文件傳送協(xié)議 6.2.1 FTP概述n文件傳送協(xié)議 FTP (File Transfer Protocol) 是因特網上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。nFTP 提供交互式的訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，并允許文件具有存取權限。nFTP 屏蔽了各計算機系統(tǒng)的細節(jié)，因而適合于在異構網絡中任意計

14、算機之間傳送文件。nRFC 959 很早就成為了因特網的正式標準。 文件傳送并非很簡單的問題n網絡環(huán)境中的一項基本應用就是將文件從一臺計算機中復制到另一臺可能相距很遠的計算機中。n初看起來，在兩個主機之間傳送文件是很簡單的事情。n其實這往往非常困難。原因是眾多的計算機廠商研制出的文件系統(tǒng)多達數(shù)百種，且差別很大。 6.2.2 FTP 的基本工作原理 網絡環(huán)境下復制文件的復雜性：(1) 計算機存儲數(shù)據的格式不同。(2) 文件的目錄結構和文件命名的規(guī)定不同。(3) 對于相同的文件存取功能，操作系統(tǒng)使用的命令不同。(4) 訪問控制方法不同。 FTP 特點n文件傳送協(xié)議 FTP 只提供文件傳送的一些基本

15、的服務，它使用 TCP 可靠的運輸服務。nFTP 的主要功能是減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性。nFTP 使用客戶服務器方式。一個 FTP 服務器進程可同時為多個客戶進程提供服務。FTP 的服務器進程由兩大部分組成：一個主進程，負責接受新的請求；另外有若干個從屬進程，負責處理單個請求。主進程的工作步驟如下n打開熟知端口（端口號為 21），使客戶進程能夠連接上。n等待客戶進程發(fā)出連接請求。n啟動從屬進程來處理客戶進程發(fā)來的請求。從屬進程對客戶進程的請求處理完畢后即終止，但從屬進程在運行期間根據需要還可能創(chuàng)建其他一些子進程。n回到等待狀態(tài)，繼續(xù)接受其他客戶進程發(fā)來的請求。主進程與從屬進

16、程的處理是并發(fā)地進行。 兩個連接n控制連接在整個會話期間一直保持打開，F(xiàn)TP 客戶發(fā)出的傳送請求通過控制連接發(fā)送給服務器端的控制進程，但控制連接不用來傳送文件。n實際用于傳輸文件的是“數(shù)據連接”。服務器端的控制進程在接收到 FTP 客戶發(fā)送來的文件傳輸請求后就創(chuàng)建“數(shù)據傳送進程”和“數(shù)據連接”，用來連接客戶端和服務器端的數(shù)據傳送進程。n數(shù)據傳送進程實際完成文件的傳送，在傳送完畢后關閉“數(shù)據傳送連接”并結束運行。 FTP 使用的兩個 TCP 連接 控制進程FTP 客戶端FTP 服務器端因特網TCP 控制連接TCP 數(shù)據連接用戶界面控制進程數(shù)據傳送進程數(shù)據傳送進程n 當客戶進程向服務器進程發(fā)出建立

17、連接請求時，要尋找連接服務器進程的熟知端口(21)，同時還要告訴服務器進程自己的另一個端口號碼，用于建立數(shù)據傳送連接。n接著，服務器進程用自己傳送數(shù)據的熟知端口(20)與客戶進程所提供的端口號碼建立數(shù)據傳送連接。n由于 FTP 使用了兩個不同的端口號，所以數(shù)據連接與控制連接不會發(fā)生混亂。 兩個不同的端口號 n使協(xié)議更加簡單和更容易實現(xiàn)。n在傳輸文件時還可以利用控制連接（例如，客戶發(fā)送請求終止傳輸）。 使用兩個不同端口號的好處 NFS 采用另一種思路nNFS 允許應用進程打開一個遠地文件，并能在該文件的某一個特定的位置上開始讀寫數(shù)據。nNFS 可使用戶只復制一個大文件中的一個很小的片段，而不需要

18、復制整個大文件。n對于上述例子，計算機 A 的 NFS 客戶軟件，把要添加的數(shù)據和在文件后面寫數(shù)據的請求一起發(fā)送到遠地的計算機 B 的 NFS 服務器。NFS 服務器更新文件后返回應答信息。n在網絡上傳送的只是少量的修改數(shù)據。 6.2.3 簡單文件傳送協(xié)議 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) nTFTP 是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。nTFTP 使用客戶服務器方式和使用 UDP 數(shù)據報，因此 TFTP 需要有自己的差錯改正措施。nTFTP 只支持文件傳輸而不支持交互。nTFTP 沒有一個龐大的命令集，沒有列目錄的功能，也不能對用戶進行身份鑒別。 TF

