計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第28講）第7章 應(yīng)用層

1、1上次課主要內(nèi)容域名系統(tǒng)域名結(jié)構(gòu)域名服務(wù)器域名解析過程遞歸過程迭代過程DNS報文結(jié)構(gòu)文件傳送協(xié)議兩條連接TFTP協(xié)議遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET7.4 萬維網(wǎng) WWW7.4.1 萬維網(wǎng)概述萬維網(wǎng) WWW (World Wide Web)并非某種特殊的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而是基于互聯(lián)網(wǎng)的一種分布式 信息服務(wù)系統(tǒng)。萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機(jī)式的信息儲藏所。萬維網(wǎng)用鏈接的方法能非常方便地從因特網(wǎng)上的一個站點(diǎn)訪問另一個站點(diǎn)，從而主動地按需獲取豐富的信息。這種訪問方式稱為“鏈接”。1、萬維網(wǎng)提供分布式服務(wù) 萬維網(wǎng)站點(diǎn) A萬維網(wǎng)站點(diǎn) C萬維網(wǎng)站點(diǎn) E萬維網(wǎng)站點(diǎn) D萬維網(wǎng)站點(diǎn) B鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到鏈接到2、

2、超媒體與超文本萬維網(wǎng)是分布式超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本(hypertext)系統(tǒng)的擴(kuò)充。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(wǎng)上的超文本系統(tǒng)中。超文本是萬維網(wǎng)的基礎(chǔ)。超媒體與超文本的區(qū)別是文檔內(nèi)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。3、萬維網(wǎng)的工作方式 萬維網(wǎng)以客戶服務(wù)器方式工作。瀏覽器就是在用戶計算機(jī)上的萬維網(wǎng)客戶程序。萬維網(wǎng)文檔所駐留的計算機(jī)則運(yùn)行服務(wù)器程序，因此這個計算機(jī)也稱為萬維網(wǎng)服務(wù)器?？蛻舫绦蛳蚍?wù)器程序發(fā)出請求，服務(wù)

3、器程序向客戶程序送回客戶所要的萬維網(wǎng)文檔。在一個客戶程序主窗口上顯示出的萬維網(wǎng)文檔稱為頁面(page)。4、萬維網(wǎng)必須解決的問題（1） (1) 怎樣標(biāo)志分布在整個因特網(wǎng)上的萬維網(wǎng)文檔？ 使用統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator)來標(biāo)志萬維網(wǎng)上的各種文檔。使每一個文檔在整個因特網(wǎng)的范圍內(nèi)具有唯一的標(biāo)識符 URL。 (2) 用何協(xié)議實(shí)現(xiàn)萬維網(wǎng)上各種超鏈的鏈接？ 在萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)器程序之間進(jìn)行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。HTTP 是一個應(yīng)用層協(xié)議，它使用 TCP 連接進(jìn)行可

4、靠的傳送。 4、萬維網(wǎng)必須解決的問題（2） (3) 怎樣使各種萬維網(wǎng)文檔都能在因特網(wǎng)上的各種計算機(jī)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？ 超文本標(biāo)記語言 HTML (HyperText Markup Language)使得萬維網(wǎng)頁面的設(shè)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(wǎng)上的任何一個萬維網(wǎng)頁面，并且能夠在自己的計算機(jī)屏幕上將這些頁面顯示出來。 4、萬維網(wǎng)必須解決的問題（3） (4) 怎樣使用戶能夠很方便地找到所需的信息？ 為了在萬維網(wǎng)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）。 4、萬維網(wǎng)必須解決的問題（4） 7.4.2 統(tǒng)一資源定位符 URL統(tǒng)一

5、資源定位符 URL 是對可以從因特網(wǎng)上得到的資源的位置和訪問方法的一種簡潔的表示。URL 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。只要能夠?qū)Y源定位，系統(tǒng)就可以對資源進(jìn)行各種操作，如存取、更新、替換和查找其屬性。URL 相當(dāng)于一個文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍的擴(kuò)展。因此 URL 是與因特網(wǎng)相連的機(jī)器上的任何可訪問對象的一個指針。 URL 的一般形式 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。URL 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)） 由以冒號隔開的兩大

