1、计算机网络概论本章学习目标域名结构和域名解析的工作原理超本文本传输协议FTP的工作原理SNMP工作方式第6章 应用层 应用层的许多协议都是基于客户/服务器方式。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户/服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。6.1 概述 在应用层中所提供的主要服务有：1.远程登录服务Telnet（Remote Login）2.文件传送服务FTP3.电子邮件服务E-mail（Electronic Mail）4.万维网 5.域名解析DNS6.动态主机配置协议DHCP7.网络管理SNMP6.1
2、概述 6.2.1 DNS概述 1.什么是域名服务 域名只是一个域名只是一个Internet中用于解决地址对应问题的一中用于解决地址对应问题的一种方法。种方法。例如：一个域名例如：一个域名“”，其对，其对应的应的IP地址是地址是211.85.192.1，当用户在浏览器的地址，当用户在浏览器的地址栏中输入这个域名时，栏中输入这个域名时，DNS服务器会自动来把该域服务器会自动来把该域名解析成对应的名解析成对应的IP地址。地址。6.2.1 DNS概述在在Windows 2000 Server中中Hosts文件存放的目录为文件存放的目录为:%System%System32DriversEtc（%Syst
3、em%表示为表示为Windows 2000 Server的安装目录）的安装目录）2.DNS域名结构“域”（Domain）是名字空间中一个可被管理的划分。域名只是个逻辑上的概念，并不反映计算机所在的物理地点。DNS数据库的结构如同一棵倒过来的树，它的根位于最顶部，紧接着在根的下面是一些主域，每个主域又进一步划分为不同的子域。顶级域名常见的有两类：（1）国家级顶级域名。cn,uk,au（2）通用的顶级域名。COM，EDU，NET，ORG，MIL，GOV：FIRM，SHOP，WEB，ARTS，REC，INFO，NOW我们国家将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”两大类。其中，类别域名6个，分别
4、是：AC；COM，EDU，GOV，NET，ORG行政区域名34个，适用于我国的省、自治区、直辖市。例如：bj为北京市；sh为上海市；hb为湖北省等等。域名服务器分为三类：（1）本地域名服务器。（2）根域名服务器。（3）授权域名服务器。3.DNS的工作原理 以下为域名解析过程的步骤：（1）在DNS的客户端发出查询主机名称的指令。（2）该指令所生成的报文会首先被送到指定的DNS服务器（本地域名服务器）进行查询，看是否属于该网域下的主机名称，如果查出该主机名称并不属于该网域范围，然后再查询高速缓存区的记录，查是否有此机名称。（3）查询后发现缓存区中没有此记录资料，会和根域的其中一台服务器发出查询的请
5、求。（4）在根域名服务器中记录了各顶级域名分别是由哪些DNS服务器负责，所以返回最近的cn根域名服务器。（5）根域名服务器返回本地域名服务器告之哪个域名服务器负责.cn这个域，然后本地域名服务器再向该域名服务器发出查询的名称请求。（6）在.cn的DNS服务器上没有找到此名称的记录，但会返回最近的控制网域的DNS服务器主机。（7）本地域名服务器再向的网域的DNS 服务器发出查询主机的请求。（8）的网域中，被指定的DNS 服务器上没有找到此名称的记录，所以会返回最近的控制网域的DNS主机。（9）本地域名服务器会向网域的DNS服务器发出请求查找主机的IP地址，该服务器会返回的IP地址的响应报文。（1
6、0）本地域名服务器收到该响应报文后，把到IP地址的响应结果返回到DNS的客户端，同时也把该结果记录在DNS的高速缓存中。统一资源定位器（Uniform Resource Locator）是文件名的扩展。一个URL包括了以上所有的信息。它的构成为：protocol:/machine.name:portdirectoryfilename6.3.1 WWW概述 1.概述概述WWW是Word Wide Web的英文缩写，译为“万维网”或“全球信息网”WWW服务的基础是Web页面，每个服务站点都包括若干个相互关联的页面，每个Web页即可展示文本、图形图像和声音等多媒体信息，又可提供一种特殊的链接点。每个