19、TP 的主要特點是 (1) 每次傳送的數(shù)據 PDU 中有 512 字節(jié)的數(shù)據，但最后一次可不足 512 字節(jié)。 (2) 數(shù)據 PDU 也稱為文件塊(block)，每個塊按序編號，從 1 開始。 (3) 支持 ASCII 碼或二進制傳送。 (4) 可對文件進行讀或寫。 (5) 使用很簡單的首部。 TFTP 的工作很像停止等待協(xié)議n發(fā)送完一個文件塊后就等待對方的確認，確認時應指明所確認的塊編號。n發(fā)完數(shù)據后在規(guī)定時間內收不到確認就要重發(fā)數(shù)據 PDU。n發(fā)送確認 PDU 的一方若在規(guī)定時間內收不到下一個文件塊，也要重發(fā)確認 PDU。這樣就可保證文件的傳送不致因某一個數(shù)據報的丟失而告失敗。 TFTP

20、的工作很像停止等待協(xié)議n在一開始工作時。TFTP 客戶進程發(fā)送一個讀請求 PDU 或寫請求 PDU 給 TFTP 服務器進程，其熟知端口號碼為 69。nTFTP 服務器進程要選擇一個新的端口和 TFTP 客戶進程進行通信。n若文件長度恰好為 512 字節(jié)的整數(shù)倍，則在文件傳送完畢后，還必須在最后發(fā)送一個只含首部而無數(shù)據的數(shù)據 PDU。n若文件長度不是 512 字節(jié)的整數(shù)倍，則最后傳送數(shù)據 PDU 的數(shù)據字段一定不滿512字節(jié)，這正好可作為文件結束的標志。6.3 遠程終端協(xié)議 TELNETnTELNET 是一個簡單的遠程終端協(xié)議，也是因特網的正式標準。n用戶用 TELNET 就可在其所在地通過

21、TCP 連接注冊（即登錄）到遠地的另一個主機上（使用主機名或 IP 地址）。nTELNET 能將用戶的擊鍵傳到遠地主機，同時也能將遠地主機的輸出通過 TCP 連接返回到用戶屏幕。這種服務是透明的，因為用戶感覺到好像鍵盤和顯示器是直接連在遠地主機上。 客戶服務器方式n現(xiàn)在由于 PC 的功能越來越強，用戶已較少使用 TELNET 了。nTELNET 也使用客戶服務器方式。在本地系統(tǒng)運行 TELNET 客戶進程，而在遠地主機則運行 TELNET 服務器進程。n和 FTP 的情況相似，服務器中的主進程等待新的請求，并產生從屬進程來處理每一個連接。 TELNET 使用網絡虛擬終端 NVT 格式 因特網T

22、CP 連接 客戶端 服務器端 使用客戶端的格式 使用服務器端的格式 使用 NVT 格式客戶服務器網絡虛擬終端 NVT 格式 n客戶軟件把用戶的擊鍵和命令轉換成 NVT 格式，并送交服務器。n服務器軟件把收到的數(shù)據和命令，從 NVT 格式轉換成遠地系統(tǒng)所需的格式。n向用戶返回數(shù)據時，服務器把遠地系統(tǒng)的格式轉換為 NVT 格式，本地客戶再從 NVT 格式轉換到本地系統(tǒng)所需的格式。 6.4 萬維網 WWW6.4.1 萬維網概述n萬維網 WWW (World Wide Web)并非某種特殊的計算機網絡。n萬維網是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所。n萬維網用鏈接的方法能非常方便地從因特網上的一個站點訪問

23、另一個站點，從而主動地按需獲取豐富的信息。n這種訪問方式稱為“鏈接”。萬維網提供分布式服務 萬維網站點 A萬維網站點 C萬維網站點 E萬維網站點 D萬維網站點 B鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到超媒體與超文本n萬維網是分布式超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本(hypertext)系統(tǒng)的擴充。n一個超文本由多個信息源鏈接成。利用一個鏈接可使用戶找到另一個文檔。這些文檔可以位于世界上任何一個接在因特網上的超文本系統(tǒng)中。超文本是萬維網的基礎。n超媒體與超文本的區(qū)別是文檔內容不同。超文本文檔僅包含文本信息，而超媒體文檔還包含其他表示方式的信息，如圖形、圖像、聲音、動畫，甚至活動視頻圖像

24、。 萬維網的工作方式 n萬維網以客戶服務器方式工作。n瀏覽器就是在用戶計算機上的萬維網客戶程序。萬維網文檔所駐留的計算機則運行服務器程序，因此這個計算機也稱為萬維網服務器。n客戶程序向服務器程序發(fā)出請求，服務器程序向客戶程序送回客戶所要的萬維網文檔。n在一個客戶程序主窗口上顯示出的萬維網文檔稱為頁面(page)。萬維網必須解決的問題 (1) 怎樣標志分布在整個因特網上的萬維網文檔？ n使用統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator)來標志萬維網上的各種文檔。n使每一個文檔在整個因特網的范圍內具有唯一的標識符 URL。 萬維網必須解決的問題 (2) 用何協(xié)議實現(xiàn)萬

