第六章 應(yīng)用層

第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)1、域名系統(tǒng)DNS2、文件傳輸協(xié)議3、遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET4、電子郵件E-mail5、萬維網(wǎng)WWW第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)應(yīng)用進程:為了解決具體的應(yīng)用問題而彼此通信的進程。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。每個應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某類應(yīng)用問題，而這些問題需要多個進程之間的通信和協(xié)同工作來解決。它不是指用戶的具體應(yīng)用協(xié)議?？蛻?服務(wù)器模式，被服務(wù)/服務(wù)關(guān)系。第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)客戶軟件的特點:在通信時臨時成為客戶，可進行本地其它計算。在用戶主機上運行，由用戶調(diào)用。希望進行通信時，主動向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送請求?？膳c多個服務(wù)器進行通信。無需特殊的硬件和復(fù)雜的操作系統(tǒng)。第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)服務(wù)器軟件的特點:專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時處理多個遠(yuǎn)程客戶的請求。在共享計算機上運行，系統(tǒng)啟動時自動調(diào)用，且不斷運行。進行通信時，被動等待并接受來自客戶的請求。一般需要性能較高的硬件和高級的操作系統(tǒng)。第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)客戶進程和服務(wù)器進程使用TCP/IP進行通信:客戶運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層服務(wù)器運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層Internet應(yīng)用層應(yīng)用層①發(fā)起連接建立請求②接受連接建立請求第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)客戶進程和服務(wù)器進程使用TCP/IP進行通信:客戶1運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層客戶2運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層Internet計算機1計算機2服務(wù)器1運輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層服務(wù)器2計算機3第六章應(yīng)用層協(xié)議

(TCP/IP體系)TCP/IP體系在應(yīng)用層采用C/S模式：客戶進程由用戶調(diào)用，主動向（遠(yuǎn)端）服務(wù)器進程發(fā)送通信請求；服務(wù)器進程由系統(tǒng)調(diào)用，被動等待并接受，響應(yīng)多個客戶進程的請求。應(yīng)用層的主要協(xié)議有：DNS、SMTP、FTP、HTTP、TELNET，SNMP等。第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS1、因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)用戶使用“主機名字”，網(wǎng)絡(luò)中路由器尋址使用“IP地址”，需要映射：主機名字IP地址。早期的ARPANET使用“名字~IP地址”的查找表（HOSTS文件）。1983年因特網(wǎng)開始使用層次結(jié)構(gòu)的域名系統(tǒng)DNS。因特網(wǎng)使用DNS——C/S模式的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：主機命名方式

DNS分級管理策略第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS1、因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)

域名：對于任意一臺連接在因特網(wǎng)上的主機（或路由器端口），設(shè)置一個唯一的按層次結(jié)構(gòu)表示的名字。域名格式：域名名字由63個字母和數(shù)字組成，整個域名長度〈255個字符。域名=…...?三級域名?二級域名?頂級域名頂級域名（三類）：國家類（cn、us、uk、jp）、國際類（int）、通用類（com、net、org、edu、gov）。第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS1、因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu)二級域名（由所屬頂級域名的管理部門分配，兩類）：類別域名（ac、com、edu、gov、net、org）、行政區(qū)域名（bj、sh、js）。三級域名：中國在二級域名edu下的三級域名由CERNET中心管理，其它三級域名由中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息中心CNNIC管理。第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS2、DNS分級管理策略因特網(wǎng)的域名系統(tǒng)包含多個域名服務(wù)器，按域名的層次安排，每個域名服務(wù)器只管轄域名體系中的一部分，并提供指向其它域名服務(wù)器的路徑信息。y服務(wù)器授權(quán)服務(wù)器comabcxuvw根服務(wù)器服務(wù)器授權(quán)服務(wù)器第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS2、DNS分級管理策略ycomabcxuvw根服務(wù)器服務(wù)器授權(quán)服務(wù)器服務(wù)器授權(quán)服務(wù)器XYZMSW主機主機第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS例：設(shè)主機向主機通信。客戶IP=5IP=5IP()?IP()?向服務(wù)器查詢IP()?主機

