计算机网络应用层

计算机网络第6章应用层授课教师：洪锋~hong第6章应用层6.4万维网万维网的信息检索系统补充：Google原理6.5电子邮件6.2文件传送协议6.3远程终端协议TELNET补充：对等计算应用层协议的特点„每个应用层协议是为了解决某一类应用问题.„应用问题的解决是通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的。„应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。„应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。„客户(client)和服务器(server)是指通信中所涉及的两个应用进程。„客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。„客户是服务请求方，服务器是服务提供方。6.4万维网万维网概述„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。„万维网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，从而主动地按需获取丰富的信息。„这种访问方式称为“链接”。万维网提供分布式服务万维网站点A万维网站点C万维网站点E万维网站点D万维网站点Bpsnoqr超媒体与超文本„万维网是分布式超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。„一个超文本由多个信息源链接成。„利用一个链接可使用户找到另一个文档。这些文档可以位于世界上任何一个接在因特网上的超文本系统中。超文本是万维网的基础。„超媒体与超文本的区别是文档内容不同。„超文本文档仅包含文本信息，而超媒体文档还包含其他表示方式的信息，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。万维网的工作方式„万维网以客户服务器方式工作。„浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。„万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。„客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。„在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面(page)。万维网的工作过程因特网服务器连接HTTP响应报文o响应文档HTTP请求报文n请求文档万维网必须解决的问题(1)怎样找到目标主机？„IP地址：IP协议保证找到Internet上任意地址对应的主机„DNS：实现字符串域名到IP地址的映射(2)怎样标志分布在整个因特网上的万维网文档？„使用统一资源定位符URL(UniformResourceLocator)来标志万维网上的各种文档。„使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一标识符URL(2)用何协议实现万维网上各种超链的链接？„在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是超文本传送协议HTTP(HyperTextTransferProtocol)。„HTTP是一个应用层协议，使用TCP连接进行可靠的传送。万维网必须解决的问题(3)怎样使各种万维网文档都能在因特网上的各种计算机上显示出来，同时使用户清楚地知道在什么地方存在着超链？„超文本标记语言HTML(HyperTextMarkupLanguage)使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链从本页面的某处链接到因特网上的任何一个万维网页面，并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。(4)怎样使用户能够很方便地找到所需的信息？„为了在万维网上方便地查找信息，用户可使用各种的搜索工具（即搜索引擎）。4.2.2分类的IP地址1.IP地址及其表示方法„我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。„IP地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN(InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers)进行分配。IP地址的编址方法„分类的IP地址。这是昀基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。„子网的划分。这是对昀基本的编址方法的改进，其标准[RFC950]在1985年通过。„构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。分类IP地址„每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。„两级的IP地址可以记为：IP地址::={网络号,主机号}(4-1)::=代表“定义为”net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101A类地址的网络号字段net-id为1字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101B类地址的网络号字段net-id为2字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101C类地址的网络号字段net-id为3字节net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101A类地址的主机号字段host-id为3字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101B类地址的主机号字段host-id为2字节net-id24位host-id24位net-id16位net-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101C类地址的主机号字段host-id为1字节net-id24位host-id24位net-id16bitnet-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101D类地址是多播地址net-id24位host-id24位net-id16bitnet-id8位IP地址中的网络号字段和主机号字段0A类地址host-id16位B类地址C类地址011host-id8位D类地址1110多播地址E类地址保留为今后使用111101E类地址保留为今后使用点分十进制记法10000000000010110000001100011111机器中存放的IP地址是32位二进制代码10000000000010110000001100011111每隔8位插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.3112811331将每8位的二进制数转换为十进制数2.常用的三种类别的IP地址IP地址的使用范围网络最大第一个最后一个每个网络类别网络数可用的可用的中最大的网络号网络号主机数A126(27–2)112616,777,214B16,383(214−1)128.1191.25565,534C2,097,151(221−1)192.0.1223.255.255254IP地址的一些重要特点(1)IP地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处：„IP地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP地址的管理。„路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。4.5.6路由器在网际互连中的作用1.路由器的结构„路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。„路由器将某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地（即目的网络），把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。„下一跳路由器也按照这种方法处理分组，直到该分组到达终点为止。典型的路由器的结构路由选择路由选择处理机路由选择协议路由表3输入端口3交换结构输入端口输出端口分组转发转发表分组处理输出端口……11133122223——网络层2——数据链路层1——物理层“转发”和“路由选择”的区别„“转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。„“路由选择”(routing)则是按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由。„路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。„在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别，输入端口对线路上收到的分组的处理„数据链路层剥去帧首部和尾部后，将分组送到网络层的队列中排队等待处理。这会产生一定的时延。物理层处理数据链路层处理网络层处理分组排队交换结构输入端口的处理从线路接收分组查表和转发输出端口将交换结构传送来的分组发送到线路„当交换结构传送过来的分组先进行缓存。数据链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾部，交给物理层后发送到外部线路。物理层处理数据链路层处理网络层处理分组排队输出端口的处理向线路发送分组缓存管理交换结构分组丢弃„若路由器处理分组的速率赶不上分组进入队列的速率，则队列的存储空间昀终必定减少到零，这就使后面再进入队列的分组由于没有存储空间而只能被丢弃。„路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因。2交换结构I1I3I2O1O2存储器I1I3I2O1O2I1I3I2O1O2O3(a)通过存储器(c)通过互连网络(b)通过总线总线互连网络O3O36.1域名系统DNS6.1.1域名系统概述„许多应用层软件经常直接使用域名系统DNS(DomainNameSystem)，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。„因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统DNS。„名字到IP地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。„域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。6.1.2因特网的域名结构„因特网采用了层次树状结构的命名方法。„任何一个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。„域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开：….三级域名.二级域名.顶级域名„各标号分别代表不同级别的域名。域名只是个逻辑概念„域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。„变长的域名和使用有助记忆的字符串，是为了便于人来使用。„IP地址是定长的32位二进制数字则非常便于机器进行处理。„域名中的“点”和点分十进制IP地址中的“点”并无一一对应的关系。„点分十进制IP地址中一定是包含三个“点”