25、維網上各種超鏈的鏈接？ n在萬維網客戶程序與萬維網服務器程序之間進行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。nHTTP 是一個應用層協(xié)議，它使用 TCP 連接進行可靠的傳送。 萬維網必須解決的問題 (3) 怎樣使各種萬維網文檔都能在因特網上的各種計算機上顯示出來，同時使用戶清楚地知道在什么地方存在著超鏈？ n超文本標記語言 HTML (HyperText Markup Language)使得萬維網頁面的設計者可以很方便地用一個超鏈從本頁面的某處鏈接到因特網上的任何一個萬維網頁面，并且能夠在自己的計算機屏幕上將這些頁面顯示出來。

26、萬維網必須解決的問題 (4) 怎樣使用戶能夠很方便地找到所需的信息？ n為了在萬維網上方便地查找信息，用戶可使用各種的搜索工具（即搜索引擎）。 6.4.2 統(tǒng)一資源定位符 URL1. URL的格式n統(tǒng)一資源定位符 URL 是對可以從因特網上得到的資源的位置和訪問方法的一種簡潔的表示。nURL 給資源的位置提供一種抽象的識別方法，并用這種方法給資源定位。n只要能夠對資源定位，系統(tǒng)就可以對資源進行各種操作，如存取、更新、替換和查找其屬性。nURL 相當于一個文件名在網絡范圍的擴展。因此 URL 是與因特網相連的機器上的任何可訪問對象的一個指針。 URL 的一般形式 n由以冒號隔開的兩大部分組成，并

27、且在 URL 中的字符對大寫或小寫沒有要求。nURL 的一般形式是：:/:/ ftp 文件傳送協(xié)議 FTPhttp 超文本傳送協(xié)議 HTTPNews USENET 新聞URL 的一般形式（續(xù)） n由以冒號隔開的兩大部分組成，并且在 URL 中的字符對大寫或小寫沒有要求。nURL 的一般形式是：:/:/ 是存放資源的主機在因特網中的域名URL 的一般形式（續(xù)） n由以冒號隔開的兩大部分組成，并且在 URL 中的字符對大寫或小寫沒有要求。nURL 的一般形式是：:/:/有時可省略使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 這表示使用 HTTP 協(xié)議使用 H

28、TTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 冒號和兩個斜線是規(guī)定的格式使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 這里寫主機的域名使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ HTTP 的默認端口號是 80，通?？墒÷允褂?HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 若再省略文件的項，則 URL 就指到因特網上的某個主頁(home page)。 6.4.3 超文本傳送協(xié)議 HTTP1. HTTP 的操作過程 n為了使超文本的鏈接能夠高效率地完成

29、，需要用 HTTP 協(xié)議來傳送一切必須的信息。n從層次的角度看，HTTP 是面向事務的(transaction-oriented)應用層協(xié)議，它是萬維網上能夠可靠地交換文件（包括文本、聲音、圖像等各種多媒體文件）的重要基礎。 萬維網的工作過程 因特網服務器鏈接到URL的超鏈HTTP 使用此 TCP 連接瀏覽器 程序服務器 程序HTTP客戶清華大學院系設置建立 TCP 連接釋放 TCP 連接HTTP 響應報文 響應文檔HTTP 請求報文 請求文檔用戶點擊鼠標后所發(fā)生的事件 (1) 瀏覽器分析超鏈指向頁面的 URL。(2) 瀏覽器向 DNS 請求解析 的 IP 地址。(3) 域名系統(tǒng) DNS 解析

30、出清華大學服務器的 IP 地址。(4) 瀏覽器與服務器建立 TCP 連接(5) 瀏覽器發(fā)出取文件命令： GET /chn/yxsz/index.htm。(6) 服務器給出響應，把文件 index.htm 發(fā)給瀏覽器。(7) TCP 連接釋放。(8) 瀏覽器顯示“清華大學院系設置”文件 index.htm 中的所有文本。HTTP 的主要特點 nHTTP 是面向事務的客戶服務器協(xié)議。nHTTP 1.0 協(xié)議是無狀態(tài)的(stateless)。nHTTP 協(xié)議本身也是無連接的，雖然它使用了面向連接的 TCP 向上提供的服務。RTTRTT請求一個萬維網文檔所需的時間 萬維網服務器萬維網客戶發(fā)起 TCP