7、站点都有一个主页。WWW的核心是Web服务器。2.Web浏览器的工作原理 6.3.1 WWW概述 3万维网高速缓存3万维网高速缓存n主页（Home Page）就是用户在访问Internet网上的某个站点时，首先显示在浏览器中的第一个页面，也称为WWW的“初始页”。n从信息查询的角度来看，主页就是用户本次通过WWW在连接访问超文本各类信息资源的根 n4.主页n超文本传输协议HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）n可以简单地被看成是浏览器和Web服务器之间的会话。n6.3.2 超文本传输协议超文本传输协议nHTTP定义了简单事务处理程序，由下个步骤组成：n（1）客户机
8、与服务器建立连接；n（2）客户机向服务器递交请求，在请求中指明所要求的特定文件；n（3）如果请求被接纳，那么服务器便发回一个应答。在应答中至少应当包括状态编号和该文件内容；n（4）客户机与服务器断开连接。n6.3.2 超文本传输协议超文本传输协议nHTTP协议是一个无状态协议。n6.3.2 超文本传输协议超文本传输协议3.HTTP 的报文结构 HTTP 有两类报文：n请求报文从客户向服务器发送请求报文。n响应报文从服务器到客户的回答。n由于 HTTP 是面向正文的(text-oriented)，因此在报文中的每一个字段都是一些 ASCII 码串，因而每个字段的长度都是不确定的。HTTP 的报文
9、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报文由三个部分组成，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采用的方法决定的。HTTP 请求报文的一些方法 方法（操作）意义OPTIO
10、N 请求一些选项的信息GET 请求读取由 URL所标志的信息HEAD 请求读取由 URL所标志的信息的首部POST 给服务器添加信息（例如，注释）PUT 在指明的 URL下存储一个文档DELETE 删除指明的 URL所标志的资源TRACE 用来进行环回测试的请求报文CONNECT用于代理服务器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“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
11、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。开始行状态码都是三位数字 n1xx 表示通知信息的，如请求收到了或正在进行处理。n2xx 表示成功，如接受或知道了。n3xx 表示重定向，表示要完成请求还必须采取进一步的行动。n4xx 表示客户的差错，如请求中有错误的语法或不能完成。n5xx 表示服务器的差错，
12、如服务器失效无法完成请求。6.4.1 FTP的工作原理 1.FTP概述 FTP的主要功能是在主机间高速可靠地传输文件，这就使得用户可以在某个主机上工作，而将文件存贮在其它主机这上。6.4 FTP协议 FTP是TCP/IP的一种具体应用FTP工作在OSI模型的第七层，TCP模型的第四层上，即应用层FTP使用的是传输层上的TCP协议进行传输而不是UDP协议，这样FTP客户在和服务器建立连接前就要先经过一个被广为熟知的“三次握手”的过程，其意义在于客户与服务器之间的连接是可靠的，为数据的传输提供了可靠的保证。FTP 是 TCP/IP 协议族中的一个协议，是英文File Transfer Protoc
13、ol的缩写。该协议定义的是一个在远程计算机系统和本地计算机系统之间传输文件的一个标准，是Internet文件传送的基础。“下载（download）”文件、“上传（upload）”文件 2.什么是FTP协议 3.FTP的基本工作原理 4.FTP用户授权 FTP地址如下：地址如下：ftp:/用户名：密码用户名：密码FTP服务器服务器IP或域名：或域名：FTP命令端命令端口口/路径路径/文件名文件名 如以下地址都是有效如以下地址都是有效FTP地址：地址：ftp:/ ftp:/lb:123456 5.FTP的传输模式 FTP协议的任务是从一台计算机将文件传送到另一台协议的任务是从一台计算机将文件传送到