6、部分組成，并且在 URL 中的字符對大寫或小寫沒有要求。URL 的一般形式是：:/:/ 是存放資源的主機(jī)在因特網(wǎng)中的域名URL 的一般形式（續(xù)） 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。URL 的一般形式是：:/:/有時可省略使用 HTTP 的 URL使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 這表示使用 HTTP 協(xié)議使用 HTTP 的 URL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 URL使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 這里寫主機(jī)的域名（或IP地址）使用

7、HTTP 的 URL使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ HTTP 的默認(rèn)端口號是 80，通?？墒÷允褂?HTTP 的 URL若再省略文件的項(xiàng)，則 URL 就指到因特網(wǎng)上的某個主頁(home page)。 使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 7.4.3 超文本傳送協(xié)議 HTTP為了使超文本的鏈接能夠高效率地完成，需要用 HTTP 協(xié)議來傳送一切必須的信息。從層次的角度看，HTTP 是面向事務(wù)的(transaction-oriented)應(yīng)用層協(xié)議，它是萬維網(wǎng)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(chǔ)。 1、萬維網(wǎng)的工作過程

8、因特網(wǎng)服務(wù)器鏈接到URL的超鏈HTTP 使用此 TCP 連接瀏覽器 程序服務(wù)器 程序HTTP客戶清華大學(xué)院系設(shè)置建立 TCP 連接釋放 TCP 連接HTTP 響應(yīng)報文 響應(yīng)文檔HTTP 請求報文 請求文檔用戶點(diǎn)擊鼠標(biāo)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 解析出清華大學(xué)服務(wù)器的 IP 地址。(4) 瀏覽器與服務(wù)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(wù)器給出響應(yīng)，把文件 index.htm 發(fā)給瀏覽器。(7) TCP 連接釋放。(

9、8) 瀏覽器顯示“清華大學(xué)院系設(shè)置”文件 index.htm 中的所有文本。2、HTTP 的主要特點(diǎn) HTTP 是面向事務(wù)的客戶服務(wù)器協(xié)議。HTTP 1.0 協(xié)議是無狀態(tài)的(stateless)。HTTP 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(wù)。RTTRTT3、請求一個萬維網(wǎng)文檔所需的時間 萬維網(wǎng)服務(wù)器萬維網(wǎng)客戶發(fā)起 TCP 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(yīng)報文持續(xù)連接(persistent connection)HTTP/1.1 協(xié)議使用持續(xù)連接。萬維網(wǎng)服務(wù)器在發(fā)送響應(yīng)后仍然在一段時間內(nèi)保持這條連接，使同一個客戶（瀏覽器）和

10、該服務(wù)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(yīng)報文。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(wù)器上就行。目前一些流行的瀏覽器（例如，IE 6.0）的默認(rèn)設(shè)置就是使用 HTTP/1.1。持續(xù)連接的兩種工作方式非流水線方式：客戶在收到前一個響應(yīng)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)省了建立 TCP 連接所需的一個 RTT 時間。但服務(wù)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(fèi)了服務(wù)器資源。流水線方式：客戶在收到 HTTP 的響應(yīng)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(dá)服務(wù)器后，服務(wù)器就可連續(xù)發(fā)回

11、響應(yīng)報文。使用流水線方式時，客戶訪問所有的對象只需花費(fèi)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。 4、代理服務(wù)器(proxy server) 代理服務(wù)器(proxy server)又稱為萬維網(wǎng)高速緩存(Web cache)，它代表瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求。萬維網(wǎng)高速緩存把最近的一些請求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中。當(dāng)與暫時存放的請求相同的新請求到達(dá)時，萬維網(wǎng)高速緩存就把暫存的響應(yīng)發(fā)送出去，而不需要按 URL 的地址再去因特網(wǎng)訪問該資源。 使用高速緩存可減少訪問因特網(wǎng)服務(wù)器的時延 校園網(wǎng)源點(diǎn)服務(wù)器2 Mb/s因特網(wǎng)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

12、所有萬維網(wǎng)通信量都經(jīng)過這條鏈路使用高速緩存的情況校園網(wǎng)校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）源點(diǎn)服務(wù)器2 Mb/s因特網(wǎng)瀏覽器R1R2(1) 瀏覽器訪問因特網(wǎng)的服務(wù)器時，要先與校園網(wǎng)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(wǎng)校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）源點(diǎn)服務(wù)器2 Mb/s因特網(wǎng)瀏覽器R1R2(2) 若高速緩存已經(jīng)存放了所請求的對象，則將此對象放入 HTTP 響應(yīng)報文中返回給瀏覽器。使用高速緩存的情況校園網(wǎng)校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）源點(diǎn)服務(wù)器2 Mb/s因特網(wǎng)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(wǎng)上的源點(diǎn)服務(wù)器建