DNS服務(wù)器DNS服務(wù)器本地DNS服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)遠(yuǎn)地服務(wù)器向服務(wù)器查詢.com頂級DNS服務(wù)器IP()?第一節(jié)域名系統(tǒng)DNS3、DNS的改進缺點：頂級域名服務(wù)器負(fù)載過重；頂級域名服務(wù)器故障影響大；查詢層次多效率低。改進：主機啟動時，下載本網(wǎng)絡(luò)DNS服務(wù)器的全部“域名，IP地址”表；主機設(shè)置高速緩存，存放本主機最近用過的“域名，IP地址，提供該IP地址的授權(quán)服務(wù)器地址”；主機只在本機緩存和下載庫中無所查詢的域名時，才向頂級DNS服務(wù)器發(fā)出請求。第二節(jié)文件傳輸協(xié)議1、文件傳輸協(xié)議FTPFTP的主要功能：完成從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)完整的文件拷貝。

FTP工作模式客戶端服務(wù)器端數(shù)據(jù)連接控制連接FTP客戶TCP實體TCP實體FTP服務(wù)器傳送層應(yīng)用層

FTP連接的建立：FTP服務(wù)器熟知端口號為21。

FTP的訪問：/。第二節(jié)文件傳輸協(xié)議1、文件傳輸協(xié)議FTPFTP客戶與FTP服務(wù)器要建立雙重TCP連接，即控制連接和數(shù)據(jù)連接。

FTP是“交互式會話”工作方式：客戶調(diào)用FTP，同服務(wù)器建立起一次會話過程。控制連接用于維持會話，直至退出FTP?？刂七B接傳輸“控制命令”?？蛻裘刻峤灰粋€客戶命令，服務(wù)器就同客戶建立一個數(shù)據(jù)連接，繼而傳輸文件數(shù)據(jù)，隨后釋放連接。第二節(jié)文件傳輸協(xié)議1、文件傳輸協(xié)議FTPFTP連接的建立：

FTP服務(wù)器的熟知端口號為21，保留端口號為20?？蛻鬎TP”控制進程“申請一個隨機分配的本地端口號(如1010)，同服務(wù)器端口21建立控制連接。當(dāng)客戶有數(shù)據(jù)傳輸請求時，由服務(wù)器的”數(shù)據(jù)傳輸進程“在本地端口20和客戶分配端口1010之間建立數(shù)據(jù)連接。第二節(jié)文件傳輸協(xié)議1、文件傳輸協(xié)議FTPFTP的訪問：嚴(yán)格FTP訪問要求客戶在服務(wù)器上注冊合法帳戶（用戶名，口令）。非嚴(yán)格的FTP訪問即“匿名FTP”?？蛻粼L問支持匿名FTP的服務(wù)器時，注冊名為“anonymous”，口令為“guest”。目前，有1000多個FTP服務(wù)器對因特網(wǎng)用戶開放。在UNIX和win9x的命令行方式下：ftp↙。進入FTP命令環(huán)境。win9x下的FTP軟件有：cuteFTP、wsFTP、leapFTP等。第二節(jié)文件傳輸協(xié)議2、簡單文件傳輸協(xié)議TFTP

簡單文件傳送協(xié)議TFTP：很小且易于實現(xiàn)的文件傳輸協(xié)議，代碼所占內(nèi)存較小，使用UDP數(shù)據(jù)報。

TFTP有差錯改正措施支持文件傳輸，不支持交互無龐大的命令集，無列目錄功能，無法鑒別用戶身份第二節(jié)文件傳輸協(xié)議2、簡單文件傳輸協(xié)議TFTPTFTP的主要特點：每次傳送的數(shù)據(jù)PDU中有512字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可以不足512字節(jié)數(shù)據(jù)PDU也稱為文件塊，每個塊按序編號，從

1開始支持ASCII碼或二進制傳送可對文件進行讀或?qū)懯褂煤芎唵蔚氖撞康诙?jié)文件傳輸協(xié)議2、簡單文件傳輸協(xié)議TFTPTFTP有五種協(xié)議數(shù)據(jù)單元：讀請求PDU

