第7章 应用层

计算机应用技术教研室本章要点●应用层的实质●应用层的功能和地位●应用层软件●网络应用模型●常用的网络应用协议教学目标●掌握应用层所处的地位●了解应用层软件●掌握两种网络应用模型●理解并掌握常见的应用层协议的原理一般用户：获取和使用信息研究用户：应用程序如何通过网络收发消息，如何格式化、传输、解释消息。7.1应用层－－用户和网络的交互接口最高层、向应用程序（应用进程）提供服务服务元素：服务按其向应用程序提供的特性分成组。实现多个系统应用进程通信,完成业务处理所需的服务。公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素SASE。CASE：最基本，任何用户和任何服务元素的用户，应用进程通信，分布系统提供基本的控制机制。SASE：特定，如文卷传送，访问管理，作业传送，银行事务，订单输入等。7.2应用层地位及功能分为两类：（1）地位及功能：（2）作用：应用层帮助人们处理通信，以便通过数据网络传输。7.3建立通信OSI封装过程：7.4OSI模型及TCP/IP模型OSI模型的上三层：表示层（第6层）：①对应用层数据进行编码与转换，从而确保目的设备可以通过适当的应用程序理解源设备上的数据。②采用可被目的设备解压缩的方式对数据进行压缩。③对传输数据进行加密，并在目的设备上对数据解密。会话层（第5层）①在源应用程序和目的应用程序之间创建并维持对话。②处理信息交换。③发起对话并使其处于活动状态，重启会话（对话中断或长时间处于空闲状态时）。（TCP/IP的应用层）TCP/IP应用层协议是指用于交换用户信息的协议。7.5OSI上三层（TCP/IP应用层）协议应用7.6应用层软件打开Web浏览器或者即时消息窗口时，就启动了一个应用程序，并在程序运行时载入设备的内存。（应用）在该设备上加载的每一个正在执行的程序都称为一个进程。软件程序或进程两种访问网络：应用程序、服务。（服务）应用层协议的相关功能实现了人与数据网络的对接。应用程序、服务以及应用层协议应用程序提供创建消息的方法服务负责创建与网络交互的接口①为进程和服务间的数据交换建立统一的规则。②消息中数据的构建方式。③源、宿间传送的消息类型。消息：服务请求、确认、数据、状态或报错。④定义消息对话，确保正在发送的消息得到期待的响应，并且在传输数据时调用正确的服务。（语法）协议负责数据处理的规则和格式7.7应用层协议功能（语义）（时序）功能：7.8客户端-服务器模型（C/S）(1)请求信息的设备称为客户端，响应请求的设备称为服务器。②为多个客户端系统提供信息共享的计算机。①网页文件、文档、数据库、图片、视频以及音频文件等数据。③可能要求验证用户账户信息。服务器的访问取决于用户账户核心列表和验证机制，或者授予每个用户的权限（数据访问以及操作权限）。服务器守护程序：服务器守护程序一般在后台运行，终端用户不能直接控制。“侦听”客户端的请求——服务器接受请求——该程序按计划响应请求。在C/S网络中，服务器运行的服务或者进程。(2)基本概念：7.9点对点（P2P）网络模型两台或两台以上的计算机通过网络互联，每台接入的终端设备（称为点）既可以作为服务器，也可以作为客户机。①两台互联计算机简易网络就是一种典型的点对点网络。②大型网络中实现两者资源共享两计算机。实例：①资源分散②不集中用户账户、许可权限或者监控。特点：TCP/IP应用层协议和服务：关联TCP和UDP端口号：域名系统（DNS）TCP/UDP端口53超文本传输协议（HTTP）TCP端口80简单邮件传输协议（SMTP）TCP端口25邮局协议（POP）UDP端口110TelnetTCP端口23动态主机配置协议（DHCP）UDP端口67文件传输协议（FTP）TCP端口20和端口217.10应用层协议、服务对应的TCP、UDP服务对应关系：7.11DNS服务及协议在数据网络中，设备以数字IP地址标记，参与收发消息。将数字地址转换为简单易记名称的域名系统（DNS）。IPv4：32位二进制数，4组点分十进制数。（难记）（1）使用域名的原因中国万网：（2）顶级域名TLD(TopLevelDomain)①国家或地区顶级域名NTLD：这种顶级域名只有一个，即arpa，用于反向域名解析，又称为反向域名。②通用顶级域名GTLD：如:.cn表示中国，.us表示美国，.uk表示英国，等等。.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）③基础结构域名(infrastructuredomain)：.aero（航空运输企业）.biz（公司和企业）.cat（加泰隆人的语言和文化团体）.coop（合作团体）.info（各种情况）.jobs（人力资源管理者）.mobi（移动产品与服务的用户和提供者）.museum（博物馆）.name（个人）.pro（有证书的专业人员）.travel（旅游业）④新增下列的通用顶级域名：（3）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……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域名服务器树状结构的DNS域名服务器顶级域名服务器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迭代查询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7.12FTP协议FTP用于客户端和服务器之间的文件传输。ClientServerdownloadupload2120FTPServerFTP的基本工作原理(1)计算机存储数据的格式不同。(2)文件的目录结构和文件命名的规定不同。(3)对于相同的文件存取功能，操作系统使用的命令不同。(4)访问控制方法不同。网络环境下复制文件的复杂性：主进程的工作步骤如下回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。打开熟知端口（端口号为21），使客户进程能够连接上。等待客户进程发出连接请求。启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。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7.13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的主要特点(1)每次PDU中有512字节，最后一次可不足512字节。(2)数据PDU也称为文件块(block)，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。7.14远程终端协议TELNETTELNET是一个简单的远程终端协议，因特网的正式标准。TELNET使用网络虚拟终端NVT格式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。因特网TCP连接客户端服务器端使用客户端的格式使用服务器端的格式使用NVT格式客户服务器TELNET使用网络虚拟终端NVT格式本章小结●讲解了应用层所处的地位●介绍了应用层软件●分析了两种网络应用模型●说明了常见的应用层协议的原理