網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2-應(yīng)用層

應(yīng)用層功能及協(xié)議NetworkFundamentals–Chapter2目標(biāo)規(guī)定人們?nèi)绾卧谛畔⒕W(wǎng)絡(luò)中使用應(yīng)用層通信.描述OSI模型的上三層功能如何為終端用戶應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)效勞.描述常見TCP/IP應(yīng)用程序的功能，例如：萬維網(wǎng)和電子郵件，以及相關(guān)效勞，包括HTTP、DNS、SMB、DHCP、STMP/POP以及Telnet目錄2.1應(yīng)用程序–網(wǎng)絡(luò)間的接口2.2準(zhǔn)備應(yīng)用程序和效勞2.3應(yīng)用層協(xié)議及效勞實(shí)例2.1應(yīng)用程序–網(wǎng)絡(luò)間的接口應(yīng)用程序–網(wǎng)絡(luò)間的接口了解應(yīng)用程序如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)中收發(fā)的信息進(jìn)行格式編排、傳輸和解釋2.1.1OSI和TCP/IP模型OSI模型將網(wǎng)絡(luò)通信過程分為7個(gè)邏輯層，每一層都擁有獨(dú)特的功能，且被賦予了特定的效勞和協(xié)議.2.1.1OSI和TCP/IP模型應(yīng)用層幫助人們處理通信，以便通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸.TCP/IP應(yīng)用層協(xié)議與OSI模型的上三層結(jié)構(gòu)〔應(yīng)用層、表示層和會(huì)話層〕仍然大致對(duì)應(yīng)2.1.1OSI和TCP/IP模型2.1.1OSI和TCP/IP模型最廣為人知的TCP/IP應(yīng)用層協(xié)議是那些用于交換用戶信息的協(xié)議。2.1.2應(yīng)用層軟件應(yīng)用層協(xié)議的相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)了以人為本的網(wǎng)絡(luò)與底層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接.2.1.3用戶應(yīng)用程序、效勞以及應(yīng)用層協(xié)議如上文所述，應(yīng)用層使用在應(yīng)用程序和效勞中實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。2.1.4應(yīng)用層協(xié)議功能應(yīng)用層協(xié)議為應(yīng)用程序之間的通信提供規(guī)那么2.2準(zhǔn)備應(yīng)用程序和效勞2.2.1客戶端-效勞器模型在客戶端/效勞器模型中，請(qǐng)求信息的設(shè)備稱為客戶端，而響應(yīng)請(qǐng)求的設(shè)備稱為效勞器2.2.2效勞器響應(yīng)客戶端應(yīng)用程序請(qǐng)求的設(shè)備扮演的是效勞器角色.2.2.3應(yīng)用層效勞和協(xié)議效勞器進(jìn)程可支持多個(gè)客戶端.2.2.4點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用程序(p2p)在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)互連，它們共享資源〔如打印機(jī)和文件〕時(shí)可以不借助專用效勞器。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用程序(p2p)與客戶端－效勞器模型不同，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用程序(P2P)允許設(shè)備在同一通信過程中既作客戶端又作效勞器.2.3應(yīng)用層協(xié)議及效勞實(shí)例人們很難記住IP數(shù)字地址。于是，人們創(chuàng)立了可以將數(shù)字地址轉(zhuǎn)換為簡單易記名稱的域名系統(tǒng).2.3.1DNS效勞及協(xié)議頂級(jí)域名定義為三類〔一〕國家頂級(jí)域名〔nTLD〕：國家頂級(jí)域名的代碼由ISO3166規(guī)定。比方cn代表中國、jp代表日本、uk代表英國等等。頂級(jí)域名定義為三類〔二〕國際頂級(jí)域名〔iTLD〕：即int，國際聯(lián)盟、國際性的組織可以在int下注冊(cè)，比方世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織的域名為。頂級(jí)域名定義為三類〔三〕通用頂級(jí)域名〔gTLD〕：根據(jù)1994年3月公布的RFC1591規(guī)定，最初的頂級(jí)域名共六個(gè)，即：com、net、org、edu、gov、mil頂層域名的代碼及意義域名意義COM商業(yè)組織EDU教育機(jī)構(gòu)GOV政府組織MIL軍事部門NET主要網(wǎng)絡(luò)支持中心ORG其它組織INT國際組織countrycode國家代碼新增的頂層域名域名意義film表示公司企業(yè)shop表示銷售公司和企業(yè)web表示突出WWW活動(dòng)的單位arts表示突出文化、娛樂活動(dòng)的單位rec表示突出休閑、娛樂活動(dòng)的單位info表示提供信息服務(wù)的單位nom表示個(gè)人我國那么將二級(jí)域名劃分為“類別域名〞和