31、連接HTTP 請求報文傳輸文檔的時間整個文檔收到時間時間HTTP 響應報文持續(xù)連接(persistent connection)nHTTP/1.1 協(xié)議使用持續(xù)連接。n萬維網服務器在發(fā)送響應后仍然在一段時間內保持這條連接，使同一個客戶（瀏覽器）和該服務器可以繼續(xù)在這條連接上傳送后續(xù)的 HTTP 請求報文和響應報文。n這并不局限于傳送同一個頁面上鏈接的文檔，而是只要這些文檔都在同一個服務器上就行。n目前一些流行的瀏覽器（例如，IE 6.0）的默認設置就是使用 HTTP/1.1。持續(xù)連接的兩種工作方式n非流水線方式：客戶在收到前一個響應后才能發(fā)出下一個請求。這比非持續(xù)連接的兩倍 RTT 的開銷節(jié)省

32、了建立 TCP 連接所需的一個 RTT 時間。但服務器在發(fā)送完一個對象后，其 TCP 連接就處于空閑狀態(tài)，浪費了服務器資源。n流水線方式：客戶在收到 HTTP 的響應報文之前就能夠接著發(fā)送新的請求報文。一個接一個的請求報文到達服務器后，服務器就可連續(xù)發(fā)回響應報文。使用流水線方式時，客戶訪問所有的對象只需花費一個 RTT時間，使 TCP 連接中的空閑時間減少，提高了下載文檔效率。 代理服務器(proxy server) n代理服務器(proxy server)又稱為萬維網高速緩存(Web cache)，它代表瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求。n萬維網高速緩存把最近的一些請求和響應暫存在本地磁盤中。n當

33、與暫時存放的請求相同的新請求到達時，萬維網高速緩存就把暫存的響應發(fā)送出去，而不需要按 URL 的地址再去因特網訪問該資源。 使用高速緩存可減少訪問因特網服務器的時延 校園網源點服務器2 Mb/s因特網瀏覽器R1R2這條鏈路上的時延很大沒有使用高速緩存的情況所有萬維網通信量都經過這條鏈路使用高速緩存的情況校園網校園網的高速緩存（代理服務器）源點服務器2 Mb/s因特網瀏覽器R1R2(1) 瀏覽器訪問因特網的服務器時，要先與校園網的高速緩存建立 TCP 連接，并向高速緩存發(fā)出 HTTP 請求報文 使用高速緩存的情況校園網校園網的高速緩存（代理服務器）源點服務器2 Mb/s因特網瀏覽器R1R2(2)

34、 若高速緩存已經存放了所請求的對象，則將此對象放入 HTTP 響應報文中返回給瀏覽器。使用高速緩存的情況校園網校園網的高速緩存（代理服務器）源點服務器2 Mb/s因特網瀏覽器R1R2(3) 否則，高速緩存就代表發(fā)出請求的用戶瀏覽器，與因特網上的源點服務器建立 TCP 連接，并發(fā)送 HTTP 請求報文。使用高速緩存的情況校園網校園網的高速緩存（代理服務器）源點服務器2 Mb/s因特網瀏覽器R1R2(4) 源點服務器將所請求的對象放在 HTTP 響應報文中返回給校園網的高速緩存。使用高速緩存的情況校園網校園網的高速緩存（代理服務器）源點服務器2 Mb/s因特網瀏覽器R1R2(5) 高速緩存收到此對

35、象后，先復制在其本地存儲器中（為今后使用），然后再將該對象放在 HTTP 響應報文中，通過已建立的 TCP 連接，返回給請求該對象的瀏覽器。3. HTTP 的報文結構 HTTP 有兩類報文：n請求報文從客戶向服務器發(fā)送請求報文。n響應報文從服務器到客戶的回答。n由于 HTTP 是面向正文的(text-oriented)，因此在報文中的每一個字段都是一些 ASCII 碼串，因而每個字段的長度都是不確定的。HTTP 的報文結構（請求報文） 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:實體主體（通常不用）請求行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF報文由三個部分組成，即開始行、首部行

36、和實體主體。在請求報文中，開始行就是請求行。開始行HTTP 的報文結構（請求報文） 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:實體主體（通常不用）請求行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF“方法”是面向對象技術中使用的專門名詞。所謂“方法”就是對所請求的對象進行的操作，因此這些方法實際上也就是一些命令。因此，請求報文的類型是由它所采用的方法決定的。 HTTP 請求報文的一些方法 方法（操作） 意義OPTION 請求一些選項的信息GET 請求讀取由 URL所標志的信息HEAD 請求讀取由 URL所標志的信息的首部POST 給服務器添加信息（例如，注釋）PUT 在指明的 URL

