第7章:应用层.pptx
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第7章应用层,1,计算机科学与技术学院,本章主要内容:
理解:
TCP/IP协议栈与应用层协议之间的关系掌握:
域名系统的基本工作原理掌握:
电子邮件的基本工作原理掌握:
文件传输FTP的基本工作原理掌握:
WWW服务的基本工作原理,2,计算机科学与技术学院,7.1应用层协议概述,应用层协议定义了运行在不同端系统上的应用程序进程如何相互传递报文。
交换的报文类型,如请求报文和响应报文各种报文类型的语法,如报文中的各个字段及其详细描述字段的语义,即包含在字段中的信息的含义进程何时、如何发送报文及对报文进行响应的规则应用和应用层协议应用层协议只是网络应用的一部分,3,计算机科学与技术学院,7.2域名系统DNS,7.2.1域名系统的基本概念1.为什么有了IP地址,还需要域名?
域名用字符表示的网络主机名,是一种主机标识符;IP地址数字型,难于记忆与理解;域名字符型,直观,便于记忆与理解;IP地址用于网络层;域名用于应用层;IP地址与域名都应该是全网唯一的,并且它们之间具有对应关系。
4,计算机科学与技术学院,2.Internet域名结构因特网采用了层次树状结构的命名方法。
域名的结构由标号序列组成,各标号之间用点隔开:
各标号分别代表不同级别的域名。
.三级域名.二级域名.顶级域名,5,计算机科学与技术学院,因特网的域名空间,根,6,计算机科学与技术学院,DNS提供的服务,计算机科学与技术学院,7,主机别名:
有着复杂主机名的主机可以拥有一个或者多个别名。
例如,一台名为relay1.west-的主机,可能还有两个别名-和。
这种情况下,relay1.west-也叫规范主机名(canonicalhostname)。
应用程序可以调用DNS来获得主机别名对应的规范主机名以及主机的IP地址。
邮件服务器别名,7.2.2域名服务器,1.域名服务器的基本工作原理域名系统在设计了层次的域名的同时,提出了与其相对应的域名服务器系统;整个域名系统是以一个大型的分布式数据库的方式工作的;大多数具有Internet连接的组织都有一个域名服务器,每个服务器包含连向其他域名服务器的信息,这些服务器形成了一个大的协同工作的域名数据库。
8,计算机科学与技术学院,2.域名服务器的层次DNS服务器的层次是与域名的层次相适应的;每一个域名服务器都只对域名体系中的一部分进行管辖;一个根服务器(rootserver)在这个层次体系的顶部,它是顶层域的管辖者;DNS服务器的层次对应着域名的层次,但是这两者并不是对等的。
一个公司网络或校园网可以选择将它所有的域名都放在一个域名服务器上,也可以选择运行几个域名服务器。
9,计算机科学与技术学院,根域名服务器,顶级域名服务器,权威域名服务器,根域名服务器,org域名服务器,com域名服务器,edu域名服务器,域名服务器,域名服务器,abc公司有两个权威域名服务器,10,计算机科学与技术学院,根域名服务器,最高层次的服务器,也是最重要的域名服务器。
所有的根域名服务器知道所有的顶级域名服务器的域名和IP地址。
不管是哪一个本地域名服务器,若要对因特网上任何一个域名进行解析,只要自己无法解析,就首先求助于根域名服务器。
共有13个不同IP地址的根域名服务器,它们的名字是用一个英文字母命名,从a一直到m(前13个字母)。
需要注意的是,在许多情况下,根域名服务器并不直接把待查询的域名直接转换成IP地址(根域名服务器也没有存放这种信息),而是告诉本地域名服务器下一步应当找哪一个顶级域名服务器进行查询。
11,计算机科学与技术学院,顶级域名服务器(即TLD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域名服务器的IP地址)。
权威域名服务器负责一个区的域名服务器当一个权威域名服务器还不能给出最后的查询回答时,就会告诉发出查询请求的DNS客户,下一步应当找哪一个权威域名服务器。
本地域名服务器当一个主机发出DNS查询请求时,这个查询请求报文就发送给本地域名服务器。
