第2章因特网应用技术及应用层协议

本章内容：2.1Internet应用2.2DNS域名系统2.3远程登录服务2.4电子邮件服务2.5FTP服务2.6了解:1、电子邮件协议2、协议（万维网）3、远程登录协议(Telnet协议)掌握:1、网络应用模型：C/S、P2P2、DNS协议（域名系统）3、FTP协议（文件传送协议）2.1Internet应用2.1.1Internet应用技术发展的三个阶段2.1.2C/S模式与P2P模式的比较2.1.3应用层协议的分类2.1.1Internet应用技术发展的三个阶段第一阶段，提供基本网络服务功能远程登录TELNET电子邮件E-mail文件传输FTP电子公告牌BBS网络新闻组Usernet第二阶段，Web技术出现及相关应用WorldWideWeb电子政务电子商务远程医疗远程教育搜索引擎第三阶段，P2P网络应用扩大了信息共享的模式无线网络应用云计算物联网2.1.2C/S模式与P2P模式的比较从Internet应用系统的工作模式角度，网络应用分为：1、C/S模式应用程序分为客户端程序和服务器程序。采用C/S模式的原因：网络资源分布的不均匀性。1）网络中计算机系统的类型、硬件结构、功能都存在很大的差异。2）从软件的角度，大型应用软件一般安装在一台专用的服务器中。3）从信息资源的角度，资源存放在一台或多台大型服务器中。客户使用服务器的服务，服务器向客户提供网络服务。52.1.2C/S模式与P2P模式的比较从Internet应用系统的工作模式角度，网络应用分为：2、P2P模式是指网络节点之间采取对等的方式，通过直接交换信息达到共享计算机资源和服务的工作模式。C/S与P2P工作模式2.1.2C/S模式与P2P模式的比较区别C/S工作模式中信息资源的共享式以服务器为中心。P2P工作模式淡化服务提供者与服务提供者的界限。C/S与P2P模式的区别主要在应用层。采用C/S模式的应用协议有：DNS、SMTP、FTP、WEB等；采用P2P模式的应用协议有：支持BitTorrent服务的协议、支持多媒体传输类Skype服务的协议。P2P网络是在IP网络上构建的一种逻辑的覆盖网。82.1.3应用层协议的分类应用层协议为文件传输、电子邮件、远程登录、网络管理、Web浏览等应用提供了支持。应用层传输层网络接口层网际层文件传输●FTP、TFTP、NFS电子邮件●SMTP、POP3应用●HTTP远程登录●Telnet网络管理●SNMP域名管理●DNS2.1.3应用层协议的分类根据应用层协议在Internet中的作用和提供的服务，分为：基础设施类全局性：DNS协议局部性：DHCP协议网络应用类基于C/S：TELNET，SMTP，FTP，HTTP。基于P2P：文件共享P2P，即时通信P2P，流媒体P2P，共享存储P2P，协调工作P2P等。网络管理类SNMP102.2域名系统DNS-DomainNameSystem112.2域名系统2.2.1互联网的命名机制2.2.2域名系统2.2.3域名解析和域名服务器12问题的提出IP地址的优点和缺点TCP/IP互联网中，可以使用IP地址标识主机IP地址更适合计算机处理，IP地址包含足够的路由信息。IP地址不适合人们记忆。对一般用户而言，IP地址非常抽象，不是十分直观用户希望利用好读、易记的字符串来标识主机。无法通过IP地址猜测主机的用途比如一个主机到底是服务器？2.2域名系统132.2.1互联网的命名机制应解决的3个问题全局惟一性一个特定的主机名在整个互联网上是惟一的名字便于管理分配名字、确认名字、回收名字高效地进行映射高效地将主机名映射为IP地址（或将IP地址映射为主机名）142.2.1互联网的命名机制层次型命名机制层次型命名机制的概念在名字中加入结构，而这种结构是层次型的层次型名字的树状结构树中的每一节点都有一个相应的标识符主机名就是从树叶到树根（或从树根到树叶）路径上各节点标识符的有序序列152.2.1互联网的命名机制层次型命名机制特点全局惟一性只要同一子树下每层节点的标识符不冲突，完整的主机名绝对不会冲突。易于管理层次型命名机制名字-地址的映射层次型命名机制有利于高效地进行映射（详见域名解析部分）16域名：层次化的主机名。解决了主机名的管理问题。域名系统：层次型名字管理机制任务是将域名解析为对应的IP地址。解决了主机名—IP地址映射问题。优点：使用方便，易于记忆。一致性好，不会随IP地址的改变而改变。2.2.2域名系统（DNS，DomainNameSystem）172.2.2域名系统rootcomnetorgedugovmilintcnukhk...ibmhpintl…3comcomedugov…nettsinghuapkusjtu…fudanxjtu…bbs根域二级域三级域四级域•层次结构的域名构成域名空间•域名空间分为若干层次：根域（顶级域）和次级域182.2.2域名系统域名空间：定义一个包括所有可能出现的主机名字的域名空间第一级域名国家顶级域名，如cn，jp，us等。国际顶级域名，如int。通用顶级域名，如com，最初6个，后来又增加7个。二级域名类别域名，如ac，com，edu。行政区域域名，如ah，bj等。19Internet第一级域名的代码及意义域名代码意义COM商业组织EDU教育机构GOV政府部门MIL军事部门NET网络支持中心ORG其他组织ARPA临时ARPA(未用)INT国际组织CountryCode国家代码1997新增加的第一级代码FIRM商业公司STORE商品销售企业WEB与域名系统主机域名的构成主机名是由一系列由“.”