“行政區(qū)域名〞兩大類?！邦悇e域名〞六個(gè)，分別為：ac 表示科研機(jī)構(gòu)；com表示工、商、金融等企業(yè)；edu表示教育機(jī)構(gòu)；gov 表示政府部門；net 表示互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)的信息中心〔NIC〕和運(yùn)行中心〔NOC〕；org 表示各種非贏利性的組織?！靶姓^(qū)域名〞34個(gè)，適用于中國的各省、自治區(qū)、直轄市。例如，bj為北京市，sh為上海市，nm為內(nèi)蒙古自治區(qū)等等目前在中國，二級(jí)域名edu下申請(qǐng)三級(jí)域名由中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心CERNIC負(fù)責(zé)。在二級(jí)域名edu以外的其它二級(jí)域名下申請(qǐng)三級(jí)域名，那么應(yīng)向中國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心信息中心CNNIC申請(qǐng)。關(guān)于中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)開展情況以及各種規(guī)定，均可在CNNIC的網(wǎng)站找到。因特網(wǎng)的名字空間comnetorgedugovmilcoopbizinfoaerointcnuk…h(huán)kjsshbjorgnetgoveducomac…pkufudansjtutsinghua…樹根cctvibmhpmot…頂級(jí)域名二級(jí)域名三級(jí)域名mail四級(jí)域名mailmarble…seuimunc2.3.1DNS效勞及協(xié)議用戶可以使用操作系統(tǒng)中名為nslookup的實(shí)用程序手動(dòng)查詢域名效勞器，來解析給定的主機(jī)名.2.3.1DNS效勞及協(xié)議DNS效勞器中存儲(chǔ)不同類型的資源記錄，用來解析域名。這些記錄中包含域名、地址以及記錄的類型.2.3.1DNS效勞及協(xié)議DNS效勞器的層級(jí)結(jié)構(gòu)包含用于匹配域名與地址的資源記錄.一種DNS查詢方案〔迭代iterative〕：1.如果要查詢的域名屬于本地域，由本地域名效勞器答復(fù)結(jié)果。2.如果要查詢的域名不屬本地域，查看本地域名效勞器是否有Cache信息。3.假設(shè)本地域名效勞器不能答復(fù)結(jié)果，那么應(yīng)向“root〞〔.〕詢問。4.“學(xué)〞到的資料都會(huì)保存在域名效勞器的高速緩存中，以備下一次資料未過期時(shí)使用。查詢遠(yuǎn)程主機(jī)IP地址的過程4.IP()？5.請(qǐng)向()查詢根域名服務(wù)器客戶本地域名服務(wù)器Dns.b.c.d2.查詢()?3.請(qǐng)向.cn查詢D域名服務(wù)器D域名服務(wù)器6.IP()?8.返回的IP

1.查詢

7.返回查詢的IP地址本機(jī)IP:a.b.c.d缺點(diǎn)：根效勞器壓力大；客戶平安性不好查詢遠(yuǎn)程主機(jī)IP地址的過程4.IP()？5.請(qǐng)向()查詢根域名服務(wù)器客戶本地域名服務(wù)器dns.b.c.d2.查詢()?3.請(qǐng)向.cn查詢域名服務(wù)器域名服務(wù)器6.IP()?8.返回的IP

1.查詢

7.返回查詢的IP地址本機(jī)IP:a.b.c.d另一種查詢方案：遞歸查詢“樹根〞……comabcxyzabcxy因特網(wǎng)uvwxyz.cn頂級(jí)域名服務(wù)器本地域名服務(wù)器

授權(quán)域名服務(wù)器

edu.edu頂級(jí)域名服務(wù)器y……本地域名服務(wù)器dns.b.c.d授權(quán)域名服務(wù)器本機(jī)IP:a.b.c.d本地域名服務(wù)器

授權(quán)域名服務(wù)器

②③④⑤⑥⑦⑧

①的

IP

地址是什么？缺點(diǎn)：根壓力大查詢遠(yuǎn)程主機(jī)IP地址的過程根域名效勞器dns客戶本地域名效勞器dns.d域名效勞器域名效勞器2.IP()?8.返回的IP

