计算机网络第7章 应用层

1第7章应用层2目录•DNS–域名系统•电子邮件E-mail••SNMP–简单网络管理协议•FTP—文件传输协议(FileTransferProtocol)3体系结构应用传输网络数据链路+物理HTTPTCPDNSSMTPFTPIPUDPPOP3SNMPICMP4目录•DNS–域名系统•电子邮件E-mail••SNMP–简单网络管理协议•FTP—文件传输协议(FileTransferProtocol)5域名系统DNS•DNS的作用和特点•DNS的名字空间•名字服务器•域名解析过程DNS：DomainNameSystem6DNS的作用和特点•作用：IP地址与域名之间的对应关系用途：将域名映射为IP地址域名：包括了主机名、电子邮件目标地址等形式。特点：分级的、基于域的命名机制，采用分布式的数据库系统来实现此系统。域名IP地址MAC地址DNSARP7域名系统DNS•DNS的作用和特点•DNS的名字空间•名字服务器•域名解析过程DNS：DomainNameSystem8DNS的名字空间•DNS的分层结构通用的国家的sunyaleacmieeeaccooccvuengcsengjackjillkeioneccsaindacscalflitsfluitrobitpc24intcomedugovmilorgnetjpcnnl...Tnbm书图7-1部分Internet域名空间顶级域(2种)：9DNS的名字空间（续）•其中：int代表特定组织机构，net网络提供者•命名：域名是从叶到根的路径，用点分开例：inda.cs.yale.edu注：1997年Internet公布了新的顶级域名.firm企业或公司.rfo娱乐活动.now个体或个人.info提供信息服务的单位.store售货单位.arts文化娱乐单位.web与活动有关的单位大小写不敏感新建一个域，必须征得所属域的同意命名遵循组织界限，而非物理网络10域名系统DNS•DNS的作用和特点•DNS的名字空间•名字服务器•域名解析过程DNS：DomainNameSystem11名字服务器•提供名字解析•域名的解析是通过分布式数据库系统，由区域管理员划分区域边界，每个区域有自己的DNS服务器•区域(Zone)是域名树的一部分，互不重叠通用的国家的intcomedugovmilorgnetjpcnnl...sunyaleacmieeeaccooccvuengcsengjackjillkeioneccsaindacscalflitsfluitrobitpc24一台域名服务器必须负责具有某一后缀的所有主机，每台域名服务器必须知道如何找到根服务器和下一层的服务器Tnbm图7-4显示区域划分的部分DNS名字空间12域名系统DNS•DNS的作用和特点•DNS的名字空间•名字服务器•域名解析过程DNS：DomainNameSystem13域名解析过程•通过UDP包传输请求和应答cs.sjtu.edu.cn要知道cs.tsinghua.edu.cn的IP地址其过程为——递归查询：cs.sjtu.edu.cnsjtu.edu.cnedu.cntsinghua.edu.cn①⑧⑦③⑥起始服务器sjtuDNS服务器cernetDNS服务器tsinghuaDNS服务器②cs.tsinghua.edu.cntsinghuaCSDNS服务器④⑤Tnbm书图7-5域名解析器如何用个8步骤解析出远程IP地址DNS的请求和应答以UDP分组传输拥有权威资源记录的服务器14目录•DNS–域名系统•电子邮件E-mail••SNMP–简单网络管理协议•FTP—文件传输协议(FileTransferProtocol)15电子邮件•电子邮件是使用方便、传递迅速、价格低廉的通信手段•电子邮件标准SMTP–INTERNET的标准X.400–CCITT的标准16电子邮件E-mail•E-mail服务基于客户/服务器模式，逻辑上分用户代理和传输代理两个子系统•电子邮件系统具有五个基本功能：撰写、传输、报告、显示、处理17电子邮件E-mail（续）•E-mail系统的组成•用户代理•消息格式•消息传送•最终递交18E-mail系统的组成图例电子邮件系统发送邮件缓冲区用户信箱报文传输代理MTA用户代理用户代理UAMTA客户（发送邮件）发送邮件的TCP连接接收邮件的TCP连接侦听端口25MTA服务器（接收邮件）MTA客户（发送邮件）MTA服务器（接收邮件）Internet每隔一段时间扫描，发现有邮件则发送。一般以后台运行的系统守护进程(Daemon)形式出现19电子邮件E-mail（续）•E-mail系统的组成•用户代理•消息格式•消息传送•最终递交20用户代理（useragent）•用户代理是一个本地程序，提供行命令方式、菜单方式或图形方式的界面用于收发和管理电子邮件•具有撰写、显示和处理功能。在常用的浏览工具中都带有电子邮件收发器，早期也流行过专用的收发器常用的有：sendmail、Netscape、IE、foxmail等21电子邮件E-mail（续）•E-mail系统的组成•用户代理•消息格式•消息传送•最终递交22消息格式•RFC822•MIME与传统的信件一样，电子邮件也有信封、信头和内容组成23RFC822•RFC822没有明显地区分信封和头部字段，因此邮件就由头部和消息体组成•通常用户代理(UA)创建一条消息交给传输代理(MTA)，由它去构建一个信封24消息格式•RFC822•MIME与传统的信件一样，电子邮件也有信封、信头和内容组成25早期E-mail的缺陷•SMTP限于7位ASCII码，许多非英语国家的文字无法传送•不能传送可执行文件或二进制文件•SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件早期电子邮件只能传送以ASCII代码保存的文本信息（适合于美国）当Internet成为一个全球网的时候，出现以下问题：26内容传送编码•表示报文主体的转换类型，以某种方式将报文主体表示成邮件传送时可接受的格式最简单的编码–Base64传送编码（ASCIIarmor）•每24位是一个组，每组被分成4个6位的单元，每个单元当成ASCII码发送。