生物醫(yī)學工程_計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層-簡單版

1、計算機網(wǎng)絡(luò)第 6 章 應(yīng)用層2第 6 章 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用6.1 應(yīng)用層協(xié)議原理6.2 域名系統(tǒng)DNS6.3 萬維網(wǎng)WWW6.4 電子郵件6.5 文件傳輸協(xié)議6.6 動態(tài)主機配置協(xié)議：DHCP6.7 P2P文件共享6.8 多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用3知識回顧與應(yīng)用層解決的問題計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（OSI、TCP/IP）。下層協(xié)議向上層協(xié)議提供服務(wù)。應(yīng)用層是計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)最高層。物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運輸層為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。在互聯(lián)網(wǎng)上實際進行通信的是應(yīng)用進程。應(yīng)用進程如何實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)？ -使用應(yīng)用協(xié)議實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)。4應(yīng)用層協(xié)議的特點 n每個應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某一類應(yīng)用問題（或者說實現(xiàn)一個應(yīng)用服務(wù)

2、）。n應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應(yīng)用進程在通信時所遵循的協(xié)議。n網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)：客戶/服務(wù)器(Client/Server 或 C/S)體系結(jié)構(gòu)。對等(Peer-to-Peer 或 P2P )體系結(jié)構(gòu)。1. 客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)n客戶是服務(wù)的請求方，服務(wù)器是服務(wù)的提供方。n客戶相互之間不直接進行通信。n服務(wù)器具有固定的 IP 地址和端口號，并且總是處于運行狀態(tài)，并等待客戶的服務(wù)請求。52. P2P 對等體系結(jié)構(gòu) n在對等(P2P)方式中，應(yīng)用進程是對等的，沒有固定的服務(wù)請求者和服務(wù)提供者。n對等方相互之間直接通信，每個對等方即是服務(wù)的請求者，又是服務(wù)的提供者。n基于 P2P 的應(yīng)用是服務(wù)分散

3、型的。676.2 域名系統(tǒng) DNSn6.2.1 域名系統(tǒng)概述n6.2.2 因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)n6.2.3 域名服務(wù)器86.1.1 域名系統(tǒng)概述n域名是什么？任何一個連接在因特網(wǎng)上的主機，都可以有一個唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字-域名。如：n為什么使用域名?IP 地址不便于記憶，沒有實際的內(nèi)涵為了應(yīng)用的方便，引入一套和 IP 地址對對應(yīng)應(yīng)的字符型地址。96.1.1 域名系統(tǒng)概述n域名系統(tǒng)是什么?域名系統(tǒng) DNS (Domain Name System)是因特網(wǎng)使用的命名系統(tǒng)。域名系統(tǒng)是對主機命名的約束。在互聯(lián)網(wǎng)上對主機的命名要按照域名系統(tǒng)的規(guī)則，而不能隨意。 -比如：人名的命名有規(guī)則106.1.1 域名系

4、統(tǒng)概述n域名系統(tǒng)的作用：在應(yīng)用層按照規(guī)則為主機命名?？梢园阎鳈C名(或電子郵件地址)轉(zhuǎn)換為IP地址，或者將IP地址轉(zhuǎn)換為主機名。116.1.2 因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)n層次樹狀結(jié)構(gòu)的命名方法。n域名由標號序列組成，各標號之間用點隔開： . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名n各標號分別代表不同級別的域名 126.1.2 因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)n標號由英文字母或數(shù)字組成，標號中除連字符(-)外不能使用其他的標點符號。(.中國 頂級域名)n級別最低的域名在最左邊。n一個較高級域名可以包含多個下級域名。n各級域名由上一級域名管理機構(gòu)管理。n頂級域名由 ICANN 管理。13頂級域名n1、國家頂級域名：如: .c

5、n 表示中國，.us 表示美國，.uk 表示英國。n2、通用頂級域名： .com(公司和企業(yè)) .net(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機構(gòu)) .org(非贏利性組織) .edu(美國專用的教育機構(gòu)) .gov(美國專用的政府部門) .mil(美國專用的軍事部門)14國家頂級域名下注冊的二級域名 n在國家頂級域名下注冊的二級域名由該國家確定，每個國家確定的方式不一定相同。n中國把二級域名劃分為兩大類。n類別域名：nAc(科研機構(gòu))， com(企業(yè))，edu(教育)，gov(政府)，mil(國防)，net(ISP)，org(非營利性組織)。n行政區(qū)域名：共 34 個，.bj .gd等。15國家頂級域名下注冊的二級域名