13、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(wǎng)校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）源點(diǎn)服務(wù)器2 Mb/s因特網(wǎng)瀏覽器R1R2(4) 源點(diǎn)服務(wù)器將所請求的對象放在 HTTP 響應(yīng)報文中返回給校園網(wǎng)的高速緩存。使用高速緩存的情況校園網(wǎng)校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）源點(diǎn)服務(wù)器2 Mb/s因特網(wǎng)瀏覽器R1R2(5) 高速緩存收到此對象后，先復(fù)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(yīng)報文中，通過已建立的 TCP 連接，返回給請求該對象的瀏覽器。5、HTTP 的報文結(jié)構(gòu) HTTP 有兩類報文：請求報文從客戶向服務(wù)器發(fā)送請求報文。響應(yīng)報文從服務(wù)器到客戶的回答。由

14、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(jié)構(gòu)（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(shí)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、首部行和實(shí)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(jié)構(gòu)（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(shí)體主體（通常不用）請求行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF“方法”是面向?qū)ο蠹夹g(shù)中使用的專門名詞。所謂“方法”就是

15、對所請求的對象進(jìn)行的操作，因此這些方法實(shí)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(xiàng)的信息GET 請求讀取由 URL所標(biāo)志的信息HEAD 請求讀取由 URL所標(biāo)志的信息的首部POST 給服務(wù)器添加信息（例如，注釋）PUT 在指明的 URL下存儲一個文檔DELETE 刪除指明的 URL所標(biāo)志的資源TRACE 用來進(jìn)行環(huán)回測試的請求報文CONNECT用于代理服務(wù)器HTTP 的報文結(jié)構(gòu)（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(shí)體主體（通常不用）請求行空格回車換行:CRLFCRL

16、FCRLFCRLF“URL”是所請求的資源的 URL。HTTP 的報文結(jié)構(gòu)（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(shí)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(jié)構(gòu)（響應(yīng)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(shí)體主體（有些響應(yīng)報文不用）狀態(tài)行空格回車換行:CRLFCRLFCRLFCRLF響應(yīng)報文的開始行是狀態(tài)行。狀態(tài)行包括三項(xiàng)內(nèi)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 1xx 表示通知信息的，如請求收到了或正在進(jìn)行處理。2xx 表

17、示成功，如接受或知道了。3xx 表示重定向，表示要完成請求還必須采取進(jìn)一步的行動。4xx 表示客戶的差錯，如請求中有錯誤的語法或不能完成。5xx 表示服務(wù)器的差錯，如服務(wù)器失效無法完成請求。6、在服務(wù)器上存放用戶的信息萬維網(wǎng)站點(diǎn)使用 Cookie 來跟蹤用戶。Cookie 表示在 HTTP 服務(wù)器和客戶之間傳遞的狀態(tài)信息。使用 Cookie 的網(wǎng)站服務(wù)器為用戶產(chǎn)生一個唯一的識別碼。利用此識別碼，網(wǎng)站就能夠跟蹤該用戶在該網(wǎng)站的活動。 7.4.4萬維網(wǎng)的文檔1、超文本標(biāo)記語言 HTML超文本標(biāo)記語言 HTML 中的 Markup 的意思就是“設(shè)置標(biāo)記”。HTML 定義了許多用于排版的命令（即標(biāo)簽）

18、。HTML 把各種標(biāo)簽嵌入到萬維網(wǎng)的頁面中。這樣就構(gòu)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。 2、動態(tài)萬維網(wǎng)文檔 靜態(tài)文檔是指該文檔創(chuàng)作完畢后就存放在萬維網(wǎng)服務(wù)器中，在被用戶瀏覽的過程中，內(nèi)容不會改變。 動態(tài)文檔是指文檔的內(nèi)容是在瀏覽器訪問萬維網(wǎng)服務(wù)器時才由應(yīng)用程序動態(tài)創(chuàng)建。動態(tài)文檔和靜態(tài)文檔之間的主要差別體現(xiàn)在服務(wù)器一端。這主要是文檔內(nèi)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(wǎng)服務(wù)器功能的擴(kuò)充 (1) 增加另一個應(yīng)用程序，用來處理瀏覽器發(fā)來的數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建動態(tài)文檔。(2) 增加一個機(jī)制，用來使萬維網(wǎng)服務(wù)器把瀏覽器