寫請求PDU

數(shù)據(jù)PDU

確認(rèn)PDU

差錯PDU第二節(jié)文件傳輸協(xié)議2、簡單文件傳輸協(xié)議TFTPTFTP有五種協(xié)議數(shù)據(jù)單元：1文件名0方式0字節(jié)2n1n1讀請求PDU2文件名0方式0字節(jié)2n1n1寫請求PDU字節(jié)2n512數(shù)據(jù)PDU3塊編號數(shù)據(jù)第二節(jié)文件傳輸協(xié)議2、簡單文件傳輸協(xié)議TFTPTFTP有五種協(xié)議數(shù)據(jù)單元：字節(jié)22確認(rèn)PDU4塊編號字節(jié)22n1差錯PDU5差錯代碼差錯信息0第三節(jié)遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNET遠(yuǎn)程登錄TELNET是一個簡單的遠(yuǎn)程終端協(xié)議。用戶可以用TELNET通過TCP連接注冊到遠(yuǎn)地的另一個主機上。采用的工作模式是C/S模式，其核心是網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT，客戶軟件將用戶擊鍵和命令轉(zhuǎn)換成NVT格式，并送交服務(wù)器。服務(wù)器軟件將收到的數(shù)據(jù)和命令，從NVT格式轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)地系統(tǒng)所需要的格式。第三節(jié)遠(yuǎn)程終端協(xié)議TELNETTELNET使用網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT格式客戶服務(wù)器使用客戶端的格式使用服務(wù)器端的格式使用NVT的格式客戶端因特網(wǎng)服務(wù)器端TCP連接第四節(jié)電子郵件E-mail1、電子郵件系統(tǒng)概述

82年，簡單郵件傳送協(xié)議SMTP，因特網(wǎng)文本報文格式ITMF。93年，通用（多用途）因特網(wǎng)郵件擴充MIME。96年修訂后成為因特網(wǎng)草案標(biāo)準(zhǔn)。典型的本地E-mail系統(tǒng)：用戶發(fā)郵件用戶收郵件用戶接口郵箱發(fā)送緩沖區(qū)接收發(fā)送接收郵件TCP連接（端口號25）發(fā)送郵件TCP連接（自由端口）報文傳送代理MTA用戶代理UA服務(wù)器客戶第四節(jié)電子郵件E-mail

用戶代理UA的功能：編輯、顯示、處理。說明：為用戶的讀、寫、收、發(fā)操作提供接口環(huán)境。報文傳送代理MTA的功能：發(fā)送郵件：作為客戶，同目的端郵件服務(wù)器建立TCP連接，發(fā)送。接收郵件：作為服務(wù)器，接收遠(yuǎn)端客戶發(fā)來的郵件，放入郵箱。報告：將郵件傳送情況（拒絕、丟失、已交付）向UA報告。第四節(jié)電子郵件E-mail

因特網(wǎng)中的E-mail系統(tǒng)：UA用戶本地系統(tǒng)郵箱緩沖區(qū)用戶緩沖區(qū)郵箱本地MTAUA本地MTAMTAMTAMTA本地系統(tǒng)報文傳送系統(tǒng)

電子郵件的地址格式：收信人郵箱名@郵箱所在主機的域名說明：傳送過程中，各MTA根據(jù)目的主機的域名進行轉(zhuǎn)發(fā)；到達目的主機后，該主機的MTA根據(jù)郵箱名將郵件放入相應(yīng)郵箱。第四節(jié)電子郵件E-mail一個典型的電子郵件系統(tǒng)三個組成構(gòu)件：用戶代理、服務(wù)器以及相應(yīng)的電子郵件協(xié)議。用戶代理郵件服務(wù)器郵件服務(wù)器用戶代理SMTP發(fā)送郵件TCP連接SMTP發(fā)送郵件TCP連接POP3讀取郵件TCP連接郵件緩存用戶郵箱郵件緩存用戶郵箱第四節(jié)電子郵件E-mail2、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTPSMTP是MTA之間進行通信的協(xié)議；發(fā)送方SMTP對發(fā)送隊列進行管理；例如：一個郵件發(fā)往同一個主機上的多個郵箱，僅發(fā)送一次；多個待發(fā)送的郵件發(fā)往同一主機，僅建立一次TCP連接。第四節(jié)電子郵件E-mail2、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP

發(fā)送方SMTP具有差錯處理能力；（對于目的主機不可達，實行重新排隊重發(fā)；多次不可達，返回出錯信息給發(fā)信者郵箱。）接收方SMTP將收到的郵件放入轉(zhuǎn)發(fā)隊列中（中間結(jié)點），或存入相應(yīng)郵箱（目的結(jié)點）。第四節(jié)電子郵件E-mail3、SMTP的命令與響應(yīng)

SMTP的操作通過發(fā)方SMTP實體同收方SMTP實體之間一系列命令和響應(yīng)來實現(xiàn)。發(fā)方SMTP實體發(fā)起建立TCP連接；發(fā)方發(fā)送命令（規(guī)定格式的ASCII碼字符串）；收方對每條命令，發(fā)送一條響應(yīng)（規(guī)定格式的ASCII碼字符串）。

第四節(jié)電子郵件E-mail3、SMTP的命令與響應(yīng)

SMTP命令及格式含義

HELLO〈域名〉發(fā)送方標(biāo)識

MAILFROM：〈發(fā)方地址〉郵件發(fā)送者標(biāo)識

RECPTO：〈收方地址〉郵件接收者標(biāo)識

DATA開始傳送文本部分

RSET非正常退出

NOOP無操作

QUIT釋放TCP連接第四節(jié)電子郵件E-mail3、SMTP的命令與響應(yīng)

SMTP響應(yīng)代碼含義

220主機服務(wù)就緒

250被請求的郵件操作已完成

251非本地用戶，將轉(zhuǎn)發(fā)至〈路徑〉450請求的郵件操作未被執(zhí)行（郵箱忙）

451請求的郵件操作失?。ū镜夭铄e）

452請求的郵件操作未被執(zhí)行（內(nèi)存不夠）

500語法錯誤，命令無法識別

550請求的郵件操作未被執(zhí)行（郵箱不存在）第四節(jié)電子郵件E-mail4、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP操作的三個階段：建立TCP連接：發(fā)方向目的主機發(fā)出TCP連接請求，經(jīng)過三次握手建立；收方響應(yīng)“220serviceready”；發(fā)方發(fā)送命令“HELLO〈發(fā)方主機域名〉”；收方響應(yīng)“250OK”

準(zhǔn)備接收郵件，若不提供服務(wù)，響應(yīng)“421servicenotavailable”。第四節(jié)電子郵件E-mail4、簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP操作的三個階段：郵件傳送（三個步驟）：MAIL命令（給出發(fā)信人地址）、RCPT命令（給出收信人地址）、

DATA命令（啟動數(shù)據(jù)傳送）。釋放TCP連接：發(fā)方發(fā)送QUIT命令，收方響應(yīng)“221〈收方域名〉closingconnection”，收方啟動釋放TCP連接過程；發(fā)方收到響應(yīng)221

后，啟動釋放TCP連接過程。第四節(jié)電子郵件E-mail5、電子郵件文本格式郵件文本由首部和主體組成。RFC822對首部作出規(guī)定。如：Date:Wen,19Dec200120:30:20From:”StefanneGrumbach”<StefanneG@Subject:SayHELLOToYouTo:chenx@cc:mengxf@bcc:gaom@第四節(jié)電子郵件E-mail6、郵件轉(zhuǎn)發(fā)、電子郵件網(wǎng)關(guān)及郵局協(xié)議郵件轉(zhuǎn)發(fā)：將郵件中使用的郵件地址映射為一個或多個新的郵件地址。涉及郵件轉(zhuǎn)發(fā)器和郵件發(fā)送清單。電子郵件網(wǎng)關(guān)：專門處理郵件發(fā)送清單的計算機。郵局協(xié)議（POP）：TCP/IP中對電子信箱進行遠(yuǎn)程存取的協(xié)議。第四節(jié)電子郵件E-mail6、郵件轉(zhuǎn)發(fā)、電子郵件網(wǎng)關(guān)及郵局協(xié)議

