计算机网络 第八章 应用层

第八章：应用层8.1.1什么是Internet从广义上讲，Internet是遍布全球的连接各个计算机的总网络，是成千上万信息资源的总称；从通讯的角度来看，Internet是一个理想的信息交流媒介。从获得信息的角度来看，Internet是一个庞大的信息资源库。从娱乐休闲的角度来看，Internet是一个花样众多的娱乐厅。从经商的角度来看，Internet是一个即能省钱又能赚钱的场所。8.1概述第八章：应用层8.1.2Internet的主要功能1.共享资源2.交流信息3.发布和获取信息第八章：应用层8.2域名系统（DNS）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：202.98.0.68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-11QA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（RFC1035）也是TCP/IP的应用层协议之一。它利用了UDP传输层协议，端口为53。第八章：应用层域名空间（域名树）域名空间分为若干层次：根域（顶级域）和次级域rootcomnetorgedugovmilintcnukhk...ibmhpintl…3comcomedugov…nettsinghuapkusjtu…fudanxjtu…bbs根域二级域三级域四级域nenu第八章：应用层域名含义域名含义com商业机构nom个人edu教育机构firm企业或公司gov政府部门store销售公司或企业mil军事机构web与顶级域名表第八章：应用层主机域名的构成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.nenu.edu.cn域名是一个组织在域名空间中的名字：例如：东北师范大学的域名为。该组织中已注册的主机都以组织的域名为后缀。第八章：应用层DNS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。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，东北师大的DNS服务器为125.222.200.250，它负责进行nenu.edu.cn域内的域名和IP之间的转换。通常每个域都有一台主DNS服务器，然后有一台或数台备份DNS服务器。东北师大的备份DNS服务器为202.98.0.68。第八章：应用层DNS服务器DNS服务器分为三类本地域名服务器（LocalNameServer）即每个组织/企业的DNS服务器。根域名服务器（RootNameServer）为下级域名服务器提供域名解析服务；它需要知道全部根域名服务器（和部分二级域名服务器）的地址。数量很少，由于历史原因，主要分布在北美地区。认证域名服务器（AuthoritativeNameServer）每台因特网中的主机都应该在所在域的域名服务器中注册，提供注册的域名服务器就是该主机的认证域名服务器。一般来说，认证域名服务器就是主机所在单位的DNS服务器。第八章：应用层DNS服务器的功能能够直接处理域内的域名解析请求。能够向其他DNS服务器发出查询请求来处理对其他域的域名解析请求。能够缓存对其他域的域名解析请求的结果。DNS服务器的操作如果本地域名服务器不能解析域名，它就向根域名服务器询问；根域名服务器将告诉它与哪一个域名服务器联系；DNS再向该域名服务器进行查询；一个DNS请求可能要经过多个往返。第八章：应用层域名的解析方法1.递归解析法从根服务器开始，自顶向下一级一级往下解析，直到找到相应的IP地址为止。2.重复解析（反复解析或迭代解析）法从本地的DNS开始，若在本DNS管理范围内找不到相应的域名，则将请求转向更高一层或最靠近的DNS；若还是找不到，则再向高一层的DNS查询，直至最后找到请求域名及相应的IP地址为止。第八章：应用层域名解析过程如下：是否在本域？查询请求Y返回结果重复解析？返回结果YNN递归解析返回结果第八章：应用层客户202.114.206.234根服务器163.comcuq.edu.cn11029387456comedu.cn递归解析过程第八章：应用层域名解析的例子某个用户要浏览东北师大的主页，用户主机（假定为A）必须获得主机（以下简称为nenu）的IP地址。解析过程：A向本地域名服务器DNS1查询请求；如果DNS1上有nenu的记录，就立即将nenu的IP地址返回给A；如果DNS1上没有nenu的记录，DNS1就会向根域名服务器发出查询请求；根域名服务器把负责cn域的域名服务器B的IP地址告诉给DNS1；DNS1向B查询，获得负责edu.cn域DNS服务器C的地址；DNS1向C查询，获得负责nenu.edu.cn域DNS服务器D的地址；DNS1向D查询，即可获得地址。（注：在命令行下可用nslookup命令进行DNS查询）第八章：应用层域名解析性能的优化在域名的解析过程中，为提高速度，可以在两方面进行优化：1.