计算机网络(第4章)课件(7-111-30641-2)-新.ppt

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计算机网络第第4章章应用层应用层机械工业出版社机械工业出版社ISBN978-7-111-30641-2计算机网络本章学习内容及要求本章学习内容及要求了解了解计算机网络应用需要解决的主要问题计算机网络应用需要解决的主要问题熟悉熟悉常用应用层协议的实现方法，常用应用层协议的实现方法，以及以及P2P的实现方法的实现方法掌握掌握应用层协议设计的基本原理应用层协议设计的基本原理分析应用协议的基本方法分析应用协议的基本方法对域名系统、对域名系统、WWW、FTP、E-mail的协议格式、的协议格式、技术方法要有深刻的理解技术方法要有深刻的理解计算机网络4.1应用层协议原理应用层协议原理4.1.1应用层协议及描述应用层协议及描述4.1.2应用层需要的服务应用层需要的服务4.1.3网络应用的计算模式网络应用的计算模式4.1.4应用层协议与运输协议的关系应用层协议与运输协议的关系计算机网络4.1.1应用层协议及描述应用层协议及描述应用层协议是人们最先接触的内容应用层协议是人们最先接触的内容网络应用和应用层协议是两个不同的概念网络应用和应用层协议是两个不同的概念应用层协议是网络应用的一部分应用层协议是网络应用的一部分通信双方在应用层交换的协议数据单元是通信双方在应用层交换的协议数据单元是报文报文应用层协议定义了应用层协议定义了运行在不同端系统上的应用程序进程互相传递报文的方式运行在不同端系统上的应用程序进程互相传递报文的方式采用客户机采用客户机/服务器方式服务器方式（C/S、B/S）P2P方式方式计算机网络应用层协议涉及到应用层协议涉及到的内容的内容交换的报文类型交换的报文类型例如请求报文和响应报文例如请求报文和响应报文报文的语法格式报文的语法格式例如报文包含的字段及其字段描述例如报文包含的字段及其字段描述报文中字段的语义报文中字段的语义字段中二进制位组合的含义字段中二进制位组合的含义各种类型报文发送的先后顺序和规则各种类型报文发送的先后顺序和规则例例如如哪哪个个报报文文先先发发送送，如如何何对对报报文文响响应应。