19、發(fā)來的數(shù)據(jù)傳送給這個應(yīng)用程序，然后萬維網(wǎng)服務(wù)器能夠解釋這個應(yīng)用程序的輸出，并向?yàn)g覽器返回 HTML 文檔。CGI 響應(yīng)動態(tài)文檔HTTP 響應(yīng)報文擴(kuò)充了功能的萬維網(wǎng)服務(wù)器 萬維網(wǎng)服務(wù)器瀏覽器 程序萬維網(wǎng)客戶服務(wù)器 程序HTTP數(shù)據(jù)庫HTTP 請求報文 請求文檔 CGI 程序創(chuàng)建動態(tài)文檔通用網(wǎng)關(guān)接口 CGICGI (Common Gateway Interface)是一種標(biāo)準(zhǔn)，它定義了動態(tài)文檔應(yīng)如何創(chuàng)建，輸入數(shù)據(jù)應(yīng)如何提供給應(yīng)用程序，以及輸出結(jié)果應(yīng)如何使用。萬維網(wǎng)服務(wù)器與 CGI 的通信遵循 CGI 標(biāo)準(zhǔn)?！巴ㄓ谩保篊GI 標(biāo)準(zhǔn)所定義的規(guī)則對其他任何語言都是通用的?！熬W(wǎng)關(guān)”：CGI 程序的作用像網(wǎng)

20、關(guān)?！敖涌凇保河幸恍┮讯x好的變量和調(diào)用等可供其他 CGI 程序使用。 CGI 程序CGI 程序的正式名字是 CGI 腳本(script)?！澳_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(jī)的處理機(jī)來解釋或執(zhí)行。腳本運(yùn)行起來要比一般的編譯程序要慢，因?yàn)樗拿恳粭l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(wǎng)文檔活動文檔(active document)技術(shù)把所有的工作都轉(zhuǎn)移給瀏覽器端。每當(dāng)瀏覽器請求一個活動文檔時，服務(wù)器就返回一段程序副本在瀏覽器端運(yùn)行?；顒游臋n程序可與用戶直接交互，并可連續(xù)地改變屏幕的顯示。由于活動文檔技術(shù)不需要

21、服務(wù)器的連續(xù)更新傳送，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求也不會太高。 響應(yīng)程序HTTP 響應(yīng)報文程序活動文檔在客戶端創(chuàng)建 萬維網(wǎng)服務(wù)器瀏覽器 程序萬維網(wǎng)客戶服務(wù)器 程序HTTPHTTP 請求報文 請求文檔程序事先被編譯成二進(jìn)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7.4.5 瀏覽器的結(jié)構(gòu)與遠(yuǎn)地服務(wù)器通信輸出至顯示器從鼠標(biāo)和鍵盤輸入網(wǎng) 絡(luò) 接 口可選客戶程序HTML解釋程序可選解釋程序控 制 程 序驅(qū)動程序HTTP 客戶程序緩 存1、瀏覽器的主要組成部分 瀏覽器有一組客戶、一組解釋程序，以及管理這些客戶和解釋程序的控制程序?？刂瞥绦蚴瞧渲械暮诵牟考?，它解釋鼠標(biāo)的點(diǎn)擊和鍵盤的輸入，并調(diào)用有關(guān)的組件來執(zhí)行用戶指定的操作。例如，當(dāng)用戶用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一個超鏈的起點(diǎn)時，控制程序就調(diào)用一個客戶從所需文檔所在的遠(yuǎn)地服務(wù)器上取回該文檔，并調(diào)用解釋程序向用戶顯示該文檔。 2、解釋程序 HTML 解釋程序是必不可少的，而其他的解釋程序則是可選的。 解釋程序把 HTML 規(guī)格轉(zhuǎn)換為適合用戶顯示硬件的命令來處理版面的細(xì)節(jié)。 許多瀏覽器還包含 FTP 客戶程序，用來獲取文件傳送服務(wù)。一些瀏覽器也包含電子郵件客戶程序，使瀏覽器能夠發(fā)送和接收電子郵件。3、瀏覽器中的緩存 瀏覽器將它取回的每一個頁面副本都放入本地磁盤的緩