14、另一台计算机，它与这两台计算机所处的位置、连接的方式、计算机，它与这两台计算机所处的位置、连接的方式、是否使用相同的操作系统无关。是否使用相同的操作系统无关。（1）ASCII传输方式传输方式（2）二进制传输模式）二进制传输模式 6.4.2 FTP的命令 FTP客户端连接FTP服务器一种是使用一些客户端软件，另外一种是使用命令行方式。要使用FTP的命令行必须首先登录到FTP服务器，登录所使用的命令如下：ftp 主机名（或IP地址）如果网络是连通的话，此时服务器会提示让用户输入用户名和密码，当正确的输入之后就可使用FTP客户端的命令进行相应的上传和下载操作 6.4.2 FTP的命令 1 E-mai
15、l的工作原理（1）由发送方计算机（客户机）的邮件管理程序将邮件进行分拆，即把一个大的信息块分成一个个小的信息块，并把些小的信息块封装成传输层协议（TCP层）下的一个或多个TCP邮包。（2）TCP邮包又按网际层协议（IP层）要求，拆分成IP数据包（分组），并在上面附上目的计算机的地址（IP地址）。6.5.1 E-mail服务器的概述（3）根据目的计算机的IP地址，确定与哪一台计算机进行联系，与对方建立TCP连接。（4）如果连接成功，便将IP邮包送上网络。IP邮包在Internet的传递过程中，将通过对路径的路由选择，经过许许多多路由器存储转发的复杂传递过程，最后到达接收邮件的目的计算机。（5）在
16、接收端，电子邮件程序会把IP邮包收集起来，取出其中的信息，按照信息的原始次序还原成初始的邮件，最后传送给收信人。（1）SMTP协议协议SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）是Internet上基于TCP/IP应用层的协议，适用于主机之间电子邮件交换（2）POP3POP3（Post Office Protocol version 3，邮局协议版本3）是TCP/IP的基本协议之一。（3）MIMEMIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，称为“多用途Internet邮件扩展协议”）是一种编码标准，解决了SM
17、TP协议仅能传送ASCII码文本的限制。6.5.2.E-mail的地址及邮件格式完整的电子邮件地址由二部分组成，第一部分为计算完整的电子邮件地址由二部分组成，第一部分为计算机上的邮箱，第二部分为计算机。一种广泛使用的格机上的邮箱，第二部分为计算机。一种广泛使用的格式是用式是用“”隔开二部分，例如：隔开二部分，例如：1.E-mail邮件格式 电子邮件信息由电子邮件信息由ASCII文本组成，包括两个部分，中文本组成，包括两个部分，中间用一个空行分隔。间用一个空行分隔。第一部分是一个头部（第一部分是一个头部（header），包括有关发送方、），包括有关发送方、接收方、发送日期和内容格式等文本；接收方
18、、发送日期和内容格式等文本；第二部分是正文（第二部分是正文（body）6.2 DHCP6.2 DHCP6.2 DHCP服务器构建服务器构建服务器构建服务器构建服务器构建服务器构建 6.6 动态主机配置协议DHCP 1.什么是DHCP服务 DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol的缩写，叫动态主机配置协议，是使用在TCP/IP通信协议当中，用来暂时指定某一台机器IP地址的通信协议。为了能使一台计算机能通过TCP/IP协议连接到Internet网络，就必须正确的配置TCP/IP协议，配置TCP/IP协议的项目主要包括：IP 地址子网掩码默认路由器的 IP 地
19、址域名服务器的 IP 地址2.DHCP协议的工作过程 DHCP详细工作过程如下：（1）DHCP 服务器被动打开 UDP 端口 67，等待客户端发来的报文。（2）DHCP 客户从 UDP 端口 68发送 DHCP 发现报文。（3）凡收到 DHCP 发现报文的 DHCP 服务器都发出 DHCP 提供报文，因此 DHCP 客户可能收到多个 DHCP 提供报文。DHCP详细工作过程如下：（4）DHCP 客户从几个 DHCP 服务器中选择其中的一个，并向所选择的 DHCP 服务器发送 DHCP 请求报文。（5）被选择的 DHCP 服务器发送确认报文DHCPACK，进入已绑定状态，并可开始使用得到的临时