37、下存儲一個文檔DELETE 刪除指明的 URL所標志的資源TRACE 用來進行環(huán)回測試的請求報文CONNECT用于代理服務器HTTP 的報文結構（請求報文） 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:實體主體（通常不用）請求行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF“URL”是所請求的資源的 URL。HTTP 的報文結構（請求報文） 方 法URL版 本首部字段名首部行:值首部字段名值:實體主體（通常不用）請求行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF“版本”是 HTTP 的版本。HTTP 的報文結構（響應報文） 版 本狀態(tài)碼短 語首部字段名首部行:值首部字段名值:實體主體

38、（有些響應報文不用）狀態(tài)行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF響應報文的開始行是狀態(tài)行。狀態(tài)行包括三項內容，即 HTTP 的版本，狀態(tài)碼，以及解釋狀態(tài)碼的簡單短語。 開始行狀態(tài)碼都是三位數(shù)字 n1xx 表示通知信息的，如請求收到了或正在進行處理。n2xx 表示成功，如接受或知道了。n3xx 表示重定向，表示要完成請求還必須采取進一步的行動。n4xx 表示客戶的差錯，如請求中有錯誤的語法或不能完成。n5xx 表示服務器的差錯，如服務器失效無法完成請求。4. 在服務器上存放用戶的信息n萬維網站點使用 Cookie 來跟蹤用戶。nCookie 表示在 HTTP 服務器和客戶之間傳遞的狀態(tài)信

39、息。n使用 Cookie 的網站服務器為用戶產生一個唯一的識別碼。利用此識別碼，網站就能夠跟蹤該用戶在該網站的活動。 6.4.4 萬維網的文檔1. 超文本標記語言 HTMLn超文本標記語言 HTML 中的 Markup 的意思就是“設置標記”。nHTML 定義了許多用于排版的命令（即標簽）。nHTML 把各種標簽嵌入到萬維網的頁面中。這樣就構成了所謂的 HTML 文檔。HTML 文檔是一種可以用任何文本編輯器創(chuàng)建的 ASCII 碼文件。 HTML 文檔 n僅當 HTML 文檔是以.html 或 .htm 為后綴時，瀏覽器才對此 文檔的各種標簽進行解釋。n如 HTML 文檔改換以 .txt 為其

40、后綴，則 HTML 解釋程序就不對標簽進行解釋，而瀏覽器只能看見原來的文本文件。n當瀏覽器從服務器讀取 HTML 文檔后，就按照 HTML 文檔中的各種標簽，根據瀏覽器所使用的顯示器的尺寸和分辨率大小，重新進行排版并恢復出所讀取的頁面。HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。HTML 文檔開始HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。首部開始HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML

41、很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。標題HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。首部結束HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。主體開始HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。1 級標題 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它

42、仍是一個段落。 這是第二個段落。HTML 文檔中標簽的用法 第一個段落 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。HTML 文檔中標簽的用法 第二個段落HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。主體結束HTML 文檔中標簽的用法 一個 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 這是第一個段落。雖然很 短，但它仍是一個段落。 這是第二個段落。HTML 文檔結束兩種不同的鏈接n遠程鏈接：超鏈的終點是其他網點上的頁面。n本地鏈接：超鏈指向本

43、計算機中的某個文件。2. 動態(tài)萬維網文檔 n靜態(tài)文檔是指該文檔創(chuàng)作完畢后就存放在萬維網服務器中，在被用戶瀏覽的過程中，內容不會改變。 n動態(tài)文檔是指文檔的內容是在瀏覽器訪問萬維網服務器時才由應用程序動態(tài)創(chuàng)建。n動態(tài)文檔和靜態(tài)文檔之間的主要差別體現(xiàn)在服務器一端。這主要是文檔內容的生成方法不同。而從瀏覽器的角度看，這兩種文檔并沒有區(qū)別。 萬維網服務器功能的擴充 (1) 應增加另一個應用程序，用來處理瀏覽器發(fā)來的數(shù)據，并創(chuàng)建動態(tài)文檔。(2) 應增加一個機制，用來使萬維網服務器把瀏覽器發(fā)來的數(shù)據傳送給這個應用程序，然后萬維網服務器能夠解釋這個應用程序的輸出，并向瀏覽器返回 HTML 文檔。CGI 響應

44、動態(tài)文檔HTTP 響應報文擴充了功能的萬維網服務器 萬維網服務器瀏覽器 程序萬維網客戶服務器 程序HTTP數(shù)據庫HTTP 請求報文 請求文檔 CGI 程序創(chuàng)建動態(tài)文檔通用網關接口 CGI(Common Gateway Interface) nCGI 是一種標準，它定義了動態(tài)文檔應如何創(chuàng)建，輸入數(shù)據應如何提供給應用程序，以及輸出結果應如何使用。n萬維網服務器與 CGI 的通信遵循 CGI 標準。n“通用”：CGI 標準所定義的規(guī)則對其他任何語言都是通用的。n“網關”：CGI 程序的作用像網關。n“接口”：有一些已定義好的變量和調用等可供其他 CGI 程序使用。 CGI 程序nCGI 程序的正式名