即即传传输输或或接接收收报报文时采取的动作文时采取的动作计算机网络4.1.2应用层需要的服务应用层需要的服务应用层需要的服务包括：

应用层需要的服务包括：

把应用协议数据单元可靠地从一个端系统传输到另一个把应用协议数据单元可靠地从一个端系统传输到另一个端系统端系统这里涉及到应用进程的复用和分解这里涉及到应用进程的复用和分解多个应用可以由不同的进程来标识多个应用可以由不同的进程来标识在具体实现时，不同的应用进程可以通过下一层运输层在具体实现时，不同的应用进程可以通过下一层运输层的端口号字段来区分的端口号字段来区分网络应用需要从运输层获得哪些服务，即得到什么网络应用需要从运输层获得哪些服务，即得到什么样的服务质量样的服务质量涉及到三个方面的服务质量保证涉及到三个方面的服务质量保证要求有很低的数据丢失率、足够的带宽和低的延时要求有很低的数据丢失率、足够的带宽和低的延时计算机网络4.1.3网络网络应用的计算模式应用的计算模式计算机网络中网络应用的计算模式主要有计算机网络中网络应用的计算模式主要有客户机客户机/服务器（服务器（Client/Server）模式）模式P2P（PeertoPeer）对等模式）对等模式应用最多的是客户机应用最多的是客户机/服务器模式服务器模式计算机网络4种计算模式特点的比较种计算模式特点的比较计算机网络4.1.4应用层协议与运输协议的关系应用层协议与运输协议的关系进程通过运输层的端口区分不同的应用进程通过运输层的端口区分不同的应用在在具具体体实实现现时时是是通通过过套套接接字字（Socket）在在网网络络上上发发送送和和接接收应用报文收应用报文套接字套接字由由运运输输层层逻逻辑辑地地址址端端口口号号加加上上网网络络层层逻逻辑辑地地址址IP地地址址构构成成套接字可以认为是进程的门户套接字可以认为是进程的门户是同一台主机内应用层与运输层之间的接口是同一台主机内应用层与运输层之间的接口计算机网络应用层协议与低层协议的对应联系应用层协议与低层协议的对应联系计算机网络4.2域名系统域名系统4.2.1域名系统概述域名系统概述4.2.2域名地址空间结构域名地址空间结构4.2.3DNS域名解析过程域名解析过程4.2.4DNS记录和报文记录和报文计算机网络4.2.1域名系统概述域名系统概述域名系统给人们使用网络带来了方便域名系统给人们使用网络带来了方便人们采用域名地址来对应人们采用域名地址来对应IP地址，采用类自然地址，采用类自然语言的字符串语言的字符串各字符串之间用点间隔起来，标识一个网络连接，各字符串之间用点间隔起来，标识一个网络连接，可以实现望文生义可以实现望文生义域名是一个层次结构的名字，构成了域名空间，域名是一个层次结构的名字，构成了域名空间，域名在网络中应是惟一的域名在网络中应是惟一的“域（域（domain）”是名字空间中一个可被管理的划是名字空间中一个可被管理的划分分域还可以继续划分为子域域还可以继续划分为子域计算机网络DNS提供的服务提供的服务域名系统域名系统DNS是是TCP/IP协议中制定的层次结构名字管理机制，协议中制定的层次结构名字管理机制，实现域名地址到实现域名地址到IP地址解析的系统称为域名解析系统地址解析的系统称为域名解析系统DNS，用于域名地址与用于域名地址与IP地址之间进行解析地址之间进行解析即把域名地址解析为对应的即把域名地址解析为对应的IP地址地址再把再把IP地址放入地址放入IP数据报分组中，实现在网络中的寻址数据报分组中，实现在网络中的寻址DNS采用客户机采用客户机/服务器服务模式服务器服务模式称为解析器称为解析器/域名服务器域名服务器DNS是一个分布式数据库系统是一个分布式数据库系统因特网中有许多处在不同位置上的域名服务器因特网中有许多处在不同位置上的域名服务器在在DNS系统内系统内提出解析请求的提出解析请求的DNS客户端被称为解析器客户端被称为解析器（resolve）提供域名解析服务提供域名解析服务DNS服务器的被称为域名服务器服务器的被称为域名服务器（nameserver）计算机网络顶级域名顶级域名TLD各级域名由其上一级的域名管理机构管理，各级域名由其上一级的域名管理机构管理，顶级域名顶级域名（TopLevelDomain,TLD）由由ICANN管理。

顶级域名有三类：

管理。

顶级域名有三类：

国家顶级域名国家顶级域名nTLDnTLD通用组织顶级域名通用组织顶级域名gTLDgTLD基基础础结结构构域域名名（infrastructuredomain），仅仅有有一个一个.arpa计算机网络中国域名的规定中国域名的规定中中国国将将二二级级域域名名划划分分为为“类类别别域域名名”和和“行行政政区区域域名名”两两类类类别域名有类别域名有6个：

个：

科科研研机机构构.ac；工工商商金金融融企企业业.com；教教育育机机构构.edu；政政府府机机构构.gov；互互连网络机构；非赢利组织连网络机构；非赢利组织.org行政区域名有行政区域名有34个：

个：

对对应应各各省省、直直辖辖市市和和自自治治区区，由由两两个个字字母母组组成成，例例如如北北京京.bj，上上海海sh，浙江，浙江zj，河南，河南ha，湖南，湖南hn二级域名下申请注册三级域名的管理办法是：