6、 n分配給中國的頂級域名是 .cnn可在 .cn 頂級域名下申請二級域名。 問： （哈佛大學） 與 （清華大學） 兩個域名中的 edu 有什么不同？因特網(wǎng)的域名空間 根四級域名mailwwwbjeducomcctvibmhp二級域名pkutsinghua三級域名mailwwwcomnetorgedugovaerocnuk頂級域名n域名空間是一個倒過來的樹。n一旦某單位擁有了一個域名，就可以進一步劃分下屬的子域。n域名往往按照組織機構(gòu)來劃分，與物理無關(guān)。16176.1.3 域名服務(wù)器 n域名系統(tǒng)作用的實現(xiàn)：使用分布在各地的域名服務(wù)器(運行服務(wù)程序)每個域名服務(wù)器能夠

7、進行部分域名到IP地址的解析(聯(lián)機分布式數(shù)據(jù)庫)。n如何布置域名服務(wù)器？將整個名字空間劃分為許多區(qū)每一個 區(qū) 設(shè)置相應(yīng)的域名服務(wù)器。186.1.3 域名服務(wù)器 n如何定義區(qū)n一個服務(wù)器所負責管轄的（或有權(quán)限的）范圍叫做區(qū)。n各單位可根據(jù)具體情況來劃分自己管轄范圍的區(qū)。n每一個區(qū)設(shè)置權(quán)限域名服務(wù)器，用來保存該區(qū)中的所有主機的域名到IP地址的映射。nDNS 服務(wù)器的管轄范圍不是以“域”為單位，而是以“區(qū)”為單位。 區(qū)的劃分域 區(qū)abcxuvwty(a) 區(qū) = 域(b) 區(qū) 域域 區(qū)區(qū)abcxuvwtycomeduorg根comeduorg根1920樹狀結(jié)構(gòu)的 DNS 域名服務(wù)器 根域名服務(wù)器or

8、g 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)器頂級域名服務(wù)器域名服務(wù)器21域名服務(wù)器有以下四種類型 n根域名服務(wù)器 n頂級域名服務(wù)器 n權(quán)限域名服務(wù)器 n本地域名服務(wù)器 -（信息設(shè)置時的“默認域名服務(wù)器”）22根域名服務(wù)器 最高層次的域名服務(wù)器n根域名服務(wù)器知道所有的頂級域名服務(wù)器的域名和 IP 地址的映射關(guān)系。n當本地域名服務(wù)器，無法解析一個域名時，就首先求助于根域名服務(wù)器。n共有13 個不同 IP 地址的根域名服務(wù)器。n任播技術(shù)。到 06 年底已經(jīng)安裝了一百多個根域名服務(wù)器機器。n為了方便用戶，就近使用一個根域名服務(wù)器

9、。23頂級域名服務(wù)器n負責管理在該頂級域名服務(wù)器注冊的所有二級域名。n當收到 DNS 查詢請求時，就給出相應(yīng)的回答?？赡苁亲詈蟮慕Y(jié)果，也可能是下一步應(yīng)當找的域名服務(wù)器的 IP 地址。 24權(quán)限域名服務(wù)器 n負責一個區(qū)的域名服務(wù)器。n當一個權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時，就告知查詢請求的客戶，下一步應(yīng)當找哪一個權(quán)限域名服務(wù)器。 25本地域名服務(wù)器 n每一個因特網(wǎng)服務(wù)提供者 ISP，或一個大學，甚至一個大學里的系，都可以擁有一個本地域名服務(wù)器。n當一個主機發(fā)出 DNS 查詢請求時，這個查詢請求報文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。n這種域名服務(wù)器有時也稱為默認域名服務(wù)器。 26提高域名服務(wù)器的可靠

10、性n如何提高域名服務(wù)器的可靠性？分主域名服務(wù)器，和幾個輔助域名服務(wù)器。當主域名服務(wù)器出故障時，輔助域名服務(wù)器可以保證 DNS 的查詢工作不會中斷。n如何保證數(shù)據(jù)一致性？主域名服務(wù)器定期把數(shù)據(jù)復(fù)制到輔助域名服務(wù)器中。27域名的解析過程 n主機向本地域名服務(wù)器查詢一般采用遞歸查詢：如果主機所詢問的本地域名服務(wù)器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務(wù)器就以客戶的身份，向其他根域名服務(wù)器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報文。 -( (代替代替 查詢者查詢者 查詢查詢) )28域名的解析過程(續(xù)) n本地域名服務(wù)器向其他域名服務(wù)器的查詢通常采用迭代查詢：當根域名服務(wù)器收到本地域名服務(wù)器的請求報文時，要么給出所