分开的标签组成：每个标签不能超过63个字符；全部的标签不能超过255个字符；书写顺序是从主机开始直到域名树的根域为止。例如：netcourse.xjtu.edu.cn域名是一个组织在域名空间中的名字：例如，合肥学院的域名为hfuu.edu.cn。该组织中已注册的主机都以组织的域名为后缀。212.2.3域名解析与域名服务器域名解析：将域名转换为对应的IP地址的过程。域名服务器：一组用来保存域名树结构和对应信息的服务器程序，能完成域名解析功能。222.2.3域名解析与域名服务器域名服务的层次域名服务是有层次的，与域名层次结构相适应。整个域名系统是由许多域组成，每个域最少由一台域名服务器管辖。如根域服务器管辖一级域名服务器。232.2.3域名解析与域名服务器域名服务器每一个拥有域名的组织都必须要有DNS服务器，以提供自己域内的域名到IP地址的映射服务。例如，合肥学院的DNS服务器为192.168.0.1，它负责进行hfuu.edu.cn域内的域名和IP之间的转换。它存储其管辖范围内的数据，同时向上层域的域名服务器注册。让它的上层知道它，它也知道它的下层。如“.sina.com.cn”的域名服务器要向管辖“.com.cn”服务器注册。242.2.3域名解析与域名服务器域名服务器实际在指派域名服务器的实际管辖范围以区域zone为单位。每个区域都由域名服务器负责管理，负责本区域内域名与IP的转换。域名服务器能够向其它域名服务器发出查询请求来处理对其他域的域名解析请求。252.2.3域名解析与域名服务器域名系统的组织结构DNS是一个分布式的数据库DNS使用了分布式的域名数据库，运行域名数据库的计算机称为DNS服务器。DNS服务器以层次型结构（和域名树相对应）分布在世界各地，每台DNS服务器只存储了一小部分DNS数据。262.2.3域名解析与域名服务器域名服务器的基本工作原理客户端发出域名请求-要求将域名转换成IP地址（域名解析）。由域名服务器从请求中取出域名（可能经过多个服务器），转换为对应的IP地址。由应答信息返回给客户端。272.2.3域名解析与域名服务器域名解析方式递归解析（recursiveresolution）要求域名服务器系统一次性完成全部名字—地址变换。任务主要由服务器软件承担。一般用在客户端要求DNS服务器解析时反复解析（iterativeresolution）每次请求一个服务器，不行再请求其他的服务器。任务主要由域名解析器软件承担。一般用在服务器与服务器之间的查询操作282.2.3域名解析与域名服务器域名解析方式本地域名服务器采用迭代查询顶级域名服务器dns.com权限域名服务dns.abc.com本地域名服务器dns.xyz.com根域名服务器迭代查询y.abc.com的IP地址m.xyz.com递归查询需要查找y.abc.com的IP地址本地域名服务器采用递归查询顶级域名服务器dns.com权限域名服务dns.abc.com本地域名服务器dns.xyz.comm.xyz.com根域名服务器递归查询递归查询y.abc.com的IP地址需要查找y.abc.com的IP地址312.2.3域名解析与域名服务器域名解析流程32因特网编址机制：三种形式的地址管理机制域名地址：层次化的地址，便于人们记忆。IP地址：202.117.0.2032位逻辑编码，用来在因特网中定位主机和路由器的接口。TCP/IP网络上的每台主机都必须有唯一的IP地址。域名地址转换到IP地址由域名服务系统（DomainNameSystem，DNS）实现，这个转换过程又称为域名解析（NameResolution）。MAC地址：12-FA-9B-23-DB-1148位物理编码，用来在局域网中识别主机/路由器的接口。IP地址转换到MAC地址由地址解析协议（ARP）实现。DNS也是TCP/IP的应用层协议之一。它使用UDP传输层协议，端口为53。2.2.3域名解析与域名服务器332.2.3域名解析与域名服务器DNS与ARP的比较(ARP讲过比较)地址类型DNS：域名(应用层地址)→IP地址(网络层地址)ARP：IP地址(网络层地址)→MAC地址(数据链路层地址)作用范围DNS：全局（整个因特网）ARP：本地（仅限于LAN内部）工作方式DNS：本质上是对一个分布式数据库的查询过程ARP：LAN内部的广播查询342.3远程登录服务Telnet-TelecommunicationNetworkprotocol35远程登录（Telnet）什么是Telnet？用户在本地发出命令，通过IP网络，进入另一台机器的系统，这个过程即称为远程登录。用户通过本地计算机登录到其它计算机上，本地计算机就成为了那台计算机的“终端”，与那台机器本身的终端享有同样的待遇，在它的权限范围内操作那台计算机。大多数提供远程登录的目标系统以UNIX为主。注意：远程登录中的“远”字并非指距离，而是指不是从本地登录到这台计算机。36TelnetServerUsername:Password:InternetTelnet中国合肥学院美国加州大学UNIVERSITYUNIVERSITY37Telnet是如何工作的Telnet采用了Client/Server工作方式，并使用TCP传输协议进行通信（有连接过程）。客户端运行Telnet客户端程序建立与服务器端的TCP连接；接收用户的输入命令及其他信息；对命令及信息进行预处理；把信息用TCP协议发送给服务器端；接收服务器端返回的信息并做相应处理,例如显示在屏幕上。服务器端运行服务程序Telnetd（常驻进程）通知正在准备接受连接的网络软件，Telnet服务已启动；网络软件建立与客户机的T