第4章因特网的应用.docx

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第4章因特网的应用

第4章因特网的应用

▪本章内容

•域名系统（DNS）

•远程登录（Telnet）

•电子邮件（E-mail）

•文件传输（FTP）

•万维网（WWW）

•*因特网的多媒体应用

4.1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：

202.117.0.20

▪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-11

▪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。

因特网上计算机的名字

▪IP地址的优点和缺点

•IP地址更适合计算机处理

▪IP地址包含足够的路由信息。

•IP地址不适合人们记忆

•无法通过IP地址猜测主机的用途

▪如一个主机到底是www服务器还是FTP服务器？

▪如何取长补短——域名系统

•域名：

层次化的主机名

•域名系统：

任务是将域名解析为对应的IP地址。

•优点：

▪使用方便，易于记忆。

▪一致性好，不会随IP地址的改变而改变。

域名空间（域名树）

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：

▪

▪

▪域名是一个组织在域名空间中的名字：

•例如，西安交大的域名为。

•该组织中已注册的主机都以组织的域名为后缀。

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，西安交大的DNS服务器为202.117.0.20，它负责进行域内的域名和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。

▪西安交大的备份DNS服务器为202.117.0.21。

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。

▪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。

▪域名解析的例子

•某个用户要浏览西安交大的主页，用户主机（假定为A）必须获得主机（以下简称为xjtu）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xjtu的记录，就立即将JD的IP地址返回给A；

▪如果DNS1上没有xjtu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，获得负责域DNS服务器C的地址；

▪DNS1向C查询，获得负责域DNS服务器D的地址；

▪DNS1向D查询，即可获得的IP地址。

▪（注：

在命令行下可用nslookup命令进行DNS查询）

域名数据库中的记录类型

▪A记录（Address记录）

•A记录是用来指定域名对应的IP地址。

－－－最常用

▪NS记录（NameServer记录）

•域名服务器记录，用来指定该域名由哪个DNS服务器来进行解析。

▪别名记录（CNAME记录）

•这种记录用于将多个名字映射到同一台计算机。

通常用于同时提供WWW、FTP和MAIL服务的计算机。

[例]

▪MX记录（MailExchanger记录）

•邮件交换记录，它指向一个邮件服务器，用于电子邮件系统发邮件时根据收信人的地址后缀来定位邮件服务器。

[例]

▪PTR记录

•域名指针记录，用于反向DNS查找。

例如，要查找202.117.0.20的域名时就需要借助于PTR记录。

▪SOA记录——用于说明一个DNS系统的基本信息

▪DNS数据库中的资源纪录（RRs）

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

4.2远程登录（Telnet）

▪什么是Telnet？

•Telnet是TelecommunicationNetworkProtocol的英文缩写。

•用户在本地发出命令，通过IP网络，进入另一台机器的系统，这个过程即称为远程登录。

▪用户通过本地计算机登录到其他计算机上，本地计算机就成为了那台计算机的“终端”，与那台机器本身的终端享有同样的待遇，在它的权限范围内操作那台计算机。

▪大多数提供远程登录的目标系统以UNIX为主。

▪注意：

远程登录中的¡°远”字并非指距离，而是指不是从本地登录到这台计算机。

Telnet是如何工作的

▪Telnet采用了Client/Server工作方式，并使用TCP传输协议进行通信（有连接过程）。

▪客户端运行Telnet客户端程序

•建立与服务器端的TCP连接；

•接收用户的输入命令及其他信息；

•对命令及信息进行预处理；

•把信息用TCP协议发送给服务器端；

•接收服务器端返回的信息并做相应处理,例如显示在屏幕上。

▪服务器端运行服务程序Telnet（常驻进程）

•通知正在准备接受连接的网络软件，Telnet服务已启动；

•网络软件建立与客户机的TCP连接；

•等候以标准格式出现的服务请求；

•对到来的服务请求命令给予执行；

•把服务结果按标准格式回送给客户机；

•继续等待新到达的服务请求。

如何使用Telnet

▪启动telnet客户端程序

telnet[remote-system][port-number]

