清华大学计算机网络apply

计算机网络原理应用层尹霞[e-mail]清华大学计算机科学与技术系计算机网络技术研究所2000年12月12日计算机网络原理——应用层应用层主要内容应用层概述地位和作用TCP/IP协议族中的应用层协议应用层程序的实现结构客户/服务器模式常见的网络应用文件传输和远程登录FTP&TELNET域名系统DNS电子邮件E-mail万维网网络安全网络管理应用层小结计算机网络原理——应用层物理层数据链路层网络层传输层应用层用户应用层的地位和作用应用层是计算机网络体系结构中的最高层，也是唯一面向用户的一层。应用层将为用户提供常用的应用程序，并实现网络服务的各种功能。常用的电子邮件、上网浏览等网络服务都是应用层的程序。计算机网络原理——应用层EtherNet,TokenRing,TokenBus,FDDI,PPP/SLIP,X.25数据链路层网络层ICMPIPIGMPRARPARP传输层TCPUDPHTTP。。。SMTPFTPTELNETNFS。。。SNMPDNSTFTP应用层TCP/IP协议族中的应用层协议计算机网络原理——应用层客户端服务器端提出要求返回结果应用程序的实现结构对称的对等模式应用进程的地位和作用平等。例如：视频会议系统。非对称的客户/服务器模式客户端确定如何请求服务服务器决定何时和如何提供服务目前应用最多的是客户/服务器模式。客户（一般为网络用户的主机）处于主动地位，向服务器发出各种请求。服务器（为网络上能够提供特定服务的主机）处于被动地位，根据客户的请求提供响应的服务。计算机网络原理——应用层...中介服务器客户端服务器端两层结构三层结构多层结构客户/服务器模式的优势客户/服务器模式的优势在于：实现计算机资源和信息资源的共享提高网络的运行效率便于数据的维护和管理充分发挥服务器和客户机各自的优势服务器：存储量大、超级计算、信息资源丰富客户机：灵活、方便客户/服务器结构可以不局限在一个网络系统中，而且具有不同的层次。计算机网络原理——应用层客户/服务器模式的应用客户/服务器模型是所有网络应用的基础。客户机和服务器分别指参与一次通信的两个应用实体。服务器是指运行服务程序的那台主机。客户机是指运行客户程序的那台主机。客户机会向服务器发出指令并要求它予以响应，而服务器则会根据客户机的要求完成工作并将结果返回。客户机与服务器之间的命令必须是一致的。服务器是服务的提供者，客户机是服务的使用者。目前不同的应用层服务都对应有不同的服务器，例如MAIL服务器、FTP服务器、服务器等。一台计算机上可以运行多个服务器软件，但是要求计算机有强大的硬件资源和多任务操作系统。计算机网络原理——应用层客户机任何一个应用程序当需要进行远程访问时变为客户机软件，需要完成以下一些本地的功能：为用户提供图形用户界面GUI（GraphicsUserInterface）。根据用户输入的数据和命令向服务器发出请求。将服务器作出的回答进行分析处理，通过GUI向用户提交。客户机软件一般运行于用户的个人机上，不需要特殊的硬件和复杂的操作系统。计算机网络原理——应用层服务器服务器是网络上能够提供特定服务的主机。根据客户机的请求作出相应的回答，提供相应的服务。服务器的特点拥有客户机没有的资源计算机资源：大的存储容量、超级计算能力信息资源：数据库、文件系统和多媒体信息为多个客户机提供服务，实现资源共享。服务器软件服务器软件一般分为两部分：一部分用于接受请求并创建新的进程或线程；另一部分用于处理实际的通信过程。由于服务器要支持多个客户的同时访问，必须具备并发性。服务器软件为每个新客户创建一个进程或线程来处理和这个客户的通信。服务器方传送层实体使用客户的源端口号和服务的端口号来确定正确的服务器软件进程（线程）。计算机网络原理——应用层客户机和服务器之间的通信客户/服务器之间使用的传输层协议可以是TCP协议，可靠的面向连接的服务，适用于长的交互过程。可以是无连接的UDP协议，适用于短的交互过程。还可以同时使用TCP和UDP的服务。客户和服务器的交互在INTERNET中，客户和服务器的交互通过使用TCP/IP协议栈来完成。因此，客户和服务器所在的机器要求支持完全的协议栈。客户/服务器通过套接字访问传输层服务。计算机网络原理——应用层文件传输FTP文件传输的概念有两个层次：本地操作：硬盘和软盘之间的文件传输。远程操作：本地主机和远程主机之间的文件传输。文件传输协议FileTransferProtocol(FTP)是用来在计算机之间上载（Upload）和下载（Download）文件，该协议的主要功能是完成从一个系统到另一个系统的文件复制。FTP协议标准是RFC959。FTP工作在客户/服务器模式中。只有运行了FTP服务程序的计算机才支持FTP服务，成为FTP服务器。计算机网络原理——应用层FTP的工作流程FTP客户机的功能接收用户从键盘输入的命令，并里利用TCP连接将用户指令发送给远端的FTP服务器。接收远端的FTP服务器发来的消息，显示在本地屏幕上。根据不同的命令，或读取本地文件传送给服务程序，或接收从服务器传送来的文件。FTP服务器的功能接收并执行客户程序发送过来的指令，与客户程序建立TCP连接。根据用户指令操作，将文件传送给客户程序或从客户程序接收文件，并将操作结果返回。FTP的工作流程登录：客户机向FTP服务器登录，存在两种方式：匿名登录用anonymous为用户名，以用户自己的电子邮件地址为口令。非匿名登录需要从FTP服务器申请得到用户名和口令。