11、要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務(wù)器：“下一步應(yīng)當向哪一個域名服務(wù)器查詢”。然后本地域名服務(wù)器進行后續(xù)的查詢。 -(-(不代替不代替 查詢者查詢者 查詢查詢) )29本地域名服務(wù)器采用迭代查詢 頂級域名服務(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30本地域名服務(wù)器采用遞歸查詢（比較少用） 頂級域名服務(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316.3 萬維網(wǎng) WWWn6.3.1 萬維網(wǎng)概述n6.3.2 統(tǒng)一資源定位符URLn6.3.3 超文本傳送協(xié)議HTTPn6.3.4

12、 萬維網(wǎng)文檔n6.3.5 博客與微博326.3 萬維網(wǎng) WWWn萬維網(wǎng) WWW (World Wide Web)。萬維網(wǎng)是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所可認為是建立在Internet上的一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 n萬維網(wǎng)用 鏈接 的方法從因特網(wǎng)上的一個站點訪問另一個站點。n“鏈接”-超鏈通過超鏈接可以從一個文檔鏈接到另一個文檔。33超媒體與超文本n萬維網(wǎng)是分布式超媒體(hypermedia)系統(tǒng)，它是超文本系統(tǒng)的擴充。n超文本是包含指向其他文檔鏈接的文本。n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。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

13、4萬維網(wǎng)的工作方式 n客戶-服務(wù)器方式。瀏覽器是客戶程序。萬維網(wǎng)文檔所駐留的計算機稱為萬維網(wǎng)服務(wù)器，運行服務(wù)器程序。n基本過程：客戶向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器向客戶送回客戶所要的萬維網(wǎng)文檔。n在瀏覽器窗口中顯示出的萬維網(wǎng)文檔稱為頁面(page)。35萬維網(wǎng)必須解決的問題 n實現(xiàn)萬維網(wǎng)必須解決的問題1、怎樣標志萬維網(wǎng)文檔？2、用什么協(xié)議實現(xiàn)瀏覽器和服務(wù)器的文檔請求和響應(yīng)？3、怎樣使各種萬維網(wǎng)文檔能不同計算機上顯示出來？4、怎樣使用戶方便地找到所需的信息？36萬維網(wǎng)必須解決的問題 解決第 1 個問題使用統(tǒng)一資源定位符 URL(Uniform Resource Locator)。解決第 2 個問題使用

14、超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。瀏覽器與服務(wù)器程序之間交互遵守的協(xié)議。37萬維網(wǎng)必須解決的問題 解決第 3 個問題使用超文本標記語言 HTML (HyperText Markup Language)編輯制作網(wǎng)頁。解決第 4 個問題？使用搜索工具386.3.2 統(tǒng)一資源定位符 URL1. URL的格式n什么是 URLURL 本質(zhì)上也是應(yīng)用層的地址。URL 相當于一個文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍的擴展。URL 是與因特網(wǎng)相連的機器上的任何可訪問對象的一個指針。39URL 的一般形式 n由以冒號隔開的兩大部分組成，在 URL 中的字符不區(qū)分大小寫。nURL

15、的一般形式是：:/:/ ftp 文件傳送協(xié)議 FTPhttp 超文本傳送協(xié)議 HTTP40URL 的一般形式（續(xù)） nURL 的一般形式是：:/:/ 是存放資源的主機在因特網(wǎng)中的域名或IP地址41URL 的一般形式（續(xù)） nURL 的一般形式是：:/:/端口：協(xié)議端口路徑：存放資源 的路徑。有時可省略42使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 這表示使用 HTTP 協(xié)議43使用 HTTP 的 URLn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44使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般

16、形式 http:/:/ 這里寫主機的域名或 IP 地址45使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ HTTP 的默認端口號是 80，通?？墒÷?6使用 HTTP 的 URLn使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/ 如果再省略文件的項，則 URL 就指到因特網(wǎng)上的某個主頁(home page)。 http:/http:/ 超文本傳送協(xié)議 HTTP1、 HTTP的操作過程2、非持續(xù)連接與持續(xù)連接3、代理服務(wù)器4 、HTTP的報文結(jié)構(gòu)5、在服務(wù)器上記錄用戶信息1.HTTP 的操作過程-萬維網(wǎng)的工作過程 因特網(wǎng)服務(wù)器鏈接到URL的超鏈HTT

17、P 使用此 TCP 連接瀏覽器 程序服務(wù)器 程序HTTP客戶清華大學院系設(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48491. HTTP 的操作過程 nHTTP 協(xié)議定義了瀏覽器怎樣向服務(wù)器請求文檔，以及服務(wù)器怎樣把文檔傳送給瀏覽器。瀏覽器和服務(wù)器間的交互必須按照規(guī)定的格式和遵循的規(guī)則。這些格式和規(guī)則就是HTTP。用戶點擊鼠標后所發(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 域名 的 IP 地址。(3) DNS 解析出 IP 地址并告知瀏覽器。(4) 瀏覽器與服務(wù)器建立 TCP 連接(5) 瀏覽器