•其中

▪telnet：

命令名。

注意也有别的名称，如NVT220等。

▪remote-system：

目标主机名（域名）或目标主机的IP地址。

▪port-number：

端口号。

它用于标识服务器上的telnet服务

程序进程。

telnet的默认端口号是23。

▪telnet的内部命令行提示符为：

telnet>

▪启动客户程序例（UNIX）

•启动时直接指明要连接的目标主机

$telnet指明目标主机名

$telnet202.117.35.70指明目标主机IP地址

•启动时不指明目标主机

$telnet

▪这时将进入telnet内部命令状态

telnet>内部命令提示符

▪在内部命令状态下键入open命令连接远程主机

telnet>open

telnet>open202.117.35.70

▪连接时远程主机将要求用户输入用户名和口令

login：

password：

•如果通过了用户认证，用户就可以像在远程主机的终端上一样操作远程主机了。

•在远程主机（服务器）提示符下，用户可以在本地计算机上输入远程系统命令，如email、lynx、pico、ls、pwd等。

▪断开与远程主机的连接

•在远程系统提示符下键入命令：

exit，logout或Ctrl-D

4.3电子邮件（E-mail）

▪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。

•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]

▪读取邮件：

•POP3（PostOfficeProtocol）[RFC1939]

•IMAP4（InternetMessageAccessProtocol）[RFC2060]

电子邮件的发送和接收过程

SMTP通信

▪支持SMTP协议的邮件服务器之间采用客户/服务器方式工作，连接发起方称为客户，接收方称为服务器。

一旦连接建立，邮件服务器之间通过SMTP协议进行对话，完成邮件的转发功能。

▪SMTP定义了几个非常简单的命令用来进行邮件的发送，其中包括：

•HELO

•MAILFROM

•RCPTTO

•DATA

•QUIT

SMTP的特点

▪电子邮件无论内容多少（包括附件），均使用一个报文（Message）发送。

▪所有的邮件内容，必须使用ASCII代码传送。

▪所有的二进制文件内容必须使用MIME格式转换成ASCII代码（膨化处理）。

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：

▪wgchen@

▪chenwg@

简单邮件传输协议SMTP

邮件格式[RFC822]

▪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。

▪邮件格式的例子

Received:

from（unknown[216.136.131.41]）

by192.168.30.102（Coremail）withSMTPidXQEAACPEeD3FAIMp.1

for;Fri,06Sep200423:

05:

16+0800（CST）

Message-ID:

<20020906151104.18590.qmail@>

Received:

from[67.242.159.232]byviaHTTP;Fri,06Sep200408:

11:

04PDT

Date:

Fri,6Sep200408:

11:

04-0700（PDT）

From:

JoyLi

Subject:

Thanks

To:

ChenWenge

Cc:

xqcheng@

In-Reply-To:

<3D3E0442.00000A.11363@smtp>

MIME-Version:

1.0

Content-Type:

text/plain;charset=us-ascii

陈老师：

我的第一次作业在附件中，请批阅。

李思012345678能动21班

E-mail的三种编码标准

▪UU编码（Unix-to-UnixEncoding）

原来是Unix系统中使用的编码和解码程序，后来被改写成为在DOS中亦可执行的程序。

在早期传送非ASCII码的文件时，最常用的便是这种UU编码方式。

▪MIME标准（MultipurposeInternetMailExtensions）

•多媒体邮件传送模式。

它允许把各种格式的多媒体文件附加在电子邮件中一起送出。

MIME标准现已成为Internet电子邮件的主流。

•MIME定义两种编码方式：

Base64与QP（Quote-Printable）。

•QP的规则是对于信件中的7位数据无须重复编码，仅将8位的数据转成7位。

QP编码适用于非ASCII码的文字内容，例如,我们的中文文件。

QP编码的方式是将一个字节用两个16进制数值表示，然后在前面加“=”。

所以经过QP编码后的文字通常是这个样子：

=A4j=AEa=A6n=A1I=A7=DA=AC0=B1=E7=A9s=A7g=A1A=AB=DC=B0

•Base64。

其编码规则是将整个文件重新编码成7位，通常用于传送二进制文件。

Base64编码后的文字通常是这个样子：

pGquYaZuoUmn2qxPseepc6dnoUGr3LCqv70ms

•具有MIME功能的Email软件大都能自动判别邮件是采用何种编码，然后自动选择用QP或Base64来解码。

▪Binhex编码

Binhex的编码方式常用于Apple公司的Mac计算机，PC上较少使用。

邮件读取协议

▪常用的有：

POP3和IMAP

▪POP3（邮局协议）

•基于TCP协议

•客户/服务器方式

▪客户端程序（OutlookExpress、Foxmail等）

▪服务器程序（Exchange等）

▪客户与服务器建立TCP连接后才能读取邮件

•功能：

▪为用户提供邮箱

▪保存收到的邮件

▪把邮件传输给用户（邮件在客户端脱机处理）

•邮件传输给用户后，POP服务器一般不再保留

▪IMAP（因特网报文存取协议）

•基于TCP协议（同POP3）

•客户/服务器方式（同POP3）

•功能

▪为用户提供邮箱

▪保存收到的邮件

▪用户可直接操纵IMAP服务器上自己的邮件文件夹

•新建分类文件夹，移动邮件，删除邮件，查找邮件等

▪仅需要打开邮件时，邮件才传输到客户端

•邮件将一直保存在IMAP服务器上，除非用户明确地发出删除命令

•典型例子：

WebMail

OutlookExpress的使用

▪使用通信簿

•建立通信簿

•联系人

•通信组

•手工添加

•自动添加：

“工具”→“添加到通信簿”