20、IP 地址了。（6）租用期过了一半（T1 时间到），DHCP 发送请求报文 DHCPREQUEST 要求更新租用期。DHCP详细工作过程如下：（7）DHCP 服务器若同意，则发回确认报文DHCPACK。DHCP 客户得到了新的租用期，重新设置计时器。（8）DHCP 服务器若不同意，则发回否认报文DHCPNACK。（9）DHCP 客户可随时提前终止服务器所提供的租用期，这时只需向 DHCP 服务器发送释放报文 DHCPRELEASE 即可。6.7 简单网络管理协议SNMP6.7.1 网络管理概述 SNMP网络管理系统包含两类设备：网络管理站 被管理的网络设备 网络管理站运行的软件是管理器（man
21、ager）或称管理进程被管理的网络设备运行的软件称为代理（agent）或称代理进程。6.7.1 网络管理概述 6.7.1 网络管理概述 SNMP网络管理规范主要由三个部分组成，这三个部分是：SNMP：manager和agent之间通信的协议，定义了它们交换的报文和报文的格式。MIB：管理信息库，包含所有代理进程的可被管理的对象。SMI：管理信息结构，定义被管理对象的数据类型。6.7.2 SNMP协议报文 SNMP规定了5种协议数据单元PDU（也就是SNMP报文），用来在管理进程和代理之间的交换，这5种协议数据单元分别是：get-request操作get-next-request操作set-re
22、quest操作get-response操作trap操作6.7.2 SNMP协议报文 1公共SNMP首部（1）版本 （2）共同体（community）（3）PDU类型 1公共SNMP首部 PDU类型名 称0get-request1get-next-request2get-response3set-request4trap2get/set首部（1）请求标识符（request ID）（2）差错状态（error status）（3）差错索引（error index）：2get/set首部 差错状态 名字说明0noError一切正常1tooBig代理无法将回答装入到一个SNMP报文之中2noSuchNa
23、me操作指明了一个不存在的变量3badValue一个set操作指明了一个无效值或无效语法4readOnly管理进程试图修改一个只读变量5genErr某些其他的差错3trap首部（1）企业（enterprise）（2）trap类型（3）特定代码(specific-code)（4）时间戳(timestamp)3trap首部trap类型名字说明0coldStart代理进行了初始化1warmStart代理进行了重新初始化2linkDown一个接口从工作状态变为故障状态3linkUp一个接口从故障状态变为工作状态4authenticationFailure 从SNMP管理进程接收到具有一个无效共同体的报
24、文5egpNeighborLoss一个EGP相邻路由器变为故障状态6enterpriseSpecific代理自定义的事件，需要用后面的“特定代码”来指明6.7.3 管理信息库MIB 所谓“管理信息”是指在因特网的网管框架中被管对象的集合。被管对象必须维持可供管理程序读写的若干控制和状态信息。这些信息总称为管理信息库 MIB。管理程序使用 MIB 中这些信息的值对网络进行管理（如读取或重新设置这些值）。6.7.3 管理信息库MIB 管理信息库MIB指明了网络元素所维持的变量（即能够被管理进程查询和设置的信息）。MIB给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构。SNMP的管理信息库采用和域名系统DNS相似的树型结构，它的根在最上面，根没有名字。6.7.3 管理信息库MIB 类别标号所包含的信息system(1)主机或路由器的操作系统interfaces(2)各种网络接口及它们的测定通信量address translation(3)地址转换（例如ARP映射）ip(4)Internet软件（IP分组统计）icmp(5)ICMP软件（已收到ICMP消息的统计）tcp(6)TCP软件（算法、参数和统计）udp(7)UDP软件（UDP通信量统计）egp(8)EGP软件（外部网关协议通信量统计）