18、發(fā)出取文件命令（讀取某文檔）(6) 服務(wù)器給出響應(yīng)，把文件發(fā)給瀏覽器。(7) TCP 連接釋放。(8) 瀏覽器顯示文件內(nèi)容。5051n說明幾點：nHTTP 協(xié)議本身無連接的。nHTTP 協(xié)議是無狀態(tài)的：服務(wù)器不保存任何客戶狀態(tài)信息。上一次訪問不影響下一次訪問。n無狀態(tài)特性在 HTTP1.0 版本中。nHTTP1.0 采用非持續(xù)連接方式：即一次請求/響應(yīng)對應(yīng)一個 TCP 連接。2. 非持續(xù)連接與持續(xù)連接 52RTTRTT使用 HTTP 1.0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53nHTTP/1

19、.0 缺點：每請求一個文檔都至少需要兩倍的 RTT 開銷?？蛻艉头?wù)器每次建立新的連接都要分配緩存和變量。n原因：每請求一個文檔都要建立 TCP 連接。使用 HTTP 1.0請求一個萬維網(wǎng)文檔所需的時間54HTTP/1.1 -使用持續(xù)連接n服務(wù)器發(fā)送響應(yīng)后，在一段時間內(nèi)保持這條連接，后續(xù)的請求報文和響應(yīng)報文可在此連接傳送。n流行的瀏覽器的默認設(shè)置使用 1.1 版本。n取消使用 HTTP 1.1 的方法：工具-Internet 選項-高級 -不使用HTTP 1.155持續(xù)連接流水線方式n流水線方式：客戶在收到響應(yīng)報文之前就接著發(fā)送新的請求報文。服務(wù)器可連續(xù)發(fā)回響應(yīng)報文。TCP 連接中的空閑時間減

20、少，提高了效率。563.代理服務(wù)器 (proxy server) n代理服務(wù)器-萬維網(wǎng)緩存，它代替瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求。將最近的一些請求和響應(yīng)暫存在代理服務(wù)器的本地磁盤中。當新請求與暫存的請求相同時，就把暫存的響應(yīng)發(fā)送回去，減少了訪問的時延。當暫存中沒有相應(yīng)的響應(yīng)時，則代替請求者與服務(wù)器進行交互。574. HTTP 的報文結(jié)構(gòu) HTTP 兩類報文：n請求報文客戶向服務(wù)器發(fā)送。n響應(yīng)報文服務(wù)器到客戶的回答。nHTTP 是面向文本的，報文中的每一個字段都是一些 ASCII 碼串，每個字段的長度都是不確定的。584. HTTP 的報文結(jié)構(gòu) n報文組成(請求與響應(yīng)報文相同)： -開始行、首部行、

21、實體主體(三部分)。開始行：用于區(qū)分請求報文和響應(yīng)報文首部行：說明瀏覽器、服務(wù)器或報文主題的一些信息?？捎泻脦仔?，也可沒有。每個首部行都有首部字段名和它的值。實體主體：請求報文一般不用。595. 在服務(wù)器上存放用戶的信息n萬維網(wǎng)站點使用 Cookie 來跟蹤用戶?？蛻魹g覽某網(wǎng)站時，該網(wǎng)站服務(wù)器為其分配一個唯一識別碼（標識主機上的用戶）。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。nCookie 文件的查看(Windows XP)C-Documents and Settings-用戶-CookienCookie 接受條件的設(shè)置工具- Internet 選項-隱私-高級606.3.4 萬維網(wǎng)

22、的文檔n1. 超文本標記語言 HTMLn2. 動態(tài)萬維網(wǎng)文檔n3. 活動萬維網(wǎng)文檔611. 超文本標記語言 HTMLnHTML 是一種制作網(wǎng)頁的標準語言。使得任何一臺計算機(甚至手機)都能顯示出任何一個網(wǎng)頁。nHTML 定義了許多用于排版的命令(標簽)。HTML 文檔由各種標簽，以及標簽所標明的內(nèi)容構(gòu)成。HTML 文檔是一種可以用任何文本編輯器創(chuàng)建的文件(即可用文本文件使用HTML制作網(wǎng)頁)。 62HTML 文檔的兩點說明n僅當 HTML 文檔是以.html 或 .htm 為后綴時(asp、php、jsp)，瀏覽器才對文檔的各種標簽進行解釋。(不解釋 txt 文件)n當瀏覽器從服務(wù)器讀取 HT