每一个因特网服务提供者ISP,或一个大学,甚至一个大学里的系,都可以拥有一个本地域名服务器这种域名服务器有时也称为默认域名服务器。
12,计算机科学与技术学院,7.2.3域名解析,将域名转换为对应的IP地址的过程称为域名解析。
主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的IP地址,那么本地域名服务器就以DNS客户的身份,向其他根域名服务器继续发出查询请求报文。
本地域名服务器向根域名服务器的查询通常是采用迭代查询。
当根域名服务器收到本地域名服务器的迭代查询请求报文时,要么给出所要查询的IP地址,要么告诉本地域名服务器:
“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。
然后让本地域名服务器进行后续的查询。
13,计算机科学与技术学院,本地域名服务器采用迭代查询,顶级域名服务器,权威域名服务器,本地域名服务器,根域名服务器,迭代查询,递归查询,需要查找的IP地址,14,计算机科学与技术学院,本地域名服务器采用递归查询(比较少用),顶级域名服务器,权威域名服务器,本地域名服务器,根域名服务器,递归查询,递归查询,需要查找的IP地址,15,计算机科学与技术学院,7.2.4DNS缓存,16,计算机科学与技术学院,一个DNS服务器接收一个DNS回答时,将回答中的信息缓存在本地。
主机名与IP地址间的映射不是永久的,所以DNS服务器在一段时间后(通常设置为两天)丢弃缓存的信息本地DNSserver也可以缓存TLDserver的IP地址,因而允许本地DNS绕过查询链中的根DNS服务器,7.2.5DNS记录,实现DNS分布式数据库的所有DNS服务器共同存储着资源记录(ResourceRecord,RR),RR提供了主机名到IP地址的映射。
每个DNS回答报文包含了一条或多条资源记录。
资源记录是一个包含了下列字段的4元组(Name,Value,Type,TTL)TTL是该记录的生存时间,它决定了资源记录应当从缓存中删除的时间。
如果Type=A,则Name是主机名,Value是该主机名的IP地址。
例如(,128.238.66.100,A)如果Type=NS,则Name是域,而Value是知道如何获得该域中主机IP地址的权威DNS服务器的主机名。
例如(,NS)如果Type=CNAME,则Value是别名为Name的主机对应的规范主机名。
例如(,CNAME)如果Type=MX,则Value是别名为Name的邮件服务器的规范主机名。
例如(,MX)。
通过使用MX记录,一个公司的邮件服务器和其他服务器可以使用相同的别名。
17,计算机科学与技术学院,DNS记录,如果一台DNS服务器是某特定主机名的权威DNS服务器,那么该DNS服务器会有一条包含该主机名的类型A记录(即使该DNS服务器不是其权威域名服务器,它也可能在缓存中含有一条类型A记录)。
如果DNS服务器不是某个主机名的权威DNS服务器,那么该服务器将包含一条类型NS记录,该记录对应于包含主机名的域;它还将包括一条类型A记录,该记录提供了在NS记录的Value字段中DNS服务器的IP地址。
计算机科学与技术学院,18,DNS数据库中插入记录,例如创建首先注册域名提供基本权威DNS服务器和辅助权威DNS服务器的名字和IP地址。
假如该名字和IP地址是和及100.100.100.1和100.100.100.2。
对这两个权威DNS服务器的每一个,注册登记机构确保将一个类型NS和一个类型A的记录输入TLDcom服务器。
(,NS)(,100.100.100.1,A),19,计算机科学与技术学院,7.3电子邮件服务,7.3.1电子邮件的概念电子邮件系统不但可以传输各种格式的文本信息,而且还可以传输图像、声音、视频等多种信息;邮件服务器系统的核心邮件服务器负责接收用户送来的邮件,并根据收件人地址发送到对方的邮件服务器中,同时负责接收由其他邮件服务器发来的邮件,并根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中。
