第7章应用层协议

数据通信与计算机网络技术第7章应用层协议学习要点：•应用层的基本概念、功能与作用•域名系统的组成与工作原理•电子邮件的基本组成及工作原理•文件传输系统工作原理与使用方法•理解与掌握万维网的工作原理及网站的建立方法•理解网络管理的含义与功能第7章应用层协议7.1应用层协议概述7.2域名系统DNS7.3文件传输协议FTP7.4简单邮件传输协议SMTP7.5万维网网络模型的最高层，是用户应用程序与网络的接口。应用进程通过应用层协议为用户提供最终服务。所谓应用进程是指在为用户解决某一类应用问题时在网络环境中相互通信的进程。应用层协议是规定应用进程在通信时所遵循的协议。在应用层协议工作时一般使用C/S模式。C/S模式即客户/服务器模式。这种模式描述了两个进程间的服务与被服务关系。在两个进程进行通信时，请求服务方称为客户，而提供服务方称为服务器。比如在浏览网页时，当我们用鼠标点击某网站的超级链接时，所用的浏览器软件称为客户端软件，由它向远端主机发送浏览网站的请求，在远端主机运行着服务器软件，接收到客户端的请求后，将请求结果即网页传送到客户端，由客户端软件显示给用户。7.2域名系统DNS7.2.1域名7.2.2域名系统DNS退出7.2.1域名每台主机都属于某域的成员，或者说属于某一相同组织的计算机组中的一员。域是由域名来标识的。通常域名与公司或其他类型组织联系在一起。Internet将所有连网主机的名字空间划分为许多不同的域（domain）。树根下是最高一级的域，称为顶级域名。Internet采用层次结构的命名树来管理域名。其结构见图7-1所示。目前Internet顶级域名分为三大类：l国家顶级域名：采用ISO3166规定。如cn表示中国，us表示美国等l国际顶级域名：采用int。国际性的组织可在int下注册。l通用顶级域名：如表7-1所列。顶级域名govedunetcomorgmilcnus………sohuibmsina3com…………sprotgovnetcomedu……tsinghua……二级域名三级域名图7-1域名树型结构表7-1通用项级域名域名组织类型域名组织类型com商业机构firm公司企业edu教育部门shop销售公司与企业gov政府部门web突出万维网服务单位org非商业组织arts突出文化艺术活动的单位net网络服务机构rec突出消遣娱乐活动的单位mil美国军队组织info提供信息服务nom个人在互联的网络中，网络只能识别IP地址，不能识别具有人性化的域名。需要有一种机制，在通信时，将域名转换成IP地址。早在ARPANET时期，网络依靠存储在主机中的ASCII码文件hosts文件来把主机名与IP地址联系起来，称为主机文件。在UNIX系统中文件为/etc/hosts文件，而在Windows系统中文件名为lmhosts。Internet目前使用的是一种联机分布式数据库系统的域名系统DNS。在DNS中由域名服务器（DNSServer）完成域名与IP地址的转换过程，这个过程称为域名解析。在Internet上，域名服务器系统是按域名层次来安排的。每个域名服务器不但能够进行域名解析，而且还必须具有与其他域名服务器连接的能力。当本身不能对某个域名解析时，可以自动将解析请求发送到其他域名服务器。7.2.2域名系统DNS1、IP地址和域名的转换2、域名解析过程下面我们以处于不同域的两个主机通信实例，说明域名的解析过程。域xyz.com主机A（域名为x.xyz.com）欲与d.abc.com域的主机B（域名为g.d.abc.com）通信。主机A不知道主机B的IP地址。首先向本地域名服务器（授权域名服务器dns.xyz.com）发出请求报文。本地域名服务器没有主机B的信息，向根域名服务器（dns.com）发出请求，若没有主机B的信息，由根域名服务器转发到另外的本地域名服务器（授权域名服务器dns.abc.com）。依此类推，一直转发到最终的本地域名服务器（dns.d.abc.com）。若有主机B的信息，则将IP地址信息作为响应报文，按请求顺序传送到主机A。若没有主机B的信息，则将出错信息作为响应报文，传送到主机A。图7-3所示为整个域名的解析过程。本地域名服务器dns.d.abc.com本地域名服务器dns.xyz.com根域名服务器dns.com本地域名服务器dns.abc.com主机Ax.xyz.com主机Bg.d.abc.com192.168.0.2同一个域同一个域请求报文IP(g.d.abc.com)?①②③④⑤⑥⑦⑧应答报文IP(g.d.abc.com)=192.168.0.2图7-3域名层次解析过程xyz.com域com域abc.com域d.abc.com域7.3文件传输协议FTP7.3.1概述7.3.2FTP工作原理退出文件传递协议FTP（FileTransferProtocol）是TCP／IP体系中的一个重要协议，它并不是针对某种具体操作系统或某类具体文件而设计的文件传输协议。它通过一些规程，利用网络低层提供的服务，来完成文件传输的任务。它屏蔽了计算机系统的细节。因此FTP就比较简单和容易使用，它只提供文件传送的一些基本的服务，可以在异构网中任意计算机间传送文件。FTP服务是由FTP服务器提供服务的。FTP服务器是指运行TCP/IP协议的网络上存储大量文件和数据的计算机主机，它设有公共账号，有公开的资源供用户下载及使用。公用的FTP服务器都支持匿名登录，任何用户都可使用“anonymous”为账号，以自己的电子邮件地址为口令登录到FTP服务器，使用该服务器提供的服务。7.3.1概述FTP使用TCP可靠传输，按C/S模式工作。