•修改通信簿

•从通信簿发送邮件

•通信簿的导入和导出（Outlook）

OutlookExpress的使用

▪电子邮件的脱机存储

•一般的电子邮件存储在客户端的邮件数据库中，对长期的存储不够方便

•可以将邮件作为分立的普通的文件存储在文件系统中（磁盘、光盘上）

•邮件文件的文件名后缀为.eml

▪可以将邮件导出到Outlook或Excel

•Outlook比OE要具备更丰富的处理功能；

•导出到Excel可以更方便地管理邮件。

OutlookExpress的使用

▪建立自己的文件夹

•除了邮件客户程序提供的“收件箱”、“发件箱”等文件夹外，建立自己的文件夹有利于对邮件的管理；

•自己的文件夹可以按邮件的类型建立；

•也可按自己的喜好建立。

▪及时清理邮件，特别是垃圾邮件

▪电子邮件非常容易感染计算机病毒：

•安装防病毒软件；

•不打开可疑的邮件（最好立即删除）。

4.4文件传输（FTP）

▪FTP是什么？

•FTP是FileTransferProtocol的英文缩写，即“文件传输协议”。

•用于在计算机之间传送文件

▪把文件从本地主机传送到远程主机称为¡°上载¡±

•Upload，Put

▪把文件从远程主机传送到本地主机称为¡°下载¡±

•Download，Get

▪FTP可以传输各种类型的文件：

•文本文件（ASCII）、二进制文件（Binary）；

•压缩文件、非压缩文件。

▪登录FTP服务器的用户需要注册才能登录，但有的FTP服务器也允许匿名（Anonymous）登录。

FTP工作原理

▪FTP基于TCP协议，使用TCP协议实现文件的传输。

▪FTP以客户/服务器方式工作：

•FTP客户程序，如Cuteftp等，运行在用户计算机上

▪用户通过它发出传输文件的请求

•FTP服务程序，如Serv-U等，运行在服务器上

▪接收并响应客户程序的请求，把指定的文件发送到客户端

▪在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个TCP连接：

•控制连接（ControlConnection）：

▪客户程序与FTP服务器的端口21建立控制连接,并在整个FTP会话过程中维持连接；

▪控制连接用于传输请求和应答信息；

▪由FTP客户端发起控制连接。

•数据连接（DataConnection）：

▪数据连接用于传输文件；

▪每传输一个文件都要建立一个数据连接（在FTP服务器的端口20）；

▪由FTP服务器发起数据连接。

FTP的文件传输过程

▪建立控制连接（客户端发起）

（1）客户端发送一个TCPSYN（TCP同步）包给服务器端，目的端口为21，源端口为一个临时端口；

（2）服务器端发送SYNACK（同步确认）包给客户端，源端口为21，目的端口为客户端上使用的临时端口；

（3）客户端发送一个ACK（确认）包。

•控制连接建立后，客户端使用这个连接来发送FTP命令，服务器端使用这个连接来发送FTP应答。

▪建立数据连接

•当用户发出一个文件传输请求时，客户端软件通过控制连接向服务器发出一个PORT命令，在PORT命令中指定一个临时端口，目的是希望服务器在建立数据连接时使用这个临时端口；

（1）服务器端发送一个SYN包给客户端，源端口为20，目的端口为客户端在PORT命令中指定的临时端口；

（2）客户端发送一个SYNACK包，源端口为临时端口，目的端口为20；

（3）服务器端发送一个ACK包。

▪文件传输

•数据连接建立后，发送数据的一方使用这个连接把文件传送给对方。

▪断开数据连接

•当数据传输完成后：

（1）发送数据的主机发出一个FIN命令来结束数据连接；

（2）接收方以ACK确认；

（3）接收方紧接着也发送一个FIN命令；

（4）发送数据的主机以ACK确认。

▪断开控制连接

•FTP会话结束后：

（1）客户端以FIN命令来关闭控制连接

（2）服务器端以ACK确认；

（3）服务器端发送一个FIN；

（4）客户端以ACK确认。

ftpClientftpServer

TCP:

21控制连接初始化,控制端口

SYN

Portxxxx---------------------->Port21

SYN,ACK

Portxxxx<----------------------Port21

ACK

Portxxxx---------------------->Port21

控制操作:

用户列目录或传输文件

Port,IP,Portyyyy

Portxxxx---------------------->Port21

PortSuccessful

Portxxxx<----------------------Port21

List,RetrorStor

Portxxxx---------------------->Port21

TCP:

20数据连接初始化,数据端口

SYN

Portyyyy<----------------------Port20

SYN,ACK

Portyyyy---------------------->Port20

ACK

Portyyyy<----------------------Port20

数据操作:

数据传输

Data

Portyyyy<--------------------->Port20

……

FTP的基本命令

▪启动FTP

•FTP[host]

例如：

%ftp

（或ftp>open）

username：

cw024001001实名登录

password：

******

或：

username：

anonymous匿名登录

password：

sbh@

（1）帮助命令组

•列出所有的ftp命令

▪ftp>?

▪ftp>help

•列出某个ftp命令的使用说明

▪例如：

列出open命令的使用说明

•ftp>helpopen

（2）连接命令组

•ftp>openhost连接远程主机

•ftp>close结束当前连接，不退出ftp

•ftp>disconnect结束当前连接，不退出ftp

•ftp>bye终止所有连接，退出ftp

•ftp>quit终止所有连接，退出ftp

（3）目录操作与列表命令组

•ftp>pwd列出当前目录名

•ftp>cd进入下一级目录

•ftp>cdup退回上一级目录

•ftp>ls[remote-dir][local-file]将远程目录中的文件列表

存入本地文件中

•ftp>mlsremote-filelocal-file将远程目录中指定类型的

文件列表存入本地文件中

▪例如，要将后缀为txt的文件列表存入dirfile.list文件：

ftp>mls*.txtdirfile.list

•ftp>