45、字是 CGI 腳本(script)。n“腳本”指的是一個程序，它被另一個程序（解釋程序）而不是計算機的處理機來解釋或執(zhí)行。n腳本運行起來要比一般的編譯程序要慢，因為它的每一條指令先要被另一個程序來處理（這就要一些附加的指令），而不是直接被指令處理器來處理。 3. 活動萬維網文檔n活動文檔(active document)技術把所有的工作都轉移給瀏覽器端。n每當瀏覽器請求一個活動文檔時，服務器就返回一段程序副本在瀏覽器端運行。n活動文檔程序可與用戶直接交互，并可連續(xù)地改變屏幕的顯示。n由于活動文檔技術不需要服務器的連續(xù)更新傳送，對網絡帶寬的要求也不會太高。 響應程序HTTP 響應報文程序活動文檔

46、在客戶端創(chuàng)建 萬維網服務器瀏覽器 程序萬維網客戶服務器 程序HTTPHTTP 請求報文 請求文檔程序事先被編譯成二進制代碼，存放為文件程序 此程序在客戶端創(chuàng)建出活動文檔文檔用 Java 技術創(chuàng)建活動文檔 n由美國 Sun 公司開發(fā)的 Java 語言是一項用于創(chuàng)建和運行活動文檔的技術。n在 Java 技術中使用 “小應用程序”(applet)來描述活動文檔程序。n用戶從萬維網服務器下載嵌入了 Java 小應用程序的 HTML 文檔后，可在瀏覽器的屏幕上點擊某個圖像，就可看到動畫效果，或在下拉式菜單中點擊某個項目，就可看到計算結果。nJava 技術是活動文檔技術的一部分。 Java 技術裝三個主要

47、組成部分 (1) 程序設計語言。Java 包含一個新的程序設計語言，用來編寫傳統(tǒng)的計算機程序和 Java 小應用程序。(2) 運行(runtime)環(huán)境。這是運行 Java 程序所必須的運行環(huán)境，其中包括 Java 虛擬機（簡稱為 JVM），該軟件定義了 Java 二進制代碼的執(zhí)行模型。(3) 類庫(class library)。為了更容易編寫 Java 小應用程序，Java 提供了強大的類庫支持。 JavanJava 是一種面向對象的高級語言，從 C+ 派生出來的，它省略了 C+ 很多復雜的、很少用的語言特點。nJava 的每一個數(shù)據項都有一個確定的類型。對數(shù)據的操作嚴格按照該數(shù)據的類型來進

48、行。nJava 的編譯程序將源程序轉換成 Java 字節(jié)碼(bytecode)，這是一種與機器無關的二進制代碼。計算機程序調用解釋程序讀取字節(jié)碼，并解釋執(zhí)行。 計算機硬件無關nJava 語言、字節(jié)碼以及 Java 運行系統(tǒng)都被設計成與計算機硬件無關。一旦形成了字節(jié)碼，就可在任何計算機上運行并產生相同的輸出。nJava 小應用程序與機器無關可使在任何計算機上運行的瀏覽器程序能夠下載并運行活動文檔。n可保證活動文檔在所有的瀏覽器上產生同樣的正確輸出。n可大大地降低活動文檔的創(chuàng)建和測試費用，因為不必為每一種計算機都制作一個副本。Java 解釋程序 n運行 Java 的瀏覽器需要有 HTML 解釋程序

49、和 Java 小應用程序解釋程序。n解釋程序的核心是一個模仿計算機的簡單循環(huán)。n解釋程序維持一個指令指針，在初始化時指在小應用程序的開始處。n在每一次循環(huán)操作時，解釋程序在指令指針指向的地址讀取字節(jié)碼。然后解釋程序對字節(jié)碼進行解碼，并完成指明的操作。 6.4.5 萬維網的信息檢索系統(tǒng)1. 全文檢索搜索和分類目錄搜索n在萬維網中用來進行搜索的程序叫做搜索引擎。n全文檢索搜索引擎是一種純技術型的檢索工具。它的工作原理是通過搜索軟件到因特網上的各網站收集信息，找到一個網站后可以從這個網站再鏈接到另一個網站。然后按照一定的規(guī)則建立一個很大的在線數(shù)據庫供用戶查詢。n用戶在查詢時只要輸入關鍵詞，就從已經建

