第 6 章 應用層6.1 域名系統(tǒng) DNS6.1.1 域名系統(tǒng)概述? 因特網(wǎng)采用層次結構的命名樹作為主機的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng) DNS 。 ? 名字到 IP 地址的解析是由若干個域名服務

第 6 章 應用層

6.1 域名系統(tǒng) DNS

6.1.1 域名系統(tǒng)概述

? 因特網(wǎng)采用層次結構的命名樹作為主機的名字，并使用分布式的域名系統(tǒng) DNS 。 ? 名字到 IP 地址的解析是由若干個域名服務器程序完成的。域名服務器程序在專設的結

點上運行，運行該程序的機器稱為域名服務器。

6.1.2 因特網(wǎng)的域名結構

? 因特網(wǎng)采用了層次樹狀結構的命名方法。

? 任何一個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個唯一的層次結構的名字，即域名。 ? 域名的結構由標號序列組成，各標號之間用點隔開：

… . 三級域名 . 二級域名 . 頂級域名

? 各標號分別代表不同級別的域名。

6.1.3 域名服務器

域名服務器有以下四種類型

?根域名服務器

?頂級域名服務器

?權限域名服務器

?本地域名服務器

域名的解析過程

?主機向本地域名服務器的查詢一般都是采用遞歸查詢。如果主機所詢問的本地域名服務器不知道被查詢域名的 IP 地址，那么本地域名服務器就以 DNS 客戶的身份，向其他根域名服務器繼續(xù)發(fā)出查詢請求報文。

?本地域名服務器向根域名服務器的查詢通常是采用迭代查詢。當根域名服務器收到本地域名服務器的迭代查詢請求報文時，要么給出所要查詢的 IP 地址，要么告訴本地域名服務器：“你下一步應當向哪一個域名服務器進行查詢”。然后讓本地域名服務器進行后續(xù)的查詢。

6.2 文件傳送協(xié)議

6.2.1 FTP 概述

文件傳送協(xié)議 FTP (File Transfer Protocol) 是因特網(wǎng)上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。

6.2.2 FTP 的基本工作原理

FTP 的基本工作原理

兩個不同的端口號

? 當客戶進程向服務器進程發(fā)出建立連接請求時，要尋找連接服務器進程的熟知端口(21)，同時還要告訴服務器進程自己的另一個端口號碼，用于建立數(shù)據(jù)傳送連接。

?接著，服務器進程用自己傳送數(shù)據(jù)的熟知端口(20)與客戶進程所提供的端口號碼建立數(shù)據(jù)傳送連接。

?由于 FTP 使用了兩個不同的端口號，所以數(shù)據(jù)連接與控制連接不會發(fā)生混亂。

6.2.3 簡單文件傳送協(xié)議 TFTP

? TFTP 是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。

? TFTP 使用客戶服務器方式和使用 UDP 數(shù)據(jù)報，因此 TFTP 需要有自己的差錯改正措

施。

? TFTP 只支持文件傳輸而不支持交互。

? TFTP 沒有一個龐大的命令集，沒有列目錄的功能，也不能對用戶進行身份鑒別。 TFTP 的工作很像停止等待協(xié)議

6.3 遠程終端協(xié)議 TELNET

TCP23

? TELNET 是一個簡單的遠程終端協(xié)議，也是因特網(wǎng)的正式標準。

? 用戶用 TELNET 就可在其所在地通過 TCP 連接注冊（即登錄）到遠地的另一個主機

上（使用主機名或 IP 地址）。

? TELNET 能將用戶的擊鍵傳到遠地主機，同時也能將遠地主機的輸出通過 TCP 連接返

回到用戶屏幕。這種服務是透明的，因為用戶感覺到好像鍵盤和顯示器是直接連在遠地主機上。

6.4 萬維網(wǎng) WWW

6.4.1 概述

萬維網(wǎng)的工作方式

?萬維網(wǎng)以客戶服務器方式工作。

?瀏覽器就是在用戶計算機上的萬維網(wǎng)客戶程序。萬維網(wǎng)文檔所駐留的計算機則運行服務器程序，因此這個計算機也稱為萬維網(wǎng)服務器。

?客戶程序向服務器程序發(fā)出請求，服務器程序向客戶程序送回客戶所要的萬維網(wǎng)文檔。 ?在一個客戶程序主窗口上顯示出的萬維網(wǎng)文檔稱為頁面(page)。

在萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務器程序之間進行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。

HTTP 是一個應用層協(xié)議，它使用 TCP 連接進行可靠的傳送。

超文本標記語言 HTML (HyperText Markup Language)使得萬維網(wǎng)頁面的設計者可以很方便地用一個超鏈從本頁面的某處鏈接到因特網(wǎng)上的任何一個萬維網(wǎng)頁面，并且能夠在自己的計算機屏幕上將這些頁面顯示出來。

