計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層

1、第七章 應(yīng)用層（一）域名系統(tǒng)DNS（二）文件傳輸協(xié)議FTP（三）電子郵件（四）WWW1第七章 應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議的特點(diǎn)每個(gè)應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某一類應(yīng)用問(wèn)題，而問(wèn)題的解決又往往是通過(guò)位于不同主機(jī)中的多個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來(lái)完成的。應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時(shí)所遵循的協(xié)議。應(yīng)用層的許多協(xié)議都是基于客戶服務(wù)器方式?？蛻?client)和服務(wù)器(server)都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程。客戶服務(wù)器方式所描述的是進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系?？蛻羰欠?wù)請(qǐng)求方，服務(wù)器是服務(wù)提供方。 27.1 域名系統(tǒng)DNS域名解析 域名服務(wù)器 因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu) 域名系統(tǒng)概述37.1 域名系統(tǒng)D

2、NS7.1.1域名系統(tǒng)概述定義：在因特網(wǎng)上保持域名和IP地址間對(duì)應(yīng)關(guān)系的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(DNS服務(wù)器)的集合稱為域名系統(tǒng)DNS。因特網(wǎng)采用層次結(jié)構(gòu)的命名樹(shù)作為主機(jī)的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng) DNS。名字到 IP 地址的解析是由若干個(gè)域名服務(wù)器程序完成的。域名服務(wù)器程序在專設(shè)的結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，運(yùn)行該程序的機(jī)器稱為域名服務(wù)器。 47.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)任何一個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)或路由器，都有一個(gè)唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名。域名的結(jié)構(gòu)由標(biāo)號(hào)序列組成，各標(biāo)號(hào)之間用點(diǎn)隔開(kāi)：各標(biāo)號(hào)分別代表不同級(jí)別的域名。 比如： . 三級(jí)域名 . 二級(jí)域名 . 頂級(jí)域名頂級(jí)域名二級(jí)域名三級(jí)域名

3、四級(jí)域名57.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)域名只是個(gè)邏輯概念，并不代表計(jì)算機(jī)所在的物理地點(diǎn)。變長(zhǎng)的域名和使用有助記憶的字符串，是為了便于人來(lái)使用。而 IP 地址是定長(zhǎng)的 32 位二進(jìn)制數(shù)字則非常便于機(jī)器進(jìn)行處理。域名中的“點(diǎn)”和點(diǎn)分十進(jìn)制 IP 地址中的“點(diǎn)”并無(wú)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。點(diǎn)分十進(jìn)制 IP 地址中一定是包含三個(gè)“點(diǎn)”，但每一個(gè)域名中“點(diǎn)”的數(shù)目則不一定正好是三個(gè)。 67.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)采用了層次樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的命名方法。DNS的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)以域名為索引，每個(gè)域名實(shí)際上就是一棵很大的逆向樹(shù)中路徑，這棵逆向樹(shù)稱為域名空間。root四級(jí)域名mail

4、wwwbjeducomcctvibmhp二級(jí)域名pkufzu三級(jí)域名mailwwwcomnetorgedugovaerocnuk頂級(jí)域名77.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)頂級(jí)域名國(guó)家頂級(jí)域名nTLD：如.cn 表示中國(guó)，.us 表示美國(guó)，.uk 表示英國(guó)，等等。通用頂級(jí)域名gTLD： .com （公司和企業(yè)） .net （網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)） .org （非贏利性組織) .edu （美國(guó)專用的教育機(jī)構(gòu)） .gov (美國(guó)專用的政府部門） .mil （美國(guó)專用的軍事部門） .int （國(guó)際組織）87.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)頂級(jí)域名基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名(infrastruc

5、ture domain)：這種頂級(jí)域名只有一個(gè)，即 arpa，用于反向域名解析，因此又稱為反向域名。97.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.2因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)頂級(jí)域名新增通用頂級(jí)域名.aero （航空運(yùn)輸企業(yè)）.biz （公司和企業(yè)）.cat （加泰隆人的語(yǔ)言和文化團(tuán)體）.coop （合作團(tuán)體）.info （各種情況）.jobs （人力資源管理者）.mobi （移動(dòng)產(chǎn)品與服務(wù)的用戶和提供者）.museum（博物館）.name （個(gè)人）.pro （有證書(shū)的專業(yè)人員）.travel（旅游業(yè)） 107.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器存在的問(wèn)題因特網(wǎng)引入域名，方便了用戶使用，同時(shí)也增加了開(kāi)銷，域名與I

6、P地址的對(duì)應(yīng)通常通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置域名服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。理論上說(shuō)，每一級(jí)的域名都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的域名服務(wù)器，但這樣做會(huì)使域名服務(wù)器的數(shù)量太多，而使域名系統(tǒng)的運(yùn)行效率降低。問(wèn)題的解決DNS采用劃分區(qū)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。117.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器一個(gè)服務(wù)器所負(fù)責(zé)管轄的（或有權(quán)限的）范圍叫做區(qū)。各單位根據(jù)具體情況來(lái)劃分自己管轄范圍的區(qū),但在一個(gè)區(qū)中的所有節(jié)點(diǎn)必須是能夠連通的。每一個(gè)區(qū)設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限域名服務(wù)器，用來(lái)保存該區(qū)中的所有主機(jī)的域名到IP地址的映射。127.1 域名系統(tǒng)DNS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)abcxuvwt