50、立的索引數(shù)據庫上進行查詢（并不是實時地在因特網上檢索到的信息）。 分類目錄搜索 n分類目錄搜索引擎并不采集網站的任何信息，而是利用各網站向搜索引擎提交的網站信息時填寫的關鍵詞和網站描述等信息，經過人工審核編輯后，如果認為符合網站登錄的條件，則輸入到分類目錄的數(shù)據庫中，供網上用戶查詢。n分類目錄搜索也叫做分類網站搜索。 一些著名的搜索引擎 n最著名的全文檢索搜索引擎：nGoogle（谷歌）() n百度 () n最著名的分類目錄搜索引擎：n雅虎 ()n雅虎中國 ()n新浪 ()n搜狐 ()n網易 () 垂直搜索引擎(Vertical Search Engine) n針對某一特定領域、特定人群或某一

51、特定需求提供搜索服務。垂直搜索也是提供關鍵字來進行搜索的，但被放到了一個行業(yè)知識的上下文中，返回的結果更傾向于信息、消息、條目等。 6.4.6 博客、微博和輕博1. 博客n博客是萬維網日志(web log)的簡稱。也有人把 blog 進行音譯，譯為“部落格”，或“部落閣”。還有人用“博文”來表示“博客文章”。nWeblog 這個新詞是 Jorn Barger 于 1997 年創(chuàng)造的。n簡寫的 blog（這是今天最常用的術語）則是Peter Merholz 于 1999 年創(chuàng)造的。n有人把 blog 既當作名詞，也當作動詞，表示編輯博客或寫博客。 1. 博客（續(xù)）n博客已經極大地擴充了因特網的應

52、用和影響 。n在博客出現(xiàn)以前，網民是因特網上內容的消費者。n但博客改變了這種情況，網民不僅是因特網上內容的消費者，而且還是因特網上內容的生產者 。 2. 微博n微博就是微型博客(microblog)，又稱為微博客 。n微博不同于一般的博客。微博只記錄片段、碎語，三言兩語，現(xiàn)場記錄，發(fā)發(fā)感慨，曬曬心情，永遠只針對一個問題進行回答。 n用戶可以通過網頁、WAP 網、手機短信彩信、手機客戶端等多種方式更新自己的微博。n每條微博字數(shù)限制為 140 字，提供插入單張圖片、視頻地址、音樂功能。 3. 輕博n輕博就是輕博客(light blogging) 。n輕博客是一種介于博客和微博之間的網絡服務，同樣為

53、用戶提供生成內容表達自己的平臺。 n輕博可以發(fā)送博文，沒有字數(shù)限制。n輕博發(fā)表后，其界面會好看些。n在輕博中，推薦與發(fā)現(xiàn)的內容比較豐富。 6.5 電子郵件6.5.1 概述n電子郵件(e-mail)是因特網上使用得最多的和最受用戶歡迎的一種應用。n電子郵件把郵件發(fā)送到收件人使用的郵件服務器，并放在其中的收件人郵箱中，收件人可隨時上網到自己使用的郵件服務器進行讀取。n電子郵件不僅使用方便，而且還具有傳遞迅速和費用低廉的優(yōu)點。n現(xiàn)在電子郵件不僅可傳送文字信息，而且還可附上聲音和圖像。電子郵件的一些標準n發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTPn讀取郵件的協(xié)議：POP3 和 IMAPnMIME 在其郵件首部中說明了郵

54、件的數(shù)據類型(如文本、聲音、圖像、視像等)，使用 MIME 可在郵件中同時傳送多種類型的數(shù)據。 電子郵件的最主要的組成構件 發(fā)送方郵件緩存 接收方郵件服務器用戶代理SMTPSMTPPOP3 發(fā)送方郵件服務器用戶代理用戶郵箱接收方(發(fā)送郵件)（發(fā)送郵件）(讀取郵件)因特網SMTPPOP3發(fā)送郵件發(fā)送郵件 SMTP讀取郵件TCP連接TCP連接發(fā)送方郵件服務器SMTP客戶POP3客戶發(fā)件人用戶代理接收方郵件服務器SMTP服務器POP3服務器SMTP服務器SMTP客戶收件人用戶代理TCP 連接用戶代理 UA (User Agent)n用戶代理 UA 就是用戶與電子郵件系統(tǒng)的接口，是電子郵件客戶端軟件。