6.4.2 統(tǒng)一資源定位符 URL

URL 的一般形式

?由以冒號隔開的兩大部分組成，并且在 URL 中的字符對大寫或小寫沒有要求。

?URL 的一般形式是：<協(xié)議>://<主機>:<端口>/<路徑>

ftp —— 文件傳送協(xié)議 FTP

News —— USENET 新聞

6.4.3 超文本傳送協(xié)議 HTTP

? 為了使超文本的鏈接能夠高效率地完成，需要用 HTTP 協(xié)議來傳送一切必須的信息。 ? 從層次的角度看，HTTP 是面向事務的(transaction-oriented)應用層協(xié)議，它是萬維網(wǎng)上

能夠可靠地交換文件（包括文本、聲音、圖像等各種多媒體文件）的重要基礎。

HTTP 的主要特點

?HTTP 是面向事務的客戶服務器協(xié)議。

?HTTP 1.0 協(xié)議是無狀態(tài)的(stateless)。

?HTTP 協(xié)議本身也是無連接的，雖然它使用了面向連接的 TCP 向上提供的服務。 ?HTTP/1.1 協(xié)議使用持續(xù)連接。

?萬維網(wǎng)服務器在發(fā)送響應后仍然在一段時間內(nèi)保持這條連接，使同一個客戶（瀏覽器）和該服

務器可以繼續(xù)在這條連接上傳送后續(xù)的 HTTP 請求報文和響應報文。

?這并不局限于傳送同一個頁面上鏈接的文檔，而是只要這些文檔都在同一個服務器上就行。 ?目前一些流行的瀏覽器（例如，IE 6.0）的默認設置就是使用 HTTP/1.1。

代理服務器(proxy server)

?代理服務器(proxy server)又稱為萬維網(wǎng)高速緩存(Web cache)，它代表瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求。 ?萬維網(wǎng)高速緩存把最近的一些請求和響應暫存在本地磁盤中。

?當與暫時存放的請求相同的新請求到達時，萬維網(wǎng)高速緩存就把暫存的響應發(fā)送出去，而不需要按 URL 的地址再去因特網(wǎng)訪問該資源。

HTTP 的報文結構

HTTP 有兩類報文：

?請求報文——從客戶向服務器發(fā)送請求報文。

?響應報文——從服務器到客戶的回答。

?由于 HTTP 是面向正文的(text-oriented)，因此在報文中的每一個字段都是一些 ASCII 碼串，因而每個字段的長度都是不確定的。

HTTP 的報文結構實例分析

在服務器上存放用戶的信息

?萬維網(wǎng)站點使用 Cookie 來跟蹤用戶。

?Cookie 表示在 HTTP 服務器和客戶之間傳遞的狀態(tài)信息。

?使用 Cookie 的網(wǎng)站服務器為用戶產(chǎn)生一個唯一的識別碼。利用此識別碼，網(wǎng)站就能夠跟蹤該用戶在該網(wǎng)站的活動。

6.4.4 萬維網(wǎng)的文檔

超文本標記語言 HTML

?超文本標記語言 HTML 中的 Markup 的意思就是“設置標記”。

?HTML 定義了許多用于排版的命令（即標簽）。

?HTML 把各種標簽嵌入到萬維網(wǎng)的頁面中。這樣就構成了所謂的 HTML 文檔。HTML 文檔是一種可以用任何文本編輯器創(chuàng)建的 ASCII 碼文件。

6.4.5 萬維網(wǎng)的信息檢索系統(tǒng)

6.4.5 萬維網(wǎng)的信息檢索系統(tǒng)

1. 全文檢索搜索和分類目錄搜索

?在萬維網(wǎng)中用來進行搜索的程序叫做搜索引擎。

?全文檢索搜索引擎是一種純技術型的檢索工具。它的工作原理是通過搜索軟件到因特網(wǎng)上的各網(wǎng)站收集信息，找到一個網(wǎng)站后可以從這個網(wǎng)站再鏈接到另一個網(wǎng)站。然后按照一定的規(guī)則建立一個很大的在線數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

?用戶在查詢時只要輸入關鍵詞，就從已經(jīng)建立的索引數(shù)據(jù)庫上進行查詢（并不是實時地在因特網(wǎng)上檢索到的信息）。

分類目錄搜索

?分類目錄搜索引擎并不采集網(wǎng)站的任何信息，而是利用各網(wǎng)站向搜索引擎提交的網(wǎng)站信息時填寫的關鍵詞和網(wǎng)站描述等信息，經(jīng)過人工審核編輯后，如果認為符合網(wǎng)站登錄的條件，則輸入到分類目錄的數(shù)據(jù)庫中，供網(wǎng)上用戶查詢。