23、ML 文檔后，就解釋 HTML 文檔中的各種標簽，根據(jù)主機所使用的顯示器，重新進行排版并恢復(fù)出所讀取的頁面。632. 動態(tài)文檔 n靜態(tài)文檔：文檔創(chuàng)作完后就存放在服務(wù)器中，在被用戶瀏覽的過程中，內(nèi)容不會改變。(簡單，但不靈活) n動態(tài)文檔：文檔的內(nèi)容是在瀏覽器訪問服務(wù)器時才由應(yīng)用程序動態(tài)創(chuàng)建。n主要差別：服務(wù)器端對文檔內(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。64CGI 響應(yīng)動態(tài)文檔HTTP 響應(yīng)報文擴充了功能的萬維網(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n服務(wù)器增加的應(yīng)用程序：CGI程序動態(tài)

24、文檔技術(shù)nCGI (Common Gateway Interface)nPHP (PHP: Hypertext Preprocessor) nJSP (Java Server Pages)n ASP(Active Server Pages)n等等65663. 活動萬維網(wǎng)文檔n動態(tài)文檔的缺點：文檔在服務(wù)器端生成，當用戶多時，服務(wù)器負載大，對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高。動態(tài)文檔一旦建立，信息內(nèi)容就固定下來。n活動文檔(active document)技術(shù) ：把所有的工作都轉(zhuǎn)移給瀏覽器端。即 文檔在瀏覽器端生成。提供屏幕連續(xù)更新。673. 活動萬維網(wǎng)文檔n活動文檔技術(shù)原理：瀏覽器請求文檔時，服務(wù)器返回一段程序副

25、本在瀏覽器端運行。使得活動文檔在客戶端創(chuàng)建。n減小了服務(wù)器開銷，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)帶寬。68 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 請求文檔程序或嵌入了程序腳本的HTML文檔程序 此程序在客戶端創(chuàng)建出活動文檔文檔n舉例：web路由器管理活動文檔技術(shù)nJava appletnJavaScriptnActionScriptn等等69706.3.5 博客和微博n1.博客n2.微博716.5 電子郵件n6.4.1 概述n6.4.2 簡單郵件傳送協(xié)議 SMTPn6.4.3 電子郵件的信息格式n6.4.4 郵件讀取協(xié)議 POP

26、3 和 IMAPn6.4.5 基于萬維網(wǎng)的電子郵件n6.4.6 通用因特網(wǎng)郵件擴充 MIME726.5.1 概述n電子郵件(e-mail)-具有非實時性的特點。n發(fā)送人把郵件發(fā)送到收件人的郵箱中，收件人可隨時上網(wǎng)到自己使用的郵件服務(wù)器進行讀取(使用自己郵箱的帳號登錄)。郵箱是個虛擬的概念，可認為是相應(yīng)郵件服務(wù)器的一個帳號。73電子郵件系統(tǒng)的組成構(gòu)件n三個主要組成構(gòu)件。用戶代理 -電子郵件客戶端軟件郵件服務(wù)器 -運行郵件服務(wù)器程序。發(fā)送和接收郵件，報告郵件傳送情況。郵件協(xié)議 -定義如何發(fā)送郵件和讀取郵件74用戶代理n用戶代理的功能：撰寫：撰寫信件內(nèi)容、創(chuàng)建通訊錄等處理：發(fā)送、接收，刪、存、打印、

27、轉(zhuǎn)發(fā)等。通信：使用郵件協(xié)議發(fā)送或讀取郵件。顯示：顯示出信件內(nèi)容.n常用軟件：OutlookFoxmail瀏覽器75郵件服務(wù)器n郵件服務(wù)器：發(fā)送和接收郵件，維護用戶的郵箱。n郵件服務(wù)器工作方式：客戶-服務(wù)器方式。n一個郵件服務(wù)器既可以作為客戶，也可以作為服務(wù)器。n郵件服務(wù)器使用的協(xié)議：既要使用發(fā)送協(xié)議，也要使用讀取協(xié)議。76電子郵件協(xié)議n發(fā)送郵件的協(xié)議：簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP -(Simple Mail Transfer Protocol)n讀取郵件的協(xié)議：郵局協(xié)議 POP3 (Post Office Protocol 3 ) 網(wǎng)際報文存取協(xié)議 IMAP -(Internet Message