7、ycomeduorg根comeduorg根137.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器因特網(wǎng)上的DNS域名服務(wù)器也是按照層次安排，每一個(gè)域名服務(wù)器只對(duì)域名體系中的一部分進(jìn)行管轄。根域名服務(wù)器org 域名服務(wù)器com 域名服務(wù)器edu 域名服務(wù)器域名服務(wù)器abc 公司有兩個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器權(quán)限域名服務(wù)器根域名服務(wù)器頂級(jí)域名服務(wù)器域名服務(wù)器147.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器根域名服務(wù)器根域名服務(wù)器是最重要的域名服務(wù)器。所有的根域名服務(wù)器都知道所有的頂級(jí)域名服務(wù)器的域名和 IP 地址。不管是哪一個(gè)本地域名服務(wù)器，若要對(duì)因特網(wǎng)上任何一個(gè)域名進(jìn)行解析，只要自己無(wú)法解析，就首先求助于根域名服務(wù)

8、器。根域名服務(wù)器并不直接把域名直接轉(zhuǎn)換成 IP 地址，而是把下一步應(yīng)當(dāng)?shù)捻敿?jí)域名服務(wù)器的 IP 地址告訴本地域名服務(wù)器。157.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器頂級(jí)域名服務(wù)器這些域名服務(wù)器負(fù)責(zé)管理在該頂級(jí)域名服務(wù)器注冊(cè)的所有二級(jí)域名。當(dāng)收到 DNS 查詢請(qǐng)求時(shí)，就給出相應(yīng)的回答（可能是最后的結(jié)果，也可能是下一步應(yīng)當(dāng)找的域名服務(wù)器的 IP 地址）。 167.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器權(quán)限域名服務(wù)器這就是前面已經(jīng)講過(guò)的負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)的域名服務(wù)器。當(dāng)一個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時(shí)，就會(huì)告訴發(fā)出查詢請(qǐng)求的 DNS 客戶，下一步應(yīng)當(dāng)找哪一個(gè)權(quán)限域名服務(wù)器。 177.1 域名系

9、統(tǒng)DNS7.1.3域名服務(wù)器本地域名服務(wù)器本地域名服務(wù)器并不屬于域名服務(wù)器層次結(jié)構(gòu)，但它對(duì)域名系統(tǒng)非常重要。當(dāng)一個(gè)主機(jī)發(fā)出 DNS 查詢請(qǐng)求時(shí)，這個(gè)查詢請(qǐng)求報(bào)文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。每一個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)提供者 ISP，或一個(gè)大學(xué)，甚至一個(gè)大學(xué)里的系，都可以擁有一個(gè)本地域名服務(wù)器，這種域名服務(wù)器有時(shí)也稱為默認(rèn)域名服務(wù)器。 187.1 域名系統(tǒng)DNS7.1.4域名解析主機(jī)向本地域名服務(wù)器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機(jī)所詢問(wèn)的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務(wù)器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請(qǐng)求報(bào)文。本地域名服務(wù)器向根域名服務(wù)器的查詢通常是采

10、用迭代查詢。當(dāng)根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的迭代查詢請(qǐng)求報(bào)文時(shí)，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“你下一步應(yīng)當(dāng)向哪一個(gè)域名服務(wù)器進(jìn)行查詢”。然后讓本地域名服務(wù)器進(jìn)行后續(xù)的查詢。197.1 域名系統(tǒng)DNS頂級(jí)域名服務(wù)器權(quán)限域名服務(wù)本地域名服務(wù)器根域名服務(wù)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(wù)器采用迭代查詢 207.1 域名系統(tǒng)DNS本地域名服務(wù)器采用遞歸查詢（比較少用） 頂級(jí)域名服務(wù)器權(quán)限域名服務(wù)本地域名服務(wù)器 根域名服務(wù)器遞歸查詢遞歸查詢 的 IP 地址 需要查找 的 IP 地址217.2 文件傳輸協(xié)議FTPFTP工作原理文件傳輸協(xié)議

11、概述227.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.1文件傳輸協(xié)議概述文件傳送協(xié)議 FTP ( Protocol) 是因特網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議，用于Internet上的控制文件的雙向傳輸。FTP的主要作用，就是讓用戶連接上一個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)（這些計(jì)算機(jī)上運(yùn)行著FTP服務(wù)器程序）察看遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)有哪些文件，然后把文件從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上拷到本地計(jì)算機(jī)，或把本地計(jì)算機(jī)的文件送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)去。237.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP工作原理FTP 使用客戶服務(wù)器方式。一個(gè) FTP 服務(wù)器進(jìn)程可同時(shí)為多個(gè)客戶進(jìn)程提供服務(wù)。FTP 的服務(wù)器進(jìn)程由兩大部分組成：一個(gè)主進(jìn)程，負(fù)責(zé)接受新的請(qǐng)求；另外有若干個(gè)從屬進(jìn)程

