计算机网络课件 第七章 应用层

第七章应用层7.1应用层功能概述7.2TCP/IP的应用层概述7.3域名系统DNS7.4万维网应用层功能概述应用层位于OSI模型的最高层，其通过使用下面各层所提供的服务，直接向用户提供服务，是计算机网络与用户之间的界面或接口。应用层由若干面向用户提供服务的应用程序和支持应用程序的通信组件组成。7.2TCP/IP的应用层概述TCP/IP的应用层解决TCP/IP应用所存在的共性问题，TCP/IP应用层的支撑协议包括域名服务系统（DNS）、简单网络管理协议（SNMP）等；与应用相关的协议包括超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、文件传输协议（FTP）、简单文件传输协议（TFTP）和虚拟终端协议（Telnet）等。客户机/服务器模式应用被分为前端(客户部分)和后端(服务器部分)。客户部分运行在微机或工作站上。而服务器部分可以运行在从微机到大型机等各种计算机上。7.2.1C/S模式基于浏览器、web服务器和应用服务器的计算结构称为浏览器服务器(Browser／Server)的模式，简称B／S模式。浏览器/服务器模式7.2.2B/S模式Client查询请求浏览器用户界面Web服务器控制模块应用程序数据库服务器DBMS数据请求接收数据返回数据B/S运作过程7.3域名系统DNS（DomainNameSystem）任何TCP/IP应用在网络层都是基于IP协议实现的，因此必然要涉及到IP地址。但是32位二进制长度的IP地址和4组十进制的IP地址难以记忆。所以应用程序很少直接使用IP地址来访问主机。一般采用更容易记忆的ASCII串符号来指代IP地址，这种特殊用途的ASCII串被称为域名。因特网的域名结构在因特网上采用了层次树状结构的命名方法，任何连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名（DomainName）。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开，各分量分别代表不同级别的域名。其格式为：.三级域名.二级域名.顶级域名因特网的名字空间comnetorgedugovmilcoopbizinfoaerointcnuk…hkjsshbjorgnetgoveducomac…pkufudansjtutsinghua…树根cctvibmhpmot…顶级域名二级域名三级域名mailep四级域名mailcsnetl……seu域名服务器域名服务器是整个域名系统的核心。域名服务器，严格地讲应该是域名名称服务器（DNSNameServer），它保存着域名称空间中部分区域的数据。因特网上的域名服务器按照域名的层次来安排的，每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖。1.本地域名服务器本地域名服务器(localnameserver)也称默认域名服务器，当一个主机发出DNS查询报文时，这个报文就首先被送往该主机的本地域名服务器。四种不同类型的域名服务器设置本地域名服务器在用户的计算机中设置网卡的“Internet协议（TCP/IP）属性”对话框中设置的首选DNS服务器即为本地域名服务器。如图所示。2.根域名服务器当一个本地域名服务器不能立即回答某个主机的查询时，该本地域名服务器就以DNS客户的身份向某一根域名服务器查询。根域名服务器并不直接把域名直接转换成IP地址。在使用迭代查询时，根域名服务器把下一步应当找的顶级域名服务器的IP地址回答本地域名服务器。3.顶级域名服务器顶级域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到DNS查询请求时就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一步应当找的权限域名服务器的IP地址）。4.权限域名服务器每一个主机都必须在某个权限域名服务器处注册登记。权限域名服务器知道其管辖的主机名应当转换成什么IP地址。域名的解析过程当使用浏览器阅读网页时，在地址栏输入一个网站的域名后，操作系统会呼叫解析程序（Resolver，即客户端负责DNS查询的TCP/IP软件），开始解析此域名对应的IP地址，其运作过程如图所示。1.查询本机高速缓存解析程序DNS解析程序的查询流程2.查询本机文件Hostfile3.查询区域文件4.查询高速缓存5.根据不同方式查询其他DNS服务器查询模式两种查询模式，即客户端对域名服务器的查询及域名服务器和域名服务器之间的查询。1.迭代查询2.递归查询y.abc.com的IP地址⑧顶级域名服务器dns.com权限域名服务器dns.abc.com本地域名服务器dns.xyz.comm.xyz.com根域名服务器③④⑤⑥⑦②迭代查询递归查询①本地域名服务器进行迭代查询本地域名服务器进行递归查询顶级域名服务器dns.com权限域名服务器dns.abc.com本地域名服务器dns.xyz.comm.xyz.com根域名服务器⑦③②递归查询递归查询①y.abc.com的IP地址⑧⑥⑤④5.询问地址或告知找不到数据。