计算机网络第六版谢希仁编著

计算机网络（第6版）第6章应用层第6章应用层6.1域名系统DNS6.1.1域名系统概述6.1.2因特网的域名结构6.1.3域名服务器6.2文件传送协议6.2.1FTP概述6.2.2FTP的基本工作原理6.2.3简单文件传送协议TFTP第6章应用层（续）6.3远程终端协议TELNET6.4万维网博客、微博和轻博第6章应用层（续）6.5电子邮件6.5.1电子邮件概述6.5.2简单邮件传送协议SMTP6.5.3电子邮件的信息格式6.5.4邮件读取协议POP3和IMAP6.1域名系统DNS6.1.1域名系统概述许多应用层软件经常直接使用域名系统DNS(DomainNameSystem)，但计算机的用户只是间接而不是直接使用域名系统。因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统DNS。名字到IP地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。6.1.2因特网的域名结构因特网采用了层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个唯一的层次结构的名字，即域名。域名的结构由标号序列组成，各标号之间用点隔开：….三级域名.二级域名.顶级域名各标号分别代表不同级别的域名。域名只是个逻辑概念域名只是个逻辑概念，并不代表计算机所在的物理地点。变长的域名和使用有助记忆的字符串，是为了便于人来使用。而IP地址是定长的32位二进制数字则非常便于机器进行处理。域名中的“点”和点分十进制IP地址中的“点”并无一一对应的关系。点分十进制IP地址中一定是包含三个“点”，但每一个域名中“点”的数目则不一定正好是三个。顶级域名TLD(TopLevelDomain)(1)国家顶级域名nTLD：如:.cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国，等等。(2)通用顶级域名gTLD：最早的顶级域名是：.com（公司和企业）.net（网络服务机构）.org（非赢利性组织）.edu（美国专用的教育机构（）.gov（美国专用的政府部门）.mil（美国专用的军事部门）.int（国际组织）顶级域名TLD（续）(3)基础结构域名(infrastructuredomain)：这种顶级域名只有一个，即arpa，用于反向域名解析，因此又称为反向域名。因特网的域名空间根四级域名mail……bjeducom…cctvibmhp二级域名pkutsinghua…三级域名mail…comnetorgedugovaerocnuk…顶级域名……6.1.3域名服务器一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区(zone)。各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区。但在一个区中的所有节点必须是能够连通的。每一个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射。DNS服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以“区”为单位。区的不同划分方法举例域abc.com区abc.comabcxuvwty(a)区=域(b)区域域abc.com区abc.com区y.abc.comabcxuvwtycomeduorg根comeduorg根树状结构的DNS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…y.abc.com域名服务器abc公司有两个权限域名服务器权限域名服务器根域名服务器顶级域名服务器abc.com域名服务器域名服务器有以下四种类型根域名服务器顶级域名服务器权限域名服务器本地域名服务器根域名服务器——最高层次的域名服务器——根域名服务器是最重要的域名服务器。所有的根域名服务器都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。在因特网上共有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）。根域名服务器共有13套装置（不是13个机器）这些根域名服务器相应的域名分别是a.rootservers.netb.rootservers.net…m.rootservers.net到2006年底全世界已经安装了一百多个根域名服务器机器，分布在世界各地。这样做的目的是为了方便用户，使世界上大部分DNS域名服务器都能就近找到一个根域名服务器。举例：根域名服务器f的地点分布图（2012年5月）•根域名服务器并不直接把域名直接转换成IP地址。•在使用迭代查询时，根域名服务器把下一步应当找的顶级域名服务器的IP地址告诉本地域名服务器。根域名服务器f共有49个机器顶级域名服务器（即TLD服务器）这些域名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）。权限域名服务器这就是前面已经讲过的负责一个区的域名服务器。当一个权限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限域名服务器。本地域名服务器本地域名服务器对域名系统非常重要。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。提高域名服务器的可靠性DNS域名服务器都把数据复制到几个域名服务器来保存，其中的一个是主域名服务器，其他的是辅助域名服务器。当主域名服务器出故障时，辅助域名服务器可以保证DNS的查询工作不会中断。主域名服务器定期把数据复制到辅助域名服务器中，而更改数据只能在主域名服务器中进行。这样就保证了数据的一致性。域名的解析过程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。