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。服务器进程主要分为两大部分：一个主进程，负责接受新的客户请求并启动相应的从属进程；若干从属进程，负责处理具体的客户请求。7.3.2FTP工作原理1、基本概念2、工作过程（1）在服务器端首先启动FTP主进程；（2）客户端在命令提示符下输入ftp服务器名并按回车；（3）服务器主进程接收到客户请求，启动从属的“控制进程”与客户端建立“控制连接”，并将响应信息传送给客户端。（4）服务器主进程回到等待状态，继续准备接收其他客户的请求。（5）客户端输入账号、口令、及文件读取命令后，通过“控制连接”传送到服务器端的“控制进程”；（6）服务器“控制进程”创建“数据传送进程”，并通过端口20与客户端建立“数据传输连接”；（7）客户端通过建立的“控制连接”传送交互命令，通过“数据连接”接收服务器传来的文件数据;（8）传输结束，服务器端释放“数据连接”，“数据传输进程”自动终止；（9）客户端输入退出命令，释放“控制连接”；（10）服务器端“控制进程”自动终止。至此整个FTP会话过程结束。3、FTP交互命令使用说明命令命令格式命令意义getgetfile1file2将文件file1下载到本地，并改名为file2putputfile1file2将文件file1上传到服务器，并改名为file2lsls显示当前目录下的文件cdcdabc进入abc目录renamerenamefile1file2将文件file1改名为file2？？user显示user命令的功能！！进入本地操作系统外壳（exit返回ftp）quitquit退出ftp7.4简单邮件传输协议SMTP7.4.1概述7.4.2电子邮件的工作原理退出7.4.3简单电子邮件传送协议SMTP电子邮件（E-mail）是Internet上使用最为广泛的一种服务之一。欲使用电子邮件的人员可到ISP网站注册申请邮箱，获得电子邮件账号（电子邮件地址）及口令，就可通过专用的邮件处理程序接、发电子邮件了。邮件发送者将邮件发送到邮件接收者的ISP邮件服务器的邮箱中，接收者可在任何时刻主动地通过Internet查看或下载邮件。电子邮件可以在两个用户间交换，也可以向多个用户发送同一封邮件，或将收到的邮件转发给其它用户。电子邮件不仅包含文本信息，还可包含声音、图像、视频、应用程序等各类计算机文件。7.4.1概述1、电子邮件基本概念邮件的发送协议为SMTP，即简单电子邮件发送协议。邮件下载协议为POP、即邮局协议，目前经常使用的是第3版本，称为POP3协议。用户通过POP3协议将邮件下载到本地PC进行处理，ISP邮件服务器上的邮件会自动删除。IMAP因特网报文存取协议，也是邮件下载协议，但它与POP协议不同，它支持在线对邮件的处理，邮件的检索与存储等操作不必先下载到本地。用户不发送删除命令，邮件一直保存在邮件服务器上。常用的收发电子邮件的软件有Exchange、OutlookExpress、Foxmail等，这些软件提供邮件的接收、编辑、发送及管理功能。2、协议支持一个电子邮件系统发下几个部件组成。7.4.2电子邮件的工作原理1、电子邮件系统的组成用户代理程序邮件服务器邮件服务器用户代理程序SMTPPOP3SMTP1、用户通过用户代理程序撰写、编辑邮件。在发送栏填入收件人的邮件地址。邮件地址格式为：信箱名@邮件服务器域名2、撰写完邮件后，点击发送按钮，准备将邮件通过SMTP协议传送到发送邮件服务器。3、发送邮件服务器将邮件放入邮件发送缓存队列中，等待发送。4、接收邮件服务器将收到的邮件保存到用户的邮箱中，等待收件人提取邮件。5、收件人在方便的时候，使用POP3协议从接收邮件服务器中提取电子邮件，通过用户代理程序进行阅览、保存及其他处理。2、工作过程7.4.3简单电子邮件传送协议SMTP协议实现的过程，是双方信息交换的过程。SMTP协议正是规定了进行通信的两个SMTP进程间是如何交换信息的。SMTP使用C/S模式工作，因此发送方为客户端（Client端），接收方为服务器端（Server端）。SMTP规定了14条命令和21种响应信息。每条命令用4个字母组成，而响应信息一般由1个3位数字代码开始，后面附上简单说明。SMTP协议的工作过程可分为如下的三个过程：1、建立连接2、邮件传送3、连接释放7.5万维网（WorldWideWeb）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展，万维网（WorldWideWeb）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展。万维网（WorldWideWeb）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展，万维网（WorldWideWeb）正如其名字一样，是一个遍布Internet的信息储藏所，是一种特殊的应用网络。它通过超级链接，将所有的硬件资源、软件资源、数据资源连成一个网络，用户可从一个站点轻易地转到另一个站点，非常方便地获取丰富的信息。万维网的出现，极大地推动了Internet的发展。7.5.2超文本传输协议HTTPHTTP（HyperTextTransferProtocol）超文本传输协议是万维网客户端进程与服务器端进程交互遵守的协议。是一个应用层的协议，使用TCP连接进行可靠的传输。HTTP是万维网上资源传送的规则，是万维网能正常运行的基础保障。HTTP采用C/S工作模