28、 Access Protocol)n通用因特網(wǎng)郵件擴充 MIME -(Multipurpose Internet Mail Extensions )電子郵件系統(tǒng)的組成構(gòu)件 SMTPPOP3發(fā)送郵件發(fā)送郵件 SMTP讀取郵件TCP連接TCP連接發(fā)送方郵件服務(wù)器SMTP客戶POP3客戶發(fā)件人用戶代理接收方郵件服務(wù)器SMTP服務(wù)器POP3服務(wù)器SMTP服務(wù)器SMTP客戶收件人用戶代理TCP 連接n三個主要組成構(gòu)件。n服務(wù)器既是客戶，也是服務(wù)器。n服務(wù)器運行兩個協(xié)議。客戶端也是。n通信是建立TCP連接。77786.4.2 簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP nSMTP 的特點：規(guī)定兩個相互通信的 SMTP 進

29、程(客戶-服務(wù)器)之間應(yīng)如何交換信息。SMTP 規(guī)定了 14 條命令和 21 種應(yīng)答信息。每條命令用 4 個字母組成，每一種應(yīng)答信息一般只有一行信息，由一個 3 位數(shù)字的代碼開始，后面附上(也可不附上)很簡單的文字說明。 79SMTP 通信的三個階段 1. 連接建立：連接是在發(fā)送主機的 SMTP 客戶和接收主機的 SMTP 服務(wù)器之間建 立的。2. 郵件傳送：3. 連接釋放：郵件發(fā)送完畢后，SMTP 應(yīng)釋 放 TCP 連接。 80連接建立的過程u討論前提：發(fā)送方郵件服務(wù)器的 SMTP客戶與接收方郵件服務(wù)器 SMTP 服務(wù)器連接建立的過程。n1.SMTP 客戶與 SMTP 服務(wù)器建立TCP連接(

30、熟知端口25)。n2.接收方 SMTP 服務(wù)器發(fā)送“220 Service ready”（服務(wù)就緒）。81連接建立的過程n3.發(fā)送方 SMTP 客戶發(fā)送 HELO 命令n4.SMTP 服務(wù)器若可接收郵件，則應(yīng)答“250 OK”n5.若SMTP 服務(wù)器不可用，則回答“421 Service not available”82郵件傳送的過程n郵件的傳送從 MAIL 命令開始。后邊是發(fā)件人的地址。 -如：MAIL FROM:nSMTP 服務(wù)器已準備好接收則應(yīng)答“250 OK”；否則返回一個代碼指明原因。n跟著 RCPT 命令。用于指明和判定收件人地址是否正確或存在。 -格式：RCPT TO:83郵件傳

31、送的過程n接著是 DATA 命令。將開始傳送郵件內(nèi)容。nSMTP 服務(wù)器已準備好接收則應(yīng)答：“354 Start mail input ;end with . ”。不能接收郵件則返回一個代碼指明原因。nSMTP 客戶發(fā)送郵件內(nèi)容。n發(fā)送完畢后，再發(fā)送. n郵件收到，SMTP 服務(wù)器返回“250 OK”；否則返回差錯代碼。84連接釋放過程nSMTP 客戶發(fā)送 QUIT 命令。nSMTP 服務(wù)器返回“221 (服務(wù)關(guān)閉)”。u以上過程用戶看不到。856.5.4 郵件讀取協(xié)議POP3 和 IMAPnPOP 使用 客戶/服務(wù)器 的工作方式。n目前使用的版本是 POP3。n接收郵件的用戶 PC 機中運行

32、 POP 客戶程序，接收方郵件服務(wù)器中則運行 POP 服務(wù)器程序。 n特點：兩種方式。下載并刪除下載不刪除，但不能管理郵件。86IMAP 協(xié)議(Internet Message Access Protocol) nIMAP 也是 客戶/服務(wù)器 方式工作。nIMAP 是一個聯(lián)機協(xié)議。當用戶在自己的 PC 機上操縱郵件服務(wù)器的郵箱，就像在本地操作一樣。n在沒有刪除郵件之前，郵件一直保存在郵箱中。 n只是建議協(xié)議。很多郵件服務(wù)器并沒有使用該協(xié)議。87HTTPHTTP6.5.5 基于萬維網(wǎng)的電子郵件n電子郵件從 A 發(fā)送到網(wǎng)易郵件服務(wù)器是使用 HTTP 協(xié)議。n兩個郵件服務(wù)器之間的傳送使用 SMTP。

33、n郵件從新浪郵件服務(wù)器傳送到 B 是使用 HTTP 協(xié)議。ABSMTP網(wǎng)易郵件服務(wù)器新浪郵件服務(wù)器886.5.6 通用因特網(wǎng)郵件擴充 MIME1. MIME 概述2. 內(nèi)容傳送編碼3. 內(nèi)容類型891. MIME 概述 SMTP 缺點：nSMTP 不能傳送可執(zhí)行文件或其他的二進制對象。nSMTP 限于傳送 7 位的 ASCII 碼。其他非英語國家的文字無法傳送。nSMTP 服務(wù)器會拒絕超過一定長度的郵件。90MIME 的特點nMIME 并沒有改動 SMTP 或取代它。nMIME 繼續(xù)使用目前的RFC 822-(因特網(wǎng)文本報文)格式。nMIME 只是增加了郵件主體的結(jié)構(gòu)，并定義了傳送非 ASCI

