河南财经学院CH6-应用层课件

河南财经学院CH6-应用层计算机网络（第 5 版）第 6 章 应用层河南财经学院CH6-应用层6.1 域名系统 DNS 6.1.1 域名系统概述 6.1.2 因特网的域名结构 6.1.3 域名服务器6.2 文件传送协议 6.2.1 FTP 概述 6.2.2 FTP 的基本工作原理 6.2.3 简单文件传送协议 TFTP 第 6 章 应用层河南财经学院CH6-应用层6.3 远程终端协议 TELNET 6.4 万维网 WWW 6.4.1 概述 6.4.2 统一资源定位符 URL 6.4.3 超文本传送协议 HTTP 6.4.4 万维网的文档 6.4.5 万维网的信息检索系统第 6 章 应用层（续）河南财经学院CH6-应用层 6.5 电子邮件6.5.1 电子邮件概述6.5.2 简单邮件传送协议 SMTP6.5.3 电子邮件的信息格式6.5.4 邮件读取协议 POP3 和 IMAP6.5.5 基于万维网的电子邮件 6.5.6 通用因特网邮件扩充 MIME第 6 章 应用层（续）河南财经学院CH6-应用层6.6 动态主机配置协议 DHCP 6.7 简单网络管理协议 SNMP6.7.1 网络管理的基本概念6.7.2 管理信息结构 SMI 6.7.3 管理信息库 MIB 6.7.4 SNMP 的协议数据单元和报文6.8 应用进程跨越网络的通信6.8.1 系统调用和应用编程接口6.8.2 几种常用的系统调用第 6 章 应用层（续）河南财经学院CH6-应用层 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 IP 地址的解析是由若干个域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。 6.1 域名系统 DNS6.1.1 域名系统概述河南财经学院CH6-应用层 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，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。 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 . 二级域名 . 顶级域名 各标号分别代表不同级别的域名。 6.1.2 因特网的域名结构河南财经学院CH6-应用层 域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。 变长的域名和使用有助记忆的字符串，是为了便于人来使用。而 IP 地址是定长的 32 位二进制数字则非常便于机器进行处理。 域名中的“点”和点分十进制 IP 地址中的“点”并无一一对应的关系。点分十进制 IP 地址中一定是包含三个“点”，但每一个域名中“点”的数目则不一定正好是三个。 域名只是个逻辑概念河南财经学院CH6-应用层我的DNS服务器河南财经学院CH6-应用层 设想有一天整个因特网DNS系统瘫痪，试问还有可能上网吗？DNS河南财经学院CH6-应用层 文件传送协议 FTP ( Protocol) 是因特网上使用得最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。 RFC 959 很早就成为了因特网的正式标准。 6.2 文件传送协议 6.2.1 FTP概述河南财经学院CH6-应用层 打开熟知端口（端口号为 21），使客户进程能够连接上。 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。 主进程的工作步骤如下河南财经学院CH6-应用层 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”并结束运行。 两个连接河南财经学院CH6-应用层FTP 使用的两个 TCP 连接 控制进程FTP 客户端FTP 服务器端因特网TCP 控制连接TCP 数据连接用户界面控制进程数据传送进程数据传送进程河南财经学院CH6-应用层 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 河南财经学院CH6-应用层 万维网 WWW (World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。 万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。 万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。 这种访问方式称为“链接”。6.4 万维网 WWW6.4.1 万维网概述河南财经学院CH6-应用层万维网提供分布式服务 万维网站点 A万维网站点 C万维网站点 E万维网站点 D万维网站点 B链接到链接到链接到链接到链接到链接到河南财经学院CH6-应用层 万维网是分布式超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。 一个超文本由多个信息源链接成。利用一个链接可使用户找到另一个文档。这些文档可以位于世界上任何一个接在因特网上的超文本系统中。超文本是万维网的基础。 超媒体与超文本的区别是文档内容不同。超文本文档仅包含文本信息，而超媒体文档还包含其他表示方式的信息，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。超媒体与超文本河南财经学院CH6-应用层 万维网以客户服务器方式工作。 浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。 客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。 在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面(page)。 万维网的工作方式 河南财经学院CH6-应用层(1) 怎样标志分布在整个因特网上的万维网文档？ 使用统一资源定位符 URL (Uniform Resource Locator)来标志万维网上的各种文档。 使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL。 万维网必须解决的问题 河南财经学院CH6-应用层(2) 用何协议实现万维网上各种超链的链接？ 在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是超文本传送协议 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。 HTTP 是一个应用层协议，它使用 TCP 连接进行可靠的传送。 万维网必须解决的问题 河南财经学院CH6-应用层(3) 怎样使各种万维网文档都能在因特网上的各种计算机上显示出来，同时使用户清楚地知道在什么地方存在着超链？ 超文本标记语言 HTML (HyperText Markup Language)使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链从本页面的某处链接到因特网上的任何一个万维网页面，并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。 万维网必须解决的问题 河南财经学院CH6-应用层(4) 怎样使用户能够很方便地找到所需的信息？ 