12、，負(fù)責(zé)處理單個(gè)請(qǐng)求。247.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP的工作原理主進(jìn)程的工作步驟打開(kāi)熟知端口（端口號(hào)為 21），使客戶進(jìn)程能夠連接上。等待客戶進(jìn)程發(fā)出連接請(qǐng)求。啟動(dòng)從屬進(jìn)程來(lái)處理客戶進(jìn)程發(fā)來(lái)的請(qǐng)求。從屬進(jìn)程對(duì)客戶進(jìn)程的請(qǐng)求處理完畢后即終止，但從屬進(jìn)程在運(yùn)行期間根據(jù)需要還可能創(chuàng)建其他一些子進(jìn)程?；氐降却隣顟B(tài)，繼續(xù)接受其他客戶進(jìn)程發(fā)來(lái)的請(qǐng)求。主進(jìn)程與從屬進(jìn)程的處理是并發(fā)地進(jìn)行。 257.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP的工作原理兩個(gè)連接在進(jìn)行文件傳輸時(shí)，F(xiàn)TP的客戶和服務(wù)器之間要建立兩個(gè)并行的TCP連接：控制連接和數(shù)據(jù)連接。控制連接在整個(gè)會(huì)話期間一直保持打開(kāi)，F(xiàn)TP 客戶發(fā)出的傳

13、送請(qǐng)求通過(guò)控制連接發(fā)送給服務(wù)器端的控制進(jìn)程，但控制連接不用來(lái)傳送文件。實(shí)際用于傳輸文件的是“數(shù)據(jù)連接”。服務(wù)器端的控制進(jìn)程在接收到 FTP 客戶發(fā)送來(lái)的文件傳輸請(qǐng)求后就創(chuàng)建“數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程”和“數(shù)據(jù)連接”，用來(lái)連接客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程。數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程實(shí)際完成文件的傳送，在傳送完畢后關(guān)閉“數(shù)據(jù)傳送連接”并結(jié)束運(yùn)行。 267.2 文件傳輸協(xié)議FTP控制進(jìn)程FTP 客戶端FTP 服務(wù)器端因特網(wǎng)TCP 控制連接TCP 數(shù)據(jù)連接用戶界面控制進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程277.2 文件傳輸協(xié)議FTP7.2.2FTP的工作原理兩個(gè)連接當(dāng)客戶進(jìn)程向服務(wù)器進(jìn)程發(fā)出建立連接請(qǐng)求時(shí)，要尋找連接服務(wù)器進(jìn)程的熟知

14、端口(21)，同時(shí)還要告訴服務(wù)器進(jìn)程自己的另一個(gè)端口號(hào)碼，用于建立數(shù)據(jù)傳送連接。接著，服務(wù)器進(jìn)程用自己傳送數(shù)據(jù)的熟知端口(20)與客戶進(jìn)程所提供的端口號(hào)碼建立數(shù)據(jù)傳送連接。由于 FTP 使用了兩個(gè)不同的端口號(hào)，所以數(shù)據(jù)連接與控制連接不會(huì)發(fā)生混亂。287.3 電子郵件7.3.1電子郵件概述電子郵件(e-mail)是因特網(wǎng)上使用得最多的和最受用戶歡迎的一種應(yīng)用。電子郵件把郵件發(fā)送到收件人使用的郵件服務(wù)器，并放在其中的收件人郵箱中，收件人可隨時(shí)上網(wǎng)到自己使用的郵件服務(wù)器進(jìn)行讀取。電子郵件不僅使用方便，而且還具有傳遞迅速和費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)?，F(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。297.

15、3 電子郵件7.3.2電子郵件地址格式TCP/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(jī)的域名 例如： 這個(gè)用戶名在該域名的范圍內(nèi)是唯一的。 郵箱所在的主機(jī)的域名在全世界必須是唯一的 307.4 萬(wàn)維網(wǎng)WWW7.4.1萬(wàn)維網(wǎng)概述萬(wàn)維網(wǎng) WWW (World Wide Web)并非某種特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。萬(wàn)維網(wǎng)是一個(gè)大規(guī)模的、聯(lián)機(jī)式的信息儲(chǔ)藏所。萬(wàn)維網(wǎng)用鏈接的方法能非常方便地從因特網(wǎng)上的一個(gè)站點(diǎn)訪問(wèn)另一個(gè)站點(diǎn)，從而主動(dòng)地按需獲取豐富的信息。317.4 萬(wàn)維網(wǎng)WWW7.4.2萬(wàn)維網(wǎng)工作方式萬(wàn)維網(wǎng)以客戶服務(wù)器方式工作。瀏覽器就是在用戶計(jì)算機(jī)上的萬(wàn)維網(wǎng)客戶程序。萬(wàn)維網(wǎng)文檔所駐留的計(jì)算機(jī)則運(yùn)行服務(wù)器程序，因此這個(gè)計(jì)算