34、I 碼的編碼規(guī)則。91MIME 和 SMTP 的關(guān)系 非 ASCII 碼7 位 ASCII 碼MIMESMTPMIMESMTP7 位 ASCII 碼7 位 ASCII 碼非 ASCII 碼用戶用戶926.5 文件傳輸協(xié)議n文件傳輸協(xié)議 FTP (File Transfer Protocol) nFTP 提供交互式的訪問，允許客戶指明文件的類型與格式，并允許文件具有存取權(quán)限。nFTP 屏蔽了各計算機系統(tǒng)的細節(jié)，因而適合于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任意計算機之間傳送文件。93FTP 特點n使用 TCP 可靠的運輸服務(wù)。nFTP 的主要功能是減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性。nFTP 使用客戶/服務(wù)器

35、方式，一個 FTP 服務(wù)器進程可同時為多個客戶進程提供服務(wù)nFTP 的服務(wù)器進程由兩大部分組成：一個主進程，負責接受新的請求若干個從屬進程，負責處理單個請求。94主進程的工作步驟n打開熟知端口 21。n等待客戶進程發(fā)出連接請求。n啟動從屬進程處理客戶進程的請求。從屬進程對客戶進程的請求處理完畢后即終止。n回到等待狀態(tài)，繼續(xù)接受其他客戶進程發(fā)來的請求。n主進程與從屬進程的處理是并發(fā)地進行。 95從屬進程n服務(wù)器端的兩個從屬進程：控制進程、數(shù)據(jù)傳送進程。服務(wù)器端控制進程：用于與客戶端控制進程建立控制連接。創(chuàng)建“數(shù)據(jù)傳送進程”和“數(shù)據(jù)連接”。服務(wù)器端數(shù)據(jù)傳送進程用于與客戶端數(shù)據(jù)傳送進程建立數(shù)據(jù)連接。

36、數(shù)據(jù)傳送進程通過數(shù)據(jù)連接實際完成文件的傳送。96通過飯店服務(wù)理解FTP服務(wù)n主進程 -迎賓 (在門口接吃飯客人)n從屬進程控制進程 -部長(迎賓將吃飯的客人交給某部長，由該部長接待客人，迎賓繼續(xù)接客)數(shù)據(jù)傳送進程 -服務(wù)員(客人將點菜的命令告訴部長，部長叫服務(wù)員傳送客人點的菜)97兩個連接n控制連接：在整個會話期間一直保持打開，傳送客戶的命令以及服務(wù)器端的狀態(tài)響應(yīng)，不用來傳送文件。n數(shù)據(jù)連接：用來連接客戶端和服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳送進程，進行數(shù)據(jù)傳送。當同時傳送多個文件時，會創(chuàng)建多條數(shù)據(jù)連接。在傳送完畢后關(guān)閉“數(shù)據(jù)傳送連接”并結(jié)束運行。98FTP 使用的兩個 TCP 連接 控制進程FTP 客戶端FT

37、P 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程數(shù)據(jù)傳送進程數(shù)據(jù)傳送進程99動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) n動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP 提供了即插即用連網(wǎng)的機制。n允許一臺計算機加入新的網(wǎng)絡(luò)和獲取 IP地址而不用手工參與。100DHCP 使用客戶/服務(wù)器方式n需要 IP 地址的主機(DHCP 客戶)向 DHCP 服務(wù)器 廣播發(fā)送 發(fā)現(xiàn)報文 (DHCPDISCOVER)nDHCP 服務(wù)器先在其數(shù)據(jù)庫中查找該計算機的配置信息。若找到，則返回找到的信息。若找不到，則從服務(wù)器的 IP 地址池中取一個地址分配給該計

38、算機。DHCP 服務(wù)器使用 提供報文（DHCPOFFER）。 101DHCP 中繼代理(relay agent) n并不是每個網(wǎng)絡(luò)上都有 DHCP 服務(wù)器，n每一個網(wǎng)絡(luò)都設(shè)置 DHCP 中繼代理。n當 DHCP 中繼代理收到主機發(fā)送的發(fā)現(xiàn)報文后，就以單播方式向 DHCP 服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)此報文，并等待其回答。n收到 DHCP 服務(wù)器回答的提供報文后，DHCP 中繼代理再將此提供報文發(fā)回給主機。102DHCP 中繼代理以單播方式轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)現(xiàn)報文 主機DHCP服務(wù)器其他網(wǎng)絡(luò)DHCP中繼代理DHCPDISCOVER廣播DHCPDISCOVER單播注意：DHCP 報文是 UDP 用戶數(shù)據(jù)報中的數(shù)據(jù)。 103租用