•回车和换行被忽略，它们任意插入一行保证一行足够短。–引用的可打印编码（quoted-printableencoding）•使用7位的ASCII编码，所有超过127的字符编码成＝后跟2个16进制数字表示的字符值。•对于少量非ASCII字符的消息编码效率比base64高。27简单邮件传输协议SMTP•描述电子邮件的信息格式及传递方式，以保证被传输的电子邮件能正确寻址和可靠地传输•当邮件传输程序与远程服务器通信时，将构造一个TCP连接（端口号为25）并通过该连接进行通信，传输电子邮件信息•SMTP是两个报文传输代理(MTA)之间的通信协议。它有14条命令和21条应答信息。每条命令用四个字母组成，一般情况下一条命令只有一行，由三位数字的代码开始，后面附上简单的文字说明28SMTP通信例子(1)—连接建立•发信人先将要发送的邮件送到邮件缓存区，SMTP客户(邮件发送方)每隔一定时间（例如30分钟）对邮件缓存区(或邮箱)扫描一次，如发现有邮件，SMTP的客户与目的主机的SMTP服务器(邮件接收方)（熟知端口号25)建立TCP连接29SMTP通信例子(1)—连接建立在连接建立后，SMTP服务器要发出：“220serviceReady”然后SMTP客户向SMTP服务器发送：“HELO”命令，附上发送方的主机名。SMTP服务器若有能力接收邮件，则回答：“250OK”表示已准备好接收。若SMTP服务器不可用，则回答：“421Servicenotavailable”如在一定时间内（例如两天）发送不了邮件，则将邮件退还发信人30SMTP通信例子(2)—邮件传送询问服务器是否准备好•邮件的传送从MAIL命令开始。在MAIL命令后面有发信人的地址，如：MAILFROM：＜[e-mail]＞•若SMTP服务器已准备好接收邮件，则回答“250OK”•否则，返回一个代码，指出原因如：451（处理时出错）452（存储空间不够）500（命令无法识别）31SMTP通信例子(2)—邮件传送验证收信人地址•RCPTTO：＜收信人地址＞•每发送一个命令，都应当有相应的信息从SMTP服务器返回，如：“250OK”：指明的邮箱在接收端的系统中“550Nosuchuserhere”：不存在此邮箱32SMTP通信例子(2)—邮件传送传送正文•DATA命令，表示将开始传送邮件的内容•SMTP服务器返回的信息是：“354Startmailinput；endwith＜CRLF＞·＜CRLF＞”若不能接收邮件，则返回421：服务器不可用；500：命令无法识别；等•SMTP客户就发送邮件的内容发送完毕后，再发送＜CRLF＞·＜CRLF•若邮件收到，则SMTP服务器返回信息“250OK”；或返回差错代码33SMTP通信例子(3)—连接释放•邮件发送完毕后，SMTP客户应发送QUIT命令•SMTP服务器返回的信息是：“250OK”•SMTP再发出释放TCP连接的命令，待SMTP服务器回答后，邮件传送的全部过程即结束过程的详细描述见Tnbm书图7-1434电子邮件E-mail（续）•E-mail系统的组成•用户代理•消息格式•消息传送•最终递交35最后递交•上面所谈的E-mail传递过程是传统的ARPANET的工作模型，所有的用户都是永远在线的，而在如今的Internet上，用户可能是通过拨号连接到它的ISP，他不是永远在线的•问题在于：当有人给你发E-mail，而你不在线怎么办?他们之间就无法建立TCP连接•答案是：在ISP的机器上设置一个消息传输代理（邮局）代替客户接收邮件，并把它存入他们的邮箱中，当用户在线时再发给用户36邮件服务器•邮件服务器是“邮局”，通常邮件服务器是不会关机的•为每个注册用户提供用户信箱（mailbox）并设定E-mail地址：–格式为：收信人邮箱名@邮箱所在的主机域名–MTA根据后者接收邮件。–例如:交大的MailServer的域名为mail.sjtu.edu.cnE-mail地址格式：mailbox@[e-mail][e-mail]37POP3(PostOfficeProtocolversion3)•允许用户传输代理与传输代理联系，将E-mail从ISP复制到用户端的协议•POP3执行过程（对应3种状态）–当用户开始读E-mail时，POP3开始执行–用户与ISP上的传输代理的110端口建立一个TCP连接–用户认证：用户发送用户名和密码–用户发送RETR命令读取E-mail，并标记从邮箱中删除已取走的邮件–用户发送QUIT命令请求结束该过程–服务器删除所有消息–服务器发送一个应答，并终止TCP连接授权事务更新38邮件传输的完整过程用户-邮局、邮局-用户的邮件传输模型用户AInternet用户B用户A邮局用户B邮局邮局间收发邮件使用SMTP协议用户A邮局为发送邮件向用户B邮局的25#端口请求TCP连接SMTPPOP3POP3SMTPISP机器用户代理POP-C用户PC发送邮件缓冲区用户信箱SMTP-C（发送邮件）SMTP-S（接收邮件）POP3服务器ISP机器用户PC用户代理POP-C发送邮件缓冲区用户信箱SMTP-C（发送邮件）POP3服务器SMTP-S（接收邮件）如outlook、Foxmail等POP-C：POP客户SMTP-C：SMTP客户(发送端)SMTP-S：SMTP服务器(接收端)39WebMail•通过Web站点提供E-mail服务•由服务器读取用户信箱，并组装成HTML的网页发给用户40目录•DNS–域名系统•电子邮件E-mail••SNMP–简单网络管理协议•FTP—文件传输协议(FileTransferProtocol)41•超文本：由多个文本信息源连接而成，通过链接，用户可以找到其