根域.cn.edu.cn.xtvtc.edu.cn例：DNS客户端查询地址域名解析的过程计算机（解析器）域名服务器ROOTgovedumit.edu②③④⑤①⑥●●●●●7.4万维网概述万维网(WorldWideWeb)并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所，是因特网上发展最快同时又使用最多的一项服务，它用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点（也就是所谓的“链接到另一个站点”），从而主动地按需获取丰富的信息，可以提供包括文本、图形、声音和视频等在内的多媒体信息的浏览。的相关概念：（1）超文本(Hypertext)超文本文档不同于普通文档，超文本文档中也可以有大段的文字用来说明问题，除此之外他们最重要的特色是文档之间的链接。（2）超级链接（Hyperlink）在超文本/超媒体页面中，通过指针可以转向其它的Web页，而新的Web页又指向另一些Web页的指针…….。这样一种没有顺序、没有层次结构，如同蜘蛛网般的链接关系就是超链接。（3）超文本标记语言HTML是一种用来定义信息表现方式的格式，它告诉浏览器如何显示文字和图形图像等各种信息以及如何进行链接等。HTML是上用于创建和制作网页的基本语言，通过它就可以设置文本的格式、网页的色彩、图像与超文本链接等内容。（4）网页（WebPages或WebDocuments）HTML文档，通常称为网页，其扩展名通常是htm和html。能够阅读。网页又称“Web页”，它是浏览资源的基本单位。每个网页对应磁盘上一个单一的文件，其中可以包括文字、表格、图像、声音、视频等。HTML文档可以分为静态HTML和动态HTML。静态HTML文档是指网页中的内容是“固定不变”的。动态HTML文档指的是网页是交互式的，内容是通过动态脚本更新的。（5）主页（HomePage）在每个Web服务器上都有一个Homepage（主页），它把服务器上的信息分为几个大类，通过主页上的链接来指向它们，其它超文本文档称作页，通常也把它们称作页面或Web页。主页反映了服务器所提供的信息内容的层次结构，通过主页上的提示性标题（链接指针），可以转到主页之下的各个层次的其它各个页面，如果用户从主页开始浏览，可以完整地获取这一服务器所提供的全部信息。（6）统一资源定位符URL1.URL的格式统一资源定位符是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。URL的一般形式为：URL的访问方式：//主机域名:端口/路径2.使用HTTP的URL对于万维网的网站的访问要使用HTTP协议。HTTP的URL的一般形式如：http://主机域名：端口／路径http的默认端口号是80，通常可以省略。若再省略文件的路径项，则URL就指到因特网上的某个主页（HomePage）。3.使用FTP的URL使用FTP访问站点的URL的最简单的形式为：ftp://主机域名:端口/路径FTP的默认端口号是21，一般可省略。但有时也可以使用另外的端口号。7.4.2超文本传送协议HTTP超文本传输协议HTTP（HypertextTransferProtocol）是用来在浏览器和服务器之间传送超文本的协议。HTTP协议由两部分组成：从浏览器到服务器的请求集和从服务器到浏览器的应答集。HTTP协议是一种面向对象的协议，为了保证服务器之间通信不会产生二义性，HTTP精确定义了请求报文和响应报文的格式。HTTP会话过程包括四个步骤：连接、请求、应答、关闭。浏览器，试述浏览器与服务器的信息交互过程假设有用户要访问某学院主页，则浏览器与服务器的信息交互过程如下：浏览器确定URL。浏览器向DNS获取web服务器地址。浏览器以相应的IP地址211.81.192.250应答。浏览器和IP地址为211.81.192.250的80端口建立一条TCP连接。；浏览器执行HTTP协议，发送GET/index.asp命令，请求读取该文件。文件到客户端。释放TCP连接。浏览器显示index.asp中的所有正文和图像。7.5E-mail服务7.5.1概述电子邮件（ElectronicMail，简称E-mail）是因特网上最受欢迎也最为广泛的应用之一。电子邮件将邮件发送到（Internet信息提供商，简称ISP）的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱（mailbox）中，收信人可随时上网到ISP的邮件服务器进行读取。电子邮件服务Email是一种通过计算机网络与其它用户进行联系的快速、简便、高效、廉价的现代化通信手段。E-mail地址的标准格式为：收信人信箱名@主机域名。7.5.2电子邮件系统的组成用户代理用户代理因特网SMTPPOP3SMTPTCP/IP互联网上的电子邮件传输过程用户代理用户代理因特网Smtp.sina.com.cn服务器Pop3.263.net服务器SMTP发送E-mail的客户端接收E-mail的客户端7.6文件传送协议7.6.1概述文件传送协议FTP（FileTransferProtocol）是因特网上使用的最广泛的文件传送协议。FTP允许提供交互式的访问，允许用户指明文件的类型和格式，并允许文件具有存取权限。FTP屏蔽了各计算机系统的细节，因而适合于在异构网络中任意计算机之间传送文件。7.6.2FTP的基本工作原理7.7Telnet服务远程登录Telnet是一种远程登录程序。这里登录的概念借助于多用户系统。在多用户系统中，合法用户从终端通过输入用户名和口令进入主机系统的过程称登录。登录后，可以进行文件操作，可以运行系