复制根DNS可以被复制出若干副本，并存放在世界各地的多处域名服务器中。实际应用时，地理位置最近的域名服务器通常响应最快。2.缓存在每个域名服务器内存中开辟一个“域名缓存区”，用来存放最近一段时间中解析过的域名及相应的IP地址，以及描述该域名的服务器位置信息。第八章：应用层DNS与ARP的比较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内部的广播查询第八章：应用层8.3E-mail服务电子邮件是因特网上最典型的服务之一：因特网中出现最早，应用最普遍、最广泛因特网用户中90％以上使用过电子邮件方便、快捷、廉价电子邮件系统的组成用户代理（UserAgent）功能：编辑、发送、接收、阅读和管理电子邮件。常见的用户代理有：Outlook、OutlookExpress、Foxmail等。第八章：应用层邮件服务器（E-mailServer）功能：类似“邮局”，接收和转发电子邮件，向发信人报告邮件发送状态按照客户服务器方式工作既是客户，又是服务器电子邮件协议发送/转发邮件：SMTP（SimpleMailTransferProtocol）[RFC821、822]MIME（MultipurposeInternetMailExtension）[RFC1521]多用途网际邮件扩充协议读取邮件：POP3（PostOfficeProtocol）[RFC1939]IMAP4（InternetMessageAccessProtocol）[RFC2060]第八章：应用层点击观看电子邮件的发送和接收过程InternetE-mailServerSMTP发送邮件发送邮件队列接收端用户邮箱SMTPUserAgent接收邮件POP3E-mailServerUserAgentOutlookFoxMailOutlookFoxMail发信人运行用户代理编辑邮件。发件人的邮件服务器收件人的邮件服务器发送端邮件服务器收到邮件后，将邮件放入邮件缓存队列，等待发送。发送端邮件服务器中的SMTP客户进程发现邮件队列中有待发送的邮件，就与接收端邮件服务器建立TCP连接。发送端的SMTP客户进程使用SMTP协议把邮件队列中的邮件发送给接收端的SMTP服务进程。发送完后，关闭TCP连接。接收端邮件服务器将收到的邮件放入收件人的邮箱中。收件人收信时，运行用户代理，用户代理使用POP3协议将用户邮箱中的邮件下载到本地计算机。用户代理利用SMTP协议将邮件传送给发件人的邮件服务器。第八章：应用层电子邮件地址电子邮件用户必须有一个电子邮件地址许多网站提供免费电子邮件服务，需要的话可到这些网站上申请一个邮箱（电子邮件地址）。电子邮件地址由两部分组成：用户名邮箱所在的邮件服务器的主机域名用户名和邮件服务器域名之间用“@”隔开用户名@邮件服务器域名例如：[e-mail][e-mail]第八章：应用层简单邮件传输协议SMTPSMTP是因特网上通用的电子邮件传输协议。它的特点是简单明了，容易实现。SMTP定义了邮件格式及如何通过TCP连接传输邮件。SMTP使用25号端口在两个邮件服务器之间建立TCP连接。SMTP协议由两个文档进行描述：RFC821：描述了邮件服务器之间如何转发邮件；RFC822：定义邮件信息的格式。SMTP规定邮件的全部内容（包括附件）——无论是什么类型的数据——都必须转换成7位ASCII码进行传输。第八章：应用层邮件格式标准的电子邮件信息由两部分组成：邮件头（header）：相当于“信封”，主要包括收件人地址投递日期邮件主题发件人地址邮件体（body）：邮件正文，相当于装在信封内的信。第八章：应用层Received:fromweb10905.mail.yahoo.com(unknown[216.136.131.41])by192.168.30.102(Coremail)[e-mail];Fri,06Sep200423:05:16+0800(CST)Message-ID:[e-mail]:from[67.242.159.232]byweb10905.mail.yahoo.comviaHTTP;Fri,06Sep200408:11:04PDTDate:Fri,6Sep200408:11:04-0700(PDT)From:[e-mail]:ThanksTo:[e-mail]:[e-mail]-Reply-To:3D3E0442.00000A.11363@smtpMIME-Version:1.0Content-Type:text/plain;charset=us-ascii赵老师：我的第一次作业在附件中，请批阅。某某第八章：应用层邮件头信息都由一些关键词引导。邮件正文则没有任何关键词引导，正文是用户编辑邮件时输入的。邮件头中的一些主要关键词的含义是：Received：接收邮件的路径、日期、时间以及邮件代理程序的版本号。From：表示邮件发送者，包括邮件地址和发送方的“真实姓名”。Date：发信时间。Message-ID：由传输代理分配给该邮件的唯一标识。To：收件人的电子邮件地址。Subject：邮件主题，是发件人写的，告诉收件人