1、12021/2/22数据通信与计算数据通信与计算机网络技术机网络技术22021/2/22第第7章章 应用层协议应用层协议 学习要点：学习要点：应用层的基本概念、功能与作用 域名系统的组成与工作原理 电子邮件的基本组成及工作原理 文件传输系统工作原理与使用方法 理解与掌握万维网的工作原理及网站的建立方法 理解网络管理的含义与功能 32021/2/22第第7章章 应用层协议应用层协议 42021/2/227.1 应用层协议概述应用层协议概述 52021/2/22 应用层是OSI网络模型的最高层，是用户应用程序与网络的接口。应用进程通过应用层协议为用户提供最终服务。所谓应用进程是指在为用户解决某一类
2、应用问题时在网络环境中相互通信的进程。应用层协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议。在应用层协议工作时一般使用C/S模式。C/S模式即客户/服务器模式。这种模式描述了两个进程间的服务与被服务关系。在两个进程进行通信时，请求服务方称为客户，而提供服务方称为服务器。比如在浏览网页时，当我们用鼠标点击某网站的超级链接时，所用的浏览器软件称为客户端软件，由它向远端主机发送浏览网站的请求，在远端主机运行着服务器软件，接收到客户端的请求后，将请求结果即网页传送到客户端，由客户端软件显示给用户。62021/2/227.2 域名系统域名系统DNS 72021/2/227.2.1 域名域名 每台主机都属于某域的
3、成员，或者说属于某一相同组织的计算机组中的一员。域是由域名来标识的。通常域名与公司或其他类型组织联系在一起。Internet将所有连网主机的名字空间划分为许多不同的域（domain）。树根下是最高一级的域，称为顶级域名。Internet采用层次结构的命名树来管理域名。其结构见图7-1所示。目前Internet顶级域名分为三大类：l 国家顶级域名：采用ISO 3166规定。如cn表示中国，us表示美国等l 国际顶级域名：采用int。国际性的组织可在int下注册。l 通用顶级域名：如表7-1所列。82021/2/22顶级域名 gov edu net com org mil cn us sohu i
4、bm sina 3com sprotgov net com edu tsinghua二级域名三级域名图7-1 域名树型结构 92021/2/22表7-1 通用项级域名 域名组织类型域名组织类型com商业机构firm公司企业edu教育部门shop销售公司与企业gov政府部门web突出万维网服务单位org非商业组织arts突出文化艺术活动的单位net网络服务机构rec突出消遣娱乐活动的单位mil美国军队组织info提供信息服务nom个人102021/2/22 在互联的网络中，网络只能识别IP地址，不能识别具有人性化的域名。需要有一种机制，在通信时，将域名转换成IP地址。早在ARPANET时期，网络
5、依靠存储在主机中的ASCII码文件hosts文件来把主机名与IP地址联系起来，称为主机文件。在UNIX系统中文件为/etc/hosts文件，而在Windows系统中文件名为lmhosts。Internet目前使用的是一种联机分布式数据库系统的域名系统DNS。在DNS中由域名服务器（DNS Server）完成域名与IP地址的转换过程，这个过程称为域名解析。在Internet上，域名服务器系统是按域名层次来安排的。每个域名服务器不但能够进行域名解析，而且还必须具有与其他域名服务器连接的能力。当本身不能对某个域名解析时，可以自动将解析请求发送到其他域名服务器。7.2.2 域名系统域名系统DNS 1、
6、IP地址和域名的转换地址和域名的转换112021/2/222、域名解析过程、域名解析过程 下面我们以处于不同域的两个主机通信实例，说明域名的解析过程。域主机A（域名为）欲与域的主机B（域名为）通信。主机A不知道主机B的IP地址。首先向本地域名服务器（授权域名服务器）发出请求报文。本地域名服务器没有主机B的信息，向根域名服务器（）发出请求，若没有主机B的信息，由根域名服务器转发到另外的本地域名服务器（授权域名服务器）。依此类推，一直转发到最终的本地域名服务器（）。若有主机B的信息，则将IP地址信息作为响应报文，按请求顺序传送到主机A。若没有主机B的信息，则将出错信息作为响应报文，传送到主机A。图
7、7-3所示为整个域名的解析过程。122021/2/22本地域名服务器 本地域名服务器 根域名服务器 本地域名服务器 主机 A 主机 B 192.168.0.2 同 一 个 域 同 一 个 域 请求报文 IP()?应答报文 IP()=192.168.0.2 图 7-3 域名层次解析过程 域 com 域 域 域 132021/2/227.3 文件传输协议文件传输协议FTP 142021/2/22文件传递协议 Transfer Protocol）是TCPIP体系中的一个重要协议，它并不是针对某种具体操作系统或某类具体文件而设计的文件传输协议。它通过一些规程，利用网络低层提供的服务，来完成文件传输的任
8、务。它屏蔽了计算机系统的细节。因此FTP就比较简单和容易使用，它只提供文件传送的一些基本的服务，可以在异构网中任意计算机间传送文件。FTP服务是由FTP服务器提供服务的。FTP服务器是指运行TCP/IP协议的网络上存储大量文件和数据的计算机主机，它设有公共账号，有公开的资源供用户下载及使用。公用的FTP服务器都支持匿名登录，任何用户都可使用“anonymous”为账号，以自己的电子邮件地址为口令登录到FTP服务器，使用该服务器提供的服务。7.3.1 概述概述 152021/2/22FTP使用TCP可靠传输，按C/S模式工作。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。服务器进程主要分为两