本地域名服务器采用迭代查询顶级域名服务器dns.com权限域名服务dns.abc.com本地域名服务器dns.xyz.com根域名服务器迭代查询y.abc.com的IP地址m.xyz.com递归查询需要查找y.abc.com的IP地址本地域名服务器采用递归查询（比较少用）顶级域名服务器dns.com权限域名服务dns.abc.com本地域名服务器dns.xyz.comm.xyz.com根域名服务器递归查询递归查询y.abc.com的IP地址需要查找y.abc.com的IP地址6.2文件传送协议6.2.1FTP概述文件传送协议FTP(FileTransferProtocol)是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。FTP提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限。FTP特点文件传送协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务，它使用TCP可靠的运输服务。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。FTP使用客户服务器方式。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。两个连接控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP客户发出的传送请求通过控制连接发送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。实际用于传输文件的是“数据连接”。服务器端的控制进程在接收到FTP客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送连接”并结束运行。FTP使用的两个TCP连接控制进程FTP客户端FTP服务器端因特网TCP控制连接TCP数据连接用户界面控制进程数据传送进程数据传送进程当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口(21)，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立数据传送连接。接着，服务器进程用自己传送数据的熟知端口(20)与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接。由于FTP使用了两个不同的端口号，所以数据连接与控制连接不会发生混乱。两个不同的端口号使协议更加简单和更容易实现。在传输文件时还可以利用控制连接（例如，客户发送请求终止传输）。使用两个不同端口号的好处6.2.3简单文件传送协议TFTP(TrivialFileTransferProtocol)TFTP是一个很小且易于实现的文件传送协议。TFTP使用客户服务器方式和使用UDP数据报，因此TFTP需要有自己的差错改正措施。TFTP只支持文件传输而不支持交互。TFTP没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。TFTP的主要特点是(1)每次传送的数据PDU中有512字节的数据，但最后一次可不足512字节。(2)数据PDU也称为文件块(block)，每个块按序编号，从1开始。(3)支持ASCII码或二进制传送。(4)可对文件进行读或写。(5)使用很简单的首部。TFTP的工作很像停止等待协议发送完一个文件块后就等待对方的确认，确认时应指明所确认的块编号。发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据PDU。发送确认PDU的一方若在规定时间内收不到下一个文件块，也要重发确认PDU。这样就可保证文件的传送不致因某一个数据报的丢失而告失败。6.3远程终端协议TELNETTELNET是一个简单的远程终端协议，也是因特网的正式标准。用户用TELNET就可在其所在地通过TCP连接注册（即登录）到远地的另一个主机上（使用主机名或IP地址）。TELNET能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过TCP连接返回到用户屏幕。这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地主机上。客户服务器方式现在由于PC的功能越来越强，用户已较少使用TELNET了。TELNET也使用客户服务器方式。在本地系统运行TELNET客户进程，而在远地主机则运行TELNET服务器进程。和FTP的情况相似，服务器中的主进程等待新的请求，并产生从属进程来处理每一个连接。6.4万维网万维网概述万维网(WorldWideWeb)并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。这种访问方式称为“链接”。万维网提供分布式服务万维网站点A万维网站点C万维网站点E万维网站点D万维网站点B万维网的工作方式万维网以客户服务器方式工作。浏览器就是在用户计算机上的万维网客户程序。万维网文档所驻留的计算机则运行服务器程序，因此这个计算机也称为万维网服务器。客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。在一个客户程序主窗口上显示出的万维网文档称为页面(page)。万维网必须解决的问题(1)怎样标志分布在整个因特网上的万维网文档？使用统一资源定位符URL(UniformResourceLocator)来标志万维网上的各种文档。使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符URL。万维网必须解决的问题(2)用何协议实现万维网上各种超链的链接？在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是超