20,计算机科学与技术学院,7.3.2电子邮件服务的工作过程,电子邮件服务基于客户/服务器结构,21,计算机科学与技术学院,电子邮件应用程序基本服务功能:
创建与发送电子邮件;接收、阅读与管理电子邮件;账号、邮箱与通信簿管理。
电子邮件协议:
在电子邮件程序向邮件服务器中发送邮件时,使用的是简单邮件传输协议SMTP;在电子邮件程序从邮件服务器中读取邮件时,可以使用邮局协议POP3或交互式邮件存取协议IMAP,它取决于邮件服务器支持的协议类型。
22,计算机科学与技术学院,电子邮件系统协议使用情况,23,计算机科学与技术学院,计算机科学与技术学院,发送和接收电子邮件的步骤,发件人调用PC机中的用户代理撰写和编辑要发送的邮件。
发件人的用户代理把邮件用SMTP协议发给发送方邮件服务器,SMTP服务器把邮件临时存放在邮件缓存队列中,等待发送。
发送方邮件服务器的SMTP客户与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接,然后就把邮件缓存队列中的邮件依次发送出去。
24,计算机科学与技术学院,发送和接收电子邮件的步骤(续),运行在接收方邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后,把邮件放入收件人的用户邮箱中,等待收件人进行读取。
收件人在打算收信时,就运行PC机中的用户代理,使用POP3(或IMAP)协议读取发送给自己的邮件。
请注意,POP3服务器和POP3客户之间的通信是由POP3客户发起的。
25,7.3.4简单邮件传输协议SMTP,SMTP协议运行在TCP协议之上,使用公开端口号25;SMTP使用简单的命令传输邮件;SMTP规定了14条命令和21种响应信息;每条命令都是由4个字母组成的;每一种响应信息一般只有一行信息;SMTP使用客户/服务器工作模式,发送邮件的SMTP进程是SMTP客户,接收邮件的SMTP进程是SMTP服务器。
26,计算机科学与技术学院,计算机科学与技术学院,SMTP通信的三个阶段,1.连接建立:
连接是在发送主机的SMTP客户和接收主机的SMTP服务器之间建立的。
SMTP不使用中间的邮件服务器。
2.邮件传送3.连接释放:
邮件发送完毕后,SMTP应释放TCP连接。
27,7.3.5邮件读取协议POP3和IMAP,POP3(PostOfficeProtocol)邮局协议POP是一个简单的邮件读取协议;POP3协议使用客户/服务器的工作方式;接收邮件的用户主机运行POP客户程序,ISP的邮件服务器则运行POP服务器程序;POP3协议运行在TCP协议之上,它使用公开的端口号110;POP3协议规定了15条命令和24种响应信息。
28,计算机科学与技术学院,计算机科学与技术学院,IMAP协议(InternetMessageAccessProtocol),IMAP也是按客户服务器方式工作,现在较新的是版本4,即IMAP4。
用户在自己的PC机上就可以操纵ISP的邮件服务器的邮箱,就像在本地操纵一样。
因此IMAP是一个联机协议。
当用户PC机上的IMAP客户程序打开IMAP服务器的邮箱时,用户就可看到邮件的首部。
若用户需要打开某个邮件,则该邮件才传到用户的计算机上。
29,计算机科学与技术学院,IMAP的特点,用户可以根据需要为自己的邮箱创建便于分类管理的层次式的邮箱文件夹,并且能够将存放的邮件从某一个文件夹移动到另一个文件夹。
IMAP还允许收件人只读取邮件中的某一个部分。
例如,收到了一个带有视像附件(此文件可能很大)的邮件。
为了节省时间,可以先下载邮件的正文部分,待以后有时间再读取或下载这个很长的附件。
IMAP的缺点是如果用户没有将邮件复制到自己的PC机上,则邮件一直是存放在IMAP服务器上。
因此用户需要经常与IMAP服务器建立连接。
30,基于Web的电子邮件,用户和其远程邮箱
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