55、n用戶代理的功能：撰寫、顯示、處理和通信。n郵件服務器的功能是發(fā)送和接收郵件，同時還要向發(fā)信人報告郵件傳送的情況（已交付、被拒絕、丟失等）。n郵件服務器按照客戶服務器方式工作。郵件服務器需要使用發(fā)送和讀取兩個不同的協(xié)議。應當注意n一個郵件服務器既可以作為客戶，也可以作為服務器。n例如，當郵件服務器 A 向另一個郵件服務器 B 發(fā)送郵件時，郵件服務器 A 就作為 SMTP 客戶，而 B 是 SMTP 服務器。n當郵件服務器 A 從另一個郵件服務器 B 接收郵件時，郵件服務器 A 就作為 SMTP 服務器，而 B 是 SMTP 客戶。發(fā)送和接收電子郵件的幾個重要步驟 發(fā)件人調用 PC 中的用戶代理

56、撰寫和編輯要發(fā)送的郵件。 發(fā)件人的用戶代理把郵件用 SMTP 協(xié)議發(fā)給發(fā)送方郵件服務器， SMTP 服務器把郵件臨時存放在郵件緩存隊列中，等待發(fā)送。 發(fā)送方郵件服務器的 SMTP 客戶與接收方郵件服務器的 SMTP 服務器建立 TCP 連接，然后就把郵件緩存隊列中的郵件依次發(fā)送出去。 發(fā)送和接收電子郵件的幾個重要步驟（續(xù)） 運行在接收方郵件服務器中的SMTP服務器進 程收到郵件后，把郵件放入收件人的用戶郵箱中，等待收件人進行讀取。 收件人在打算收信時，就運行 PC 機中的用戶代理，使用 POP3（或 IMAP）協(xié)議讀取發(fā)送給自己的郵件。n請注意，POP3 服務器和 POP3 客戶之間的通信是由

57、 POP3 客戶發(fā)起的。 電子郵件的組成n電子郵件由信封(envelope)和內容(content)兩部分組成。n電子郵件的傳輸程序根據郵件信封上的信息來傳送郵件。用戶在從自己的郵箱中讀取郵件時才能見到郵件的內容。n在郵件的信封上，最重要的就是收件人的地址。 電子郵件地址的格式nTCP/IP 體系的電子郵件系統(tǒng)規(guī)定電子郵件地址的格式如下： 收件人郵箱名郵箱所在主機的域名 (6-1)n符號“”讀作“at”，表示“在”的意思。 n 例如，電子郵件地址 郵箱所在的主機的域名在全世界必須是唯一的 這個用戶名在該域名的范圍內是唯一的。 6.5.2 簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP nSMTP 所規(guī)定的就是在兩

58、個相互通信的 SMTP 進程之間應如何交換信息。n由于 SMTP 使用客戶服務器方式，因此負責發(fā)送郵件的 SMTP 進程就是 SMTP 客戶，而負責接收郵件的 SMTP 進程就是 SMTP 服務器。nSMTP 規(guī)定了 14 條命令和 21 種應答信息。每條命令用 4 個字母組成，而每一種應答信息一般只有一行信息，由一個 3 位數(shù)字的代碼開始，后面附上（也可不附上）很簡單的文字說明。 SMTP 通信的三個階段 1. 連接建立：連接是在發(fā)送主機的 SMTP 客戶和接收主機的 SMTP 服務器之間建立的。SMTP不使用中間的郵件服務器。 2. 郵件傳送3. 連接釋放：郵件發(fā)送完畢后，SMTP 應釋放

59、 TCP 連接。 6.5.3 電子郵件的信息格式 n一個電子郵件分為信封和內容兩大部分。nRFC 822 只規(guī)定了郵件內容中的首部(header)格式，而對郵件的主體(body)部分則讓用戶自由撰寫。n用戶寫好首部后，郵件系統(tǒng)將自動地將信封所需的信息提取出來并寫在信封上。所以用戶不需要填寫電子郵件信封上的信息。n郵件內容首部包括一些關鍵字，后面加上冒號。最重要的關鍵字是：To 和 Subject。 郵件內容的首部 n“To:”后面填入一個或多個收件人的電子郵件地址。用戶只需打開地址簿，點擊收件人名字，收件人的電子郵件地址就會自動地填入到合適的位置上。n “Subject:”是郵件的主題。它反映了郵件的主要內容，便于用戶查找郵件。n抄送 “Cc:” 表示應給某某人發(fā)送一個郵件副本。n“From” 和 “Date” 表示發(fā)信人的電子郵件地址和發(fā)信日期?！癛eply-To” 是對方回信所用的地址。 6.5.4 郵件讀取協(xié)議POP3 和 IMAPn郵局協(xié)議 POP 是一個非常簡單、但功能有限的郵件讀取協(xié)議，現(xiàn)在使用的是它的第三個版本 POP3。nPOP 也使用客戶服務器的工作方式。n在接收郵件的用戶 PC 機中必須運行 POP 客戶程序，而在用戶所連接的 ISP 的郵件服務器中則運行 POP 服務器程序。 IMAP 協(xié)議(Internet Message Access P