9、大部分：一个主进程，负责接受新的客户请求并启动相应的从属进程；若干从属进程，负责处理具体的客户请求。7.3.2 FTPFTP工作原理工作原理 1、基本概念、基本概念2、工作过程、工作过程（1）在服务器端首先启动FTP主进程；（2）客户端在命令提示符下输入 ftp 服务器名 并按回车；（3）服务器主进程接收到客户请求，启动从属的“控制进程”与客户端建立“控制连接”，并将响应信息传送给客户端。（4）服务器主进程回到等待状态，继续准备接收其他客户的请求。162021/2/22（5）客户端输入账号、口令、及文件读取命令后，通过“控制连接”传送到服务器端的“控制进程”；（6）服务器“控制进程”创建“数据
10、传送进程”，并通过端口20与客户端建立“数据传输连接”；（7）客户端通过建立的“控制连接”传送交互命令，通过“数据连接”接收服务器传来的文件数据;（8）传输结束，服务器端释放“数据连接”，“数据传输进程”自动终止；（9）客户端输入退出命令，释放“控制连接”；（10）服务器端“控制进程”自动终止。至此整个FTP会话过程结束。172021/2/223、FTP交互命令使用说明交互命令使用说明命令命令格式命令意义getget file1 file2将文件file1下载到本地，并改名为file2putput file1 file2将文件file1上传到服务器，并改名为file2lsls显示当前目录下的文
11、件cd cd abc进入abc目录renamerename file1 file2将文件file1改名为file2？user显示user命令的功能！进入本地操作系统外壳（exit返回ftp）quitquit退出ftp182021/2/227.4 简单邮件传输协议简单邮件传输协议SMTP 192021/2/22电子邮件（E-mail）是Internet上使用最为广泛的一种服务之一。欲使用电子邮件的人员可到ISP网站注册申请邮箱，获得电子邮件账号（电子邮件地址）及口令，就可通过专用的邮件处理程序接、发电子邮件了。邮件发送者将邮件发送到邮件接收者的ISP邮件服务器的邮箱中，接收者可在任何时刻主动地通
12、过Internet查看或下载邮件。电子邮件可以在两个用户间交换，也可以向多个用户发送同一封邮件，或将收到的邮件转发给其它用户。电子邮件不仅包含文本信息，还可包含声音、图像、视频、应用程序等各类计算机文件。7.4.1 概述概述 1、电子邮件基本概念、电子邮件基本概念202021/2/22邮件的发送协议为SMTP，即简单电子邮件发送协议。邮件下载协议为POP、即邮局协议，目前经常使用的是第3版本，称为POP3协议。用户通过POP3协议将邮件下载到本地PC进行处理，ISP邮件服务器上的邮件会自动删除。IMAP因特网报文存取协议，也是邮件下载协议，但它与POP协议不同，它支持在线对邮件的处理，邮件的检
13、索与存储等操作不必先下载到本地。用户不发送删除命令，邮件一直保存在邮件服务器上。常用的收发电子邮件的软件有Exchange、Outlook Express、Foxmail等，这些软件提供邮件的接收、编辑、发送及管理功能。2、协议支持、协议支持212021/2/22一个电子邮件系统发下几个部件组成。7.4.2 电子邮件的工作原理电子邮件的工作原理 1、电子邮件系统的组成、电子邮件系统的组成用户代理程序邮件服务器邮件服务器用户代理程序SMTPPOP3SMTP222021/2/221、用户通过用户代理程序撰写、编辑邮件。在发送栏填入收件人的邮件地址。邮件地址格式为：信箱名邮件服务器域名2、撰写完邮件
14、后，点击发送按钮，准备将邮件通过SMTP协议传送到发送邮件服务器。3、发送邮件服务器将邮件放入邮件发送缓存队列中，等待发送。4、接收邮件服务器将收到的邮件保存到用户的邮箱中，等待收件人提取邮件。5、收件人在方便的时候，使用POP3协议从接收邮件服务器中提取电子邮件，通过用户代理程序进行阅览、保存及其他处理。2、工作过程、工作过程232021/2/227.4.3 简单电子邮件传送协议简单电子邮件传送协议SMTP 协议实现的过程，是双方信息交换的过程。SMTP协议正是规定了进行通信的两个SMTP进程间是如何交换信息的。SMTP使用C/S模式工作，因此发送方为客户端（Client端），接收方为服务器
15、端（Server端）。SMTP规定了14条命令和21种响应信息。每条命令用4个字母组成，而响应信息一般由1个3位数字代码开始，后面附上简单说明。SMTP协议的工作过程可分为如下的三个过程：1、建立连接 2、邮件传送 3、连接释放 242021/2/227.5 万维网万维网WWW 252021/2/227.5.1 概述概述 万维网 Wide Web）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet
16、的发展，万维网 Wide Web）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展。262021/2/22 万维网 Wide Web）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展，