二级域名下申请注册三级域名的管理办法是：

在在.edu下的申请，由中国教育和科研计算机网络中心负责下的申请，由中国教育和科研计算机网络中心负责其他二级域名下的申请注册由中国互连网络信息中心其他二级域名下的申请注册由中国互连网络信息中心CNNIC负责负责在在CNNIC网站上可以查到中国互连网络的各项管理规定和发展情网站上可以查到中国互连网络的各项管理规定和发展情况况计算机网络4.2.2域名地址空间结构域名地址空间结构通用组织顶级域名及含义通用组织顶级域名及含义计算机网络域名地址空间结构域名地址空间结构任何连接在因特网上的主机或路由器都有一个惟一任何连接在因特网上的主机或路由器都有一个惟一的层次结构的域名名字的层次结构的域名名字这里的域是指域名空间中一个可被管理的划分这里的域是指域名空间中一个可被管理的划分域可以进一步按层次划分为子域，例如二级域、三级域域可以进一步按层次划分为子域，例如二级域、三级域等，构成域名的分量等，构成域名的分量对子域划分的层次数没有限制对子域划分的层次数没有限制域名由字符组成域名由字符组成可以是英文字母、数字、汉字，不超过可以是英文字母、数字、汉字，不超过63个字符个字符并且不区分大小写并且不区分大小写级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在级别最低的域名写在最左边，级别最高的顶级域名写在最右边最右边一个完整的域名长度不超过一个完整的域名长度不超过255个字符个字符计算机网络域名地址空间域名地址空间计算机网络域名服务器域名服务器计算机网络根域名服务器在世界范围的分布位置根域名服务器在世界范围的分布位置计算机网络因特网因特网13个根域名服务器的属性个根域名服务器的属性计算机网络4.2.3DNS域名解析过程域名解析过程域名解析对用户来说是透明的，一开始在本地域名域名解析对用户来说是透明的，一开始在本地域名服务器上解析服务器上解析若本地域名服务器上没有对应的记录，则有本地域名服若本地域名服务器上没有对应的记录，则有本地域名服务器负责向上一级域名服务器申请解析务器负责向上一级域名服务器申请解析每一个域名服务器不仅能够进行一些域名地址到每一个域名服务器不仅能够进行一些域名地址到IP地址地址的解析，还要具有连接到其他域名服务器的信息的解析，还要具有连接到其他域名服务器的信息域域名名解解析析过过程程分分为为递递归归查查询询和和重重复复查查询询。

域域名名解解析析过程中涉及到三种域名服务器：

过程中涉及到三种域名服务器：

本地域名服务器本地域名服务器根域名服务器根域名服务器授权域名服务器授权域名服务器计算机网络域名域名解析过程解析过程计算机网络本地域名服务器采用迭代查询本地域名服务器采用迭代查询顶级域名服务器权限域名服务本地域名服务器根域名服务器迭代查询的IP地址递归查询需要查找的IP地址计算机网络4.2.4DNS记录和报文记录和报文在在DNS分分布布式式数数据据库库中中存存储储有有域域名名地地址址与与IP地地址址映映射射的的资资源源记录记录RR（resourcerecord）一个记录占一行，一个资源记录包含有一个记录占一行，一个资源记录包含有4个字段个字段格式如下：

格式如下：

Name,Value,Type,TTL计算机网络DNS报文报文DNS报文只有查询报文和回答报文，两种报文具有相同的格式，只报文只有查询报文和回答报文，两种报文具有相同的格式，只是在标志字段中用是在标志字段中用1bit的的query/reply标志位标识两种不同的报文标志位标识两种不同的报文该位若为该位若为0为查询报文，若为为查询报文，若为1为回答报文为回答报文计算机网络4.3万维网和万维网和HTTP4.3.1万维网概述万维网概述4.3.2超文本标记语言超文本标记语言4.3.3统一资源定位符统一资源定位符4.3.4超文本传输协议超文本传输协议4.3.5Web高速缓存高速缓存计算机网络4.3.1万维网概述万维网概述万维网提供信息浏览，是常用的网络应用之一万维网提供信息浏览，是常用的网络应用之一包含多种媒体的数据信息就是超文本包含多种媒体的数据信息就是超文本有时候也称为超媒体，超媒体是对超文本的扩充有时候也称为超媒体，超媒体是对超文本的扩充万维网万维网WWW（WorldWideWeb）使用超文本传输协议使用超文本传输协议HTTP、超文本传输语言、超文本传输语言HTML传输和组织传输和组织信息信息用用HTML编写的文档称为编写的文档称为Web网页，也叫网页，也叫Web文档文档一组一组Web网页组成一个网页组成一个Web点的信息内容点