为了在万维网上方便地查找信息，用户可使用各种的搜索工具（即搜索引擎）。 万维网必须解决的问题 河南财经学院CH6-应用层 为了使超文本的链接能够高效率地完成，需要用 HTTP 协议来传送一切必须的信息。 从层次的角度看，HTTP 是面向事务的(transaction-oriented)应用层协议，它是万维网上能够可靠地交换文件（包括文本、声音、图像等各种多媒体文件）的重要基础。 6.4.3 超文本传送协议 HTTP1. HTTP 的操作过程 河南财经学院CH6-应用层万维网的工作过程 因特网服务器链接到URL的超链HTTP 使用此 TCP 连接浏览器 程序服务器 程序HTTP客户清华大学院系设置建立 TCP 连接释放 TCP 连接HTTP 响应报文 响应文档HTTP 请求报文 请求文档河南财经学院CH6-应用层电子邮件(e-mail)是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中的收件人邮箱中，收件人可随时上网到自己使用的邮件服务器进行读取。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。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。6.5 电子邮件6.5.1 概述河南财经学院CH6-应用层发送邮件的协议：SMTP读取邮件的协议：POP3 和 IMAPMIME 在其邮件首部中说明了邮件的数据类型(如文本、声音、图像、视像等)，使用 MIME 可在邮件中同时传送多种类型的数据。 电子邮件的一些标准河南财经学院CH6-应用层电子邮件的最主要的组成构件 发送方邮件缓存 接收端邮件服务器用户代理SMTPSMTPPOP3 发送端邮件服务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连接发送方邮件服务器SMTP客户POP3客户发件人用户代理接收方邮件服务器SMTP服务器POP3服务器SMTP服务器SMTP客户收件人用户代理TCP 连接河南财经学院CH6-应用层 发件人调用 PC 机中的用户代理撰写和编辑要发送的邮件。 发件人的用户代理把邮件用 SMTP 协议发给发送方邮件服务器， SMTP 服务器把邮件临时存放在邮件缓存队列中，等待发送。 发送方邮件服务器的 SMTP 客户与接收方邮件服务器的 SMTP 服务器建立 TCP 连接，然后就把邮件缓存队列中的邮件依次发送出去。 发送和接收电子邮件的几个重要步骤河南财经学院CH6-应用层 运行在接收方邮件服务器中的SMTP服务器进 程收到邮件后，把邮件放入收件人的用户邮箱中，等待收件人进行读取。 收件人在打算收信时，就运行 PC 机中的用户代理，使用 POP3（或 IMAP）协议读取发送给自己的邮件。 请注意，POP3 服务器和 POP3 客户之间的通信是由 POP3 客户发起的。 发送和接收电子邮件的几个重要步骤（续）河南财经学院CH6-应用层 SMTP 所规定的就是在两个相互通信的 SMTP 进程之间应如何交换信息。 由于 SMTP 使用客户服务器方式，因此负责发送邮件的 SMTP 进程就是 SMTP 客户，而负责接收邮件的 SMTP 进程就是 SMTP 服务器。 SMTP 规定了 14 条命令和 21 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，由一个 3 位数字的代码开始，后面附上（也可不附上）很简单的文字说明。 6.5.2 简单邮件传送协议 SMTP 河南财经学院CH6-应用层1. 连接建立：连接是在发送主机的 SMTP 客户和接收主机的 SMTP 服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器。 2. 邮件传送3. 连接释放：邮件发送完毕后，SMTP 应释放 TCP 连接。 SMTP 通信的三个阶段 河南财经学院CH6-应用层33SMTP交互的示例 S: 220 hamburger.edu C: HELO crepes.fr S: 250 Hello crepes.fr, pleased to meet you C: MAIL FROM: S: 250 . Sender ok C: RCPT TO: S: 250 . Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with . on a line by itself C: Do you like ketchup? C: How about pickles? C: . S: 250 Message accepted for delivery C: QUIT S: 221 hamburger.edu closing connection河南财经学院CH6-应用层邮局协议 POP 是一个非常简单、但功能有限的邮件读取协议，现在使用的是它的第三个版本 POP3。POP 也使用客户服务器的工作方式。在接收邮件的用户 PC 机中必须运行 POP 客户程序，而在用户所连接的 ISP 的邮件服务器中则运行 POP 服务器程序。 使用明文传输用户名和密码。6.5.4 邮件读取协议POP3 和 IMAP河南财经学院CH6-应用层 IMAP 也是按客户服务器方式工作，现在较新的是版本 4，即 IMAP4。 用户在自己的 PC 机上就可以操纵 ISP 的邮件服务器的邮箱，就像在本地操纵一样。 因此 IMAP 是一个联机协议。当用户 PC 机上的 IMAP 客户程序打开 IMAP 服务器的邮箱时，用户就可看到邮件的首部。若用户需要打开某个邮件，则该邮件才传到用户的计算机上。 IMAP 协议(Internet Message Access Protocol) 河南财经学院CH6-应用层 针对SMTP的缺点，增加了MIME.电子邮件应用的协议： SMTP POP3 IMAP MIME通用因特网邮件扩充MIMEB河南财经学院CH6-应用层 为了将软件协议做成通用的和便于移植，协议软件的编写者把协议软件参数化。这就使得在很多台计算机上使用同一个经过编译的二进制代码成为可能。 一台计算机和另一台计算机的区别，都可通过一些不同的参数来体现。 在软件协议运行之前，必须给每一个参数赋值。例如IP地址，子网掩码，默认路由，域名服务器等参数。 6.6 动态主机配置协议 DHCP河南财经学院CH6-应用层 需要配置的项目 (1) IP 地址 (2) 子网掩码 (3) 默认路由器的 IP 地址 (4) 域名服务器的 IP 地址 这些信息通常存储在一个配置文件中，计算机在引导过程中可以对这个文件进行存取。 对于无盘工作站，操作系统保存在ROM中，利用BOOTP进行配置，它需要人工配置，已被淘汰。协议配置（续）河南财经学院CH6-应用层 动态主机配置协议 DHCP 提供了即插即用连网(plug-and-play networking)的机制。 这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。动态主机配置协议 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 河南财经学院CH6-应用层 网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能，服务质量等。网络管理常简称为网管。 网络是一个复杂的分布式系统，有很多不同厂家，运行各种协议的设备，我们需要一种机制读取这些设备上的信息，还要把信息写入这些设备。6.7 简单网络管理协议 SNMP6.7.1 网络管理的基本概念