浏览和下载退出计算机网络原理——应用层FTP的基本命令C:ftp166.111.4.80username:anonymouspassword:*******ftplsftpbinary（8位，二进制码）ftpascii（7位，文本编码）ftpgeta.htmlftpmget*.htmlftpcdone-dirftpputa.htmlftpmput*.htmlftpquit计算机网络原理——应用层远程登录TELNET远程登录TELNET的目的是让用户从本地计算机登录进入远程计算机，使用远程计算机的资源。TELNET的标准是RFC854，采用客户/服务器模式。在用户需要登录的远程系统上必须运行Telnet服务程序，在用户的本地机上需要安装Telnet客户程序。客户机只有拥有了远程计算机的用户名和口令才可以对远程计算机进行登录访问，即只有非匿名登录。远程登录时，用户是通过本地计算机的终端或者键盘将命令输入到客户程序中，客户程序会通过TCP连接（端口号为23）将命令发送到远程计算机中，由服务程序进行接收。服务程序按照命令自动执行处理，并将结果通过TCP连接返回到客户机，由客户程序接收并显示在屏幕上。计算机网络原理——应用层域名服务DNS域名的作用域名的名字空间树状结构、顶级域名、命令机制域名的区域划分域名服务器配置、资源记录域名解析方法、算法、实现计算机网络原理——应用层域名的作用32bits的IP地址难于记忆，对于用户而言，用文本描述的域名地址更易于记忆。人：身份证号码姓名主机：IP地址166.111.136.3域名student.cs.tsinghua.edu.cn具有广告宣传作用具有层次结构，提供网络管理组织信息例如：student.cs.tsinghua.edu.cn，说明该主机位于中国教育网中清华大学计算机系网络中，主机名为student。便于网络管理和维护主机的IP地址可以随网络变化，但是域名可以保持不变。IP地址与域名地址是一对多的关系。例如：。Back计算机网络原理——应用层域名的名字空间域名的定义域名是层次化的，形成一棵倒挂的树。树状结构为：根在根下的顶级(top)域名3字符域：generic2字符域：country在某个顶级域名下的第二级域名在某个第二级域名下的第三级域名叶：主机域名Internet被分成了几百个顶层域，每个域又被划分成子域。顶层域中分成两个大类：一般的(3个字符)和国家的(2个字符)。几乎所有的美国组织都处于一般域中，非美国组织都列在自己所在国家的域下。计算机网络原理——应用层tsinghuapkucnedujpcomorg...ukca...ROOTeducomorg...mitcmu...zjueeemcs...mail顶层第二层第三层第四层第五层域名的树状结构图计算机网络原理——应用层常见的顶级域名域名含义域名国家com商业部门jp日本edu教育部门de德国net大型网络ca加拿大mil军事部门uk英国gov政府部门au澳大利亚org组织机构cn中国计算机网络原理——应用层域名的命名机制主机域名主机名.最低级域名.…….最高级域名例如：主机student.cs.tsinghua.edu.cn路径ftp.cs.tsinghua.edu.cn/incoming/一个域名按照从自身向上至顶层域的路径命名，中间用圆点分隔。其中最重要的顶级域在右边，最左边是主机名，中间为子域名。域名对大小写不敏感，每个子域名最多不能超过63个字符，路径全名不能超过255个字符。Back计算机网络原理——应用层域名的区域划分区域(zone)将域名树划分成互不交叉的子树，一棵子树形成一个区域。每个区域可以划分成更小的区域。每个域能够控制如何分配它下面的子域，要创建一个新的域必须争得它所属域的同意。区域的权威代表网络信息中心NIC，它对域名的管理职能包括：申请和分配IP地址提供域名注册服务提供域名/地址解析服务（DNS服务）与上级管理域和其他域共同维护DNS信息主要的NIC机构有国外：InterNIC(北美及其地区),RIPENIC(欧洲),APNIC(亚洲)国内：CNNIC,CerNICBack计算机网络原理——应用层域名服务产生的原因由于网络最终是用IP地址标识的，这其中需要完成从域名地址到IP地址的解析。在ARPANET中，使用简单的文件hosts.txt，罗列出所有的主机域名和它们的IP地址。每天晚上，所有的主机将这个文件从维护主机中读走。在小型网络中，这个方法是可行的。在当今网络中，已经连接了成百上千的主机，这种静态的文件就太大了。域名系统DNS(DomainNameSystem)就是完成域名地址和IP地址之间相互转换的程序。域名系统DNS是典型的客户/服务器模式。域名系统DNS的核心是分级的、基于域的命名机制以及为了实行这个命名机制的分布式数据库系统。安装了DNS，提供域名解析功能的计算机就是域名服务器。计算机网络原理——应用层域名服务器根域名服务器记录所有第二级域名的DNS信息分布在网络的不同地方，具有公开的IP地址域名服务器的功能记录本域的域名注册信息提供IP地址/域名的解析服务域内服务：直接解析域外服务：可以提交给根域名服务器，可以与其他服务器即时交换全网的DNS信息。提供域名信息查询服务域名服务器的配置域名服务器至少由两台独立的主机构成，一台(primary)记录原始数据，一台(secondary)做备份用。计算机网络原理——应用层cs.tsinghua.edu.cntsinghua.edu.cnedu.cnPrimarySecondaryPrimarySecondaryPrimarySecondaryROOT域名服务器的配置计算机网络原理——应用层DNS定义在RFC1034和RFC1035中。在DNS的数据库中用资源记录来表示主机和子域的信息，当应用程序进行域名解析时，得到的便是域名所对应的资源记录。资源记录是一个五元式：域名DomainNa