39、期(lease period) n服務(wù)器分配給客戶的 IP 地址是臨時的-租用期。 n租用期的數(shù)值一般由 DHCP 服務(wù)器決定。nDHCP 客戶也可在自己發(fā)送的報文中（例如，發(fā)現(xiàn)報文）提出對租用期的要求。 DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服

40、務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：DHCP 服務(wù)器打開 UDP 端口 67， 等待客戶端發(fā)來的報文。104105DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：DHCP 客戶使用端口 68

41、 發(fā)送 DHCP 發(fā)現(xiàn)報文。106DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：凡收到 DHCP 發(fā)現(xiàn)報文的 DHCP 服務(wù)器 都發(fā)出 DHCP 提供報文，因此 DHCP 客戶 可能收到多個 DHCP

42、提供報文。107DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：DHCP 客戶從幾個 DHCP 服務(wù)器中選擇 其中的一個，并向所選擇的 DHCP 服務(wù) 器發(fā)送 DHCP 請求報文。108DHCP 協(xié)議的工

43、作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：被選擇的 DHCP 服務(wù)器發(fā)送確認報文 DHCPACK，進入已綁定狀態(tài)，客戶可 開始使用得到的臨時 IP 地址。109DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服

44、務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開DHCP 客戶根據(jù)服務(wù)器提供的租用期 T 設(shè)置兩個計時器 T1 和 T2，它們的超時時間分別是 0.5T 和 0.875T。當超時時間到就要請求更新租用期。110DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVE

45、R服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：租用期過了一半（T1 時間到），DHCP 發(fā)送 請求報文 DHCPREQUEST 要求更新租用期。 111DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER

46、服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：DHCP 服務(wù)器若同意，則發(fā)回確認報文 DHCPACK。DHCP 客戶得到了新的租 用期，重新設(shè)置計時器。112DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQ

47、UEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開：DHCP 服務(wù)器若不同意，則發(fā)回否認報文 DHCPNACK。這時 DHCP 回到步驟。113DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器676

48、8UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開若DHCP服務(wù)器不響應(yīng)步驟，則在租用期過了 T2 時，DHCP 客戶重新發(fā)送請求報文 DHCPREQUEST（重復(fù)步驟），然后又繼續(xù)后面的步驟。 114DHCP 協(xié)議的工作過程 客戶DHCPDISCOVER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPOFFER服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UD

49、PUDP客戶DHCPREQUEST服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPNACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPACK服務(wù)器6768UDPUDP客戶DHCPRELEASE服務(wù)器6768UDPUDP服務(wù)器67UDP被動打開： D H C P 客 戶 可 隨 時 發(fā) 送 釋 放 報 文 DHCPRELEASE ，提前終止服務(wù)器所提供的租用期。6.7 P2P文件共享n基于 客戶/服務(wù)器 體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，總是有在運行著的服務(wù)器。n基于 P2P 體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是對等方之間直接進行通信，主要運行于間斷連接的主機上。n流行的 P2P 應(yīng)用主要包括 P2P文件共享、即時通信、P2P流媒體、分布式存儲等。

50、115文件共享的兩個基本問題n兩個要解決的基本問題：如何下載該文件如何查找到所需要的文件。1166.7.1 P2P 文件分發(fā)(下載)P2P 文件分發(fā)的優(yōu)勢。n采用客戶/服務(wù)器方式：文件分發(fā)隨客戶機的數(shù)量呈線性增長。服務(wù)器負擔大，消耗服務(wù)器帶寬。nP2P 文件分發(fā)方式：每個對等方能在收到文件后再將該文件分發(fā)給其余對等方，縮短了時間，提高了效率。1176.7.1 P2P文件分發(fā)n通過分片，將文件劃分為等長的小數(shù)據(jù)塊再進行分發(fā)，可以進一步加快文件分發(fā)的速度。整個文件對等方B對等方C對等方D對等方A數(shù)據(jù)塊圖例：數(shù)據(jù)塊傳送方向1186.7.2 在P2P對等方中搜索對象n如何找到你所感興趣的對象n這里的對象可以是：文件共享系統(tǒng)中的文件或文件的索引即時訊息系統(tǒng)中的某個好友或者某個特殊資源，等等1191