17、万维网 Wide Web）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展。7.5.2 超文本传输协议超文本传输协议HTTP 272021/2/22 HTTP（HyperText Transfer Protocol）超文本传输协议是万维网客户端进程与服务器端进程交互遵守的协议。是一个应用层的协议，使用TCP连接进行可靠的传输。HTTP是万维网上资源传送的规则，是万维网能正常运行的基础保障。
18、HTTP采用C/S工作模式。万维网的每个站点都有一个服务进程，它不断监听TCP的80端口，等待客户端的TCP连接请求。在客户端需要运行用户与万维网的接口程序，一般是浏览器软件。7.5.2 超文本传输协议超文本传输协议HTTP 282021/2/22控制程序HTML解释程序其它组件程序缓存HTTP客房进程其它客房程序驱动程序网 络 接 口与远端服务器通信用户输入请求信息显示典型浏览器组成结构 292021/2/22网页的标识是通过URL（Universal Resource Locator）统一资源定位符来标识的，具体格式为：协议：/主机：端口/路径/文档其中协议：指访问URL的方式，可以是HT
19、TP、FTP等；主机：是被访问文档所在的主机的域名；端口：是建立TCP连接的端口号，使用熟知端口可以忽略；路径：是文档在主机上的相对存储位置；文档：是具体的页面文件。例如：http：/sohucomcn/sports/abchtm mitedu302021/2/22 HTML（Hyper Text Markup Language）超文本标记语言，是万维网上页面标准化的基础，是万维网页面制作的标准语言，是对超文本信息格式化输出的标记。以下是在用户屏幕上显示“Welcome to HTML！”信息页面的HTML语言ASCII文件。TEST Welcome to HTML!7.5.3 超文本标记语言
20、超文本标记语言HTML 312021/2/227.5.4 动态网页技术动态网页技术 所谓动态文档是指文档的内容是在浏览器访问万维网服务器时，由存储在万维网服务器的应用程序动态创建的。当浏览器请求到达时，万维网服务器需要运行另外一个应用程序，并将控制权转移到此应用程序。该应用程序对浏览器发送来的数据进行处理，并输出HTML格式的文档。万维网服务器将此输出作为结果传送给浏览器。由于对浏览器每次请求的响应都是临时生成的，因此动态文档所看到的内容可根据需要不断变化。可见动态文档最大的优点即是可发布内容更新较快的信息。例如，可用动态文档发布股市行情、天气预报或民航售票等信息。动态文档与静态文档的最大区别
21、就在于服务器端，文档内容生成的方法不同。而对于浏览器端来说，两种文档都是一样的，都遵循HTML所规定的格式，浏览器只根据HTML标记显示文档内容。322021/2/22 要实现动态文档必须对万维网服务器的功能进行扩充。应增加另外的应用程序，即通用网关接口程序CGI（Common Gateway Interface）程序，用来处理浏览器发来的数据，并生成文档内容。需要增加通用网关接口CGI，用来使万维网服务器将浏览器发来的数据传送给CGI程序，同时能解释CGI程序的输出，并向浏览器返回HTML文档。CGI是一种标准，它规定了万维网服务器应如何与CGI程序交互，以实现动态文档。332021/2/2
22、27.6 网络管理与网络管理与SNMP（1）故障管理（Fault Management）。（2）计费管理（Accounting Management）。（3）配置管理（Configuration Management）。（4）性能管理（Performance Management）。（5）安全管理（Security Management）。7.6.1 网络管理的功能：342021/2/227.6 网络管理与网络管理与SNMP 交换机（A）智能集线器（A）工作站（A）路由器（A）桌面交换机（A）工作站（A）服务器（A）网络管理工作站（M）MIBInternet网络管理系统的组成352021/2/
23、227.6.3 简单网络管理协议SNMP SNMP的设计原则是简单性(Simplicity)和扩展性(Extensibility)。扩展性主要是通过将管理信息模型与协议、被管理对象的详细规定(MIB)分离实现；简单性则是通过信息类型的限制、请求/响应机制而取得。362021/2/227.6 网络管理与网络管理与SNMP 管理信息库SNMP 管理器SNMP代理管理信息库（主机）（网关）SNMP代理SNMP代理管理信息库（主机）.372021/2/227.6.3 SNMP报文报文 SNMP是一种基于用户数据报协议（UDP）的应用层协议，其基本报文格式如图所示。SNMP 报文有三个域，版本（Version）、公共体（Community）和协议数据单元（SNMP PDU）。管理工作站和代理（Agent）之间的信息交换传递的就是SNMP 报文。而SNMP报文作为UDP的数据部分被封装在UDP数据报中，通过UDP端口161（162）传送。382021/2/22版本域：表示SNMP协议的版本公共体：是为增加系统的安全性而引入的，它的作用相当于口令。协议数据单元：存放实际传送的报文 392021/2/22谢谢！402021/2/22