POP郵局協(xié)議，是一類簡單、功能有限的郵件讀取協(xié)議。目前常用的是POP3。它采用C/S模式，由用戶POP客戶程序與ISP郵件服務(wù)器的POP服務(wù)器建立TCP連接，并允許用戶從其個人計算機對郵箱內(nèi)容進行存取。特點：郵件服務(wù)器只能傳輸電子郵件，而POP服務(wù)器還能向用戶提供郵箱內(nèi)容的信息。第四節(jié)電子郵件E-mail6、郵件轉(zhuǎn)發(fā)、電子郵件網(wǎng)關(guān)及郵局協(xié)議因特網(wǎng)報文存取協(xié)議IMAP，目前流行的是IMAP4。協(xié)議采用C/S模式，由用戶IMAP客戶程序與ISP郵件服務(wù)器的IMAP服務(wù)器建立TCP連接，用戶可以在PC機上操縱ISP的郵件服務(wù)器的郵箱，IMAP是一個聯(lián)機協(xié)議。特點：用戶可以在任何不同地方使用不同的計算機隨時閱讀和處理自己的郵件。POP3的ISP郵件服務(wù)器不保存已經(jīng)讀取過的信件。第四節(jié)電子郵件E-mail7、通用因特網(wǎng)郵件擴充MIMESMTP存在的問題：

SMTP不能傳送可執(zhí)行文件或其他二進制對象

SMTP限于傳送7位的ASCII碼

SMTP服務(wù)器會拒絕超過一定長度的郵件某些SMTP的實現(xiàn)并沒有完全遵循[RFC821]

的SMTP標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié)電子郵件E-mail7、通用因特網(wǎng)郵件擴充MIME

某些SMTP的實現(xiàn)并沒有完全遵循[RFC821]

的SMTP標(biāo)準(zhǔn)：回車、換行的刪除和增加超過76個字符時的處理后面多余空格的刪除將制表符tab轉(zhuǎn)換為空格第四節(jié)電子郵件E-mail7、通用因特網(wǎng)郵件擴充MIMEMIMEMIMESMTPSMTP用戶用戶7位ASCII碼7位ASCII碼7位ASCII碼非ASCII碼非ASCII碼第四節(jié)電子郵件E-mail7、通用因特網(wǎng)郵件擴充MIMEMIME主要包括三部分內(nèi)容：

5個新的郵件首部字段，這些字段提供了有關(guān)郵件主體的信息，可以包含在[RFC822]首部。定義了許多郵件內(nèi)容的格式，對多媒體電子郵件表示方法進行了標(biāo)準(zhǔn)化。定義了傳送編碼，可對任何內(nèi)容格式進行轉(zhuǎn)換，而不會被郵件系統(tǒng)改變。第五節(jié)萬維網(wǎng)WWW1、萬維網(wǎng)WWW萬維網(wǎng)WWW是一個大規(guī)模的、聯(lián)機式的信息儲藏所，它以C/S模式工作。Web服務(wù)器存放大量超文本和超媒體信息，利用超鏈接相聯(lián)系，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。客戶機通過瀏覽器訪問服務(wù)器文檔，文檔以頁面形式在客戶瀏覽器窗口顯示。第五節(jié)萬維網(wǎng)WWW萬維網(wǎng)站點A萬維網(wǎng)站點D萬維網(wǎng)站點E鏈接關(guān)系萬維網(wǎng)站點C萬維網(wǎng)站點B鏈接關(guān)系鏈接關(guān)系第五節(jié)萬維網(wǎng)WWW2、統(tǒng)一資源定位器URLURL是在WWW上進行資源定位的標(biāo)準(zhǔn)格式，由三部分組成：

<協(xié)議名>://<主機名>:<端口>/<路徑>如：

/pub/abc.txt

/docs/aaa.htmltelnet:///.7cmailto:chenx@第五節(jié)萬維網(wǎng)WWW3、超文本傳送協(xié)議HTTPHTTP操作過程：

Web站點的服務(wù)器進程不斷監(jiān)聽TCP端口80。收到客戶進程（瀏覽器）發(fā)送到端口80的連接請求后，建立TCP連接。服務(wù)器向瀏覽器返回所請求的頁面，隨即釋放連接。

HTTP規(guī)定了在瀏覽器和服務(wù)器之間的請求/響應(yīng)的規(guī)則和格式：請求：規(guī)定格式的ASCII碼串；響應(yīng)：MIME格式報文。第五節(jié)萬維網(wǎng)WWW3、超文本傳送協(xié)議HTTPHTTP操作過程：瀏覽器程序服務(wù)器程序鏈接到URL的超鏈HTTP因