1.查詢

3.如有，返回查詢的IP地址本機(jī)原因：人們?cè)L問的主頁相對(duì)會(huì)固定利用緩存實(shí)現(xiàn)域名解析的優(yōu)化2.3.2WWW效勞及HTTP當(dāng)在web瀏覽器中輸入一個(gè)Web地址〔或者URL地址〕時(shí)，Web瀏覽器將通過HTTP協(xié)議建立與效勞器上的Web效勞之間的連接.2.3.2WWW效勞及HTTPHTTP效勞器通過返回網(wǎng)頁的代碼對(duì)請(qǐng)求做出響應(yīng).2.3.2WWW效勞及HTTP瀏覽器解釋HTML代碼并顯示網(wǎng)頁.2.3.2WWW效勞及HTTP在瀏覽器的地址欄中輸入‘://’會(huì)生成HTTP‘GET’消息.2.3.3電子郵件效勞及SMTP/POP協(xié)議客戶端使用SMTP將郵件發(fā)送到效勞器并使用POP3接收電子郵件.郵件效勞器–MTA郵件傳送代理(MTA)進(jìn)程用于發(fā)送電子郵件。2.3.3電子郵件效勞及SMTP/POP協(xié)議郵件效勞器–MDA郵件分發(fā)代理進(jìn)程控制效勞器與客戶端之間的電子郵件分發(fā).2.3.3電子郵件效勞及SMTP/POP協(xié)議SMTP用于轉(zhuǎn)發(fā)郵件POP用于接收郵件.2.3.3電子郵件效勞及SMTP/POP協(xié)議2.3.4FTPFTP用于客戶端和效勞器之間的文件傳輸.FTPDataTransferSeparatedataconnectionTosendlistsoffiles(LIST)Toretrieveafile(RETR)Touploadafile(STOR)CreatingtheDataConnectionClientactslikeaserverCreatesasocketAssignedanephemeralportnumberbythekernelListensonsocketWaitstohearfromFTPserverCreatingDataConnection(cont.)But,theserverdoesn’tknowtheportnumberSoafterlistening,clienttellsittotheserverUsingthePORTcommandonthecontrolconnectionCreatingDataConnection(cont)Then,theserverinitiatesthedataconnectionConnectstothesocketontheclientmachine…andtheclientacceptstocompletetheconnectionDatanowflowsalongsecondconnection;firstconnectionremainsopenformorecommands/repliesWhyOut-of-BandControl?AvoidsneedtomarktheendofthedatatransferDatatransferendsbyclosingofdataconnectionYet,thecontrolconnectionstaysupAbortingadatatransferCanabortatransferwithoutkillingthecontrolconnection…whichavoidsrequiringtheusertologinagainDonewithanABORonthecontrolconnectionThird-partyfiletransferbetweentwohostsDataconnectioncouldgotoadifferenthost…bysendingadifferentclientIPaddresstotheserverE.g.,usercoordinatestransferbetweentwoserversBut:thisisrarelyneeded,andpresentssecurityissues2.3.5DHCP通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)效勞，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以從DHCP效勞器中獲取IP地址和其它信息.DHCP:DynamicalHostConfigurationProtocolMAC地址全球唯一主機(jī)的IP地址的配置：要求任何兩個(gè)主機(jī)不能有同樣的IP地址.

2.3.5DHCP配置方法：1〕手工配置：對(duì)大量主機(jī)和不斷更新是不適宜的2〕自動(dòng)配置：優(yōu)點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)管理員不必親自為每個(gè)計(jì)算機(jī)配置IP地址很多機(jī)器可共享幾個(gè)IP地址如:機(jī)房內(nèi)有30臺(tái)機(jī)器，僅有10個(gè)IP地址，當(dāng)不是30臺(tái)同時(shí)上網(wǎng)時(shí)，可動(dòng)態(tài)配置DHCP依賴為主機(jī)提供配置信息的DHCP效勞器,一個(gè)管理域至少有一臺(tái)DHCP效勞器或至少一個(gè)DHCP的中繼代理中繼代理只需配置一條消息：DHCP效勞器的IP地址所有主機(jī)的信息存儲(chǔ)在DHCP效勞器上2.3.5DHCPDHCP效勞器負(fù)責(zé)維護(hù)IP地址池，并在客戶端登錄時(shí)將臨時(shí)地址分配給客戶端.2.3.5DHCP每個(gè)主機(jī)有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符,啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)從效勞器讀取成熟的DHCP在主機(jī)需要給單個(gè)主機(jī)分配IP地址,減少了大量的配置和維護(hù),DHCP只須維護(hù)一定范圍的IP地址面臨的問題是主機(jī)如何發(fā)現(xiàn)DHCP效勞器2.3.5DHCPContactaDHCPServer啟動(dòng)或參加的主機(jī)先播送DHCPDISCOVER消息〔IP地址〕，本網(wǎng)內(nèi)的所有主機(jī)和路由器接收到此消息,但路由器并不播送到其它網(wǎng)絡(luò)去可能1〕本網(wǎng)有DHCP效勞器，那么它產(chǎn)生答復(fù)消息，或者2〕本網(wǎng)有中繼代理，中繼代理收到消息后，將其單播到DHCP效勞器并等待響應(yīng).然后將響應(yīng)返回給客戶端DHCPProxy客戶主機(jī)播送DHCPDISCOVER報(bào)文，DHCP中繼器轉(zhuǎn)發(fā)到DHCP效勞器DHCP