?分類目錄搜索也叫做分類網(wǎng)站搜索。

6.5 電子郵件

6.5.1 電子郵件概述

電子郵件的一些標準

?發(fā)送郵件的協(xié)議：SMTP

?讀取郵件的協(xié)議：POP3 和 IMAP

MIME 在其郵件首部中說明了郵件的數(shù)據(jù)類型(如文本、聲音、圖像、視像等) ，使用 MIME 可在郵件中同時傳送多種類型的數(shù)據(jù)。

發(fā)送和接收電子郵件的步驟

?TCP/IP 體系的電子郵件系統(tǒng)規(guī)定電子郵件地址的格式如下：

收件人郵箱名@郵箱所在主機的域名 (6-1)

6.5.2 簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP

?SMTP 所規(guī)定的就是在兩個相互通信的 SMTP 進程之間應如何交換信息。

?由于 SMTP 使用客戶服務器方式，因此負責發(fā)送郵件的 SMTP 進程就是 SMTP 客戶，而負責接收郵件的 SMTP 進程就是 SMTP 服務器。

?SMTP 規(guī)定了 14 條命令和 21 種應答信息。每條命令用 4 個字母組成，而每一種應答信息一般只有一行信息，由一個 3 位數(shù)字的代碼開始，后面附上（也可不附上）很簡單的文字說明。 SMTP 通信的三個階段

1. 連接建立：連接是在發(fā)送主機的 SMTP 客戶和接收主機的 SMTP 服務器之間建立的。SMTP 不使用中間的郵件服務器。

2. 郵件傳送

3. 連接釋放：郵件發(fā)送完畢后，SMTP 應釋放 TCP 連接。

6.5.3 電子郵件的信息格式

6.5.4 郵件讀取協(xié)議 POP3 和 IMAP

POP3 和 IMAP

?郵局協(xié)議 POP 是一個非常簡單、但功能有限的郵件讀取協(xié)議，現(xiàn)在使用的是它的第三個版本 POP3。

?POP 也使用客戶服務器的工作方式。

?在接收郵件的用戶 PC 機中必須運行 POP 客戶程序，而在用戶所連接的 ISP 的郵件服務器中則運行 POP 服務器程序。

IMAP 協(xié)議(Internet Message Access Protocol)

?IMAP 也是按客戶服務器方式工作，現(xiàn)在較新的是版本 4，即 IMAP4。

?用戶在自己的 PC 機上就可以操縱 ISP 的郵件服務器的郵箱，就像在本地操縱一樣。 ?因此 IMAP 是一個聯(lián)機協(xié)議。當用戶 PC 機上的 IMAP 客戶程序打開 IMAP 服務器的郵箱時，用戶就可看到郵件的首部。若用戶需要打開某個郵件，則該郵件才傳到用戶的計算機上。

6.5.5 基于萬維網(wǎng)的電子郵件

?電子郵件從 A 發(fā)送到網(wǎng)易郵件服務器是使用 HTTP 協(xié)議。

?兩個郵件服務器之間的傳送使用 SMTP 。

?郵件從新浪郵件服務器傳送到 B 是使用 HTTP 協(xié)議。

6.5.6 通用因特網(wǎng)郵件擴充 MIME

SMTP 有以下缺點：

? SMTP 不能傳送可執(zhí)行文件或其他的二進制對象。

? SMTP 限于傳送 7 位的 ASCII 碼。許多其他非英語國家的文字（如中文、俄文，甚至

帶重音符號的法文或德文）就無法傳送。

? SMTP 服務器會拒絕超過一定長度的郵件。

? 某些 SMTP 的實現(xiàn)并沒有完全按照[RFC 821]的 SMTP 標準。

MIME 的特點

?MIME 并沒有改動 SMTP 或取代它。

?MIME 的意圖是繼續(xù)使用目前的[RFC 822]格式，但增加了郵件主體的結構，并定義了傳送非

ASCII 碼的編碼規(guī)則。

內(nèi)容傳送編碼

6.6 動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP

動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP

(Dynamic Host Configuration Protocol) ?動態(tài)主機配置協(xié)議 DHCP 提供了即插即用連網(wǎng)(plug-and-play networking)的機制。 ?這種機制允許一臺計算機加入新的網(wǎng)絡和獲取IP 地址而不用手工參與。

6.7 簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議 SNMP

6.7.1 網(wǎng)絡管理的基本概念

6.7.2 管理信息結構 SMI

6.7.3 管理信息庫 MIB

6.7.4 SNMP 的協(xié)議數(shù)據(jù)單元和報文

6.8 應用進程跨越網(wǎng)絡的通信

6.8.1 系統(tǒng)調(diào)用和應用編程接口

6.8.2 幾種常用的系統(tǒng)調(diào)用

習題：6-8 名詞解釋

HTTP 的報文結構實例分析