刘联海llh@gueteducn.ppt
Information&Communication College,1,刘联海,WELCOME TO,COMPUTER NETWORKS,2,Network Application网络应用是计算机网络存在的理由。网络应用概况：1980s，text-based application，例如：远程登录、文件传输、电子邮件、新闻组。近期：多媒体应用，WWW，Internet Telephony,Video Conferencing,VOD。网络应用的核心是软件。网络应用软件分布在2个或多个端系统中，例：Web,Telnet,Video Conferencing。分布进程之间符合应用协议的相互通信，为网络用户提供服务。,Chapter 7.The Application Layer,3,主要功能：应用进程之间相互配合为网络用户提供种类繁多的网络应用。例如：文件传输、网页发布与浏览、网络电话等。利用的服务：应用层协议的实现需要传输层提供的网络数据通信的服务。位置网络体系结构的最高层。低层解决数据通信问题。应用层解决应用问题、数据处理问题。提供服务的对象：不为更高层提供服务，而是直接为用户提供服务。,Chapter 7.The Application Layer,4,必要性 IP地址可以标识主机、路由器。但IP地址不好记忆，不便使用。一般倾向于使用一些有意义的字符串来标识Internet上的某个资源。例如：存在着字符串与IP地址转换的必要性 用户提供要访问资源的“字符串”名称。由DNS负责转换成为二进制的网络地址。Main goals：Realize name/IP translation,7.1 DNSThe Domain Name System,5,DNS大致工作过程1，应用调用解析器(resolver)；2，解析器作为客户，向Name Server发出查询报文（封装在UDP段中）；3，Name Server返回响应报文(name/ip)。,7.1 DNSThe Domain Name System,6,DNS域名结构DNS采用层次树状结构的命名方法。因特网被划为几百个顶级域(top lever domains)通用的(generic):.com;.edu;.gov;.int;.mil;.net;.org.firm;.hsop;.web;.arts;.rec;国家的(countries):.cn;.us;.jp每个(子)域下面可划分为若干子域(subdomains)树叶是主机。,7.1.1 The DNS Name Space,7,Figure 7-1.A portion of the Internet domain name space.,7.1.1 The DNS Name Space,8,Domain Name从本域往上，直到树根。中间使用“.”间隔不同的级别。例如：域的域名：可以用于表示一个域主机的域名：一个域上的一个主机,7.1.1 The DNS Name Space,9,域名的管理一个域管理其下的子域。例如：.cn可以被划分为、等等。创建一个新的域，必须征得它所属域的同意。域与物理网络无关域遵从组织界限，而不是物理网络。一个域的主机可以不在一个网络。一个网络的主机不一定在一个域。域的划分是逻辑的，而不是物理的。,7.1.1 The DNS Name Space,10,zone（区域）区域的划分由区域管理者自己决定。将DNS名字空间划分为互不相交的区域，每个区域都是树的一部分。名字服务器：每个区域都有一个名字服务器：维护着它所管辖区域的权威信息(authoritative record)。名字服务器允许被放置在区域之外，以保障可靠性。,7.1.3 Name Servers,11,Figure 7-4.Part of the DNS name space showing the division into zones.,7.1.3 Name Servers,12,名字解析过程目标名字在本地Name Server中情况1：查询的名字在该区域内部情况2：缓存,requesting hostai.cs.yale.edu,1,2,7.1.3 Name Servers,13,名字解析过程目标名字不在本地Name Server中,originatorfilts.cs.vu.nl,root name server,1,2,3,6,7,8,goallinda.cs.yale.edu,4,5,14,名字解析过程一个改进-缓存目的：下次再用。问题：如果情况变化，缓存结果和权威资源记录不一致。解决：TTL递归查询(recursive query)及其问题解析器作为客户端，向最近的一个NS发出查询请求。NS再作为客户端，向根DNS服务器发出查询请求，直到找到记录为止。问题：根服务器的负担太重。解决：迭代查询(iterated queries)，根服务器返回的不是查询结果，而是下一个NS的地址。,7.1.3 Name Servers,15,电子邮件(e-mail)是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。电子邮件把邮件发送到 ISP 的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱中，收信人可随时上网到 ISP 的邮件服务器进行读取。电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。现在电子邮件不仅可传送text,audio,video etc.,7.2 Electronic Mail,16,在1982年制定出简单邮件传送协议 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)和因特网文本报文格式，它们都已成为因特网的正式标准。1993 年提出了通用因特网邮件扩充 MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)。MIME 在其邮件首部中说明了邮件的数据类型(如文本、声音、图像、视像等)。在 MIME 邮件中可同时传送多种类型的数据。,7.2 Electronic Mail,17,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,SMTP,POP3,发送端邮件服务器,用户代理,用户邮箱,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,SMTP,POP3,(发送邮件),(发送邮件),（发送邮件）,(发送邮件),(读取邮件),(读取邮件),(TCP 连接),(TCP 连接),(TCP 连接),因特网,电子邮件的最主要的组成构件,18,7.2.1 Architecture and Services,7.2.2 The User Agent,7.2.3 Message Formats,7.2.4 Message Transfer,7.2.5 Final Delivery,7.2 Electronic Mail,19,They normally consist of two subsystems:the user agents,which allow people to read and send e-mail,and the message transfer agents,which move the messages from the source to the destination.,7.2.1 Architecture and Services,20,E-mail systems support five basic functions:1.Composition refers to the process of creating messages and answers.2.Transfer refers to moving messages from the originator to the recipient.3.Reporting has to do with telling the originator what happened to the message.4.Displaying incoming messages is needed so people can read their e-mail.5.Disposition is the final step and concerns what the recipient does with the message after receiving it.,7.2.1 Architecture and Services,21,电子邮件由信封(envelope)和内容(content)两部分组成。电子邮件的传输程序根据邮件信封上的信息来传送邮件。用户在从自己的邮箱中读取邮件时才能见到邮件的内容。在邮件的信封上，最重要的就是收信人的地址。,电子邮件的组成,22,电子邮件地址的格式,TCP/IP 体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下：收信人邮箱名邮箱所在主机的域名 符号“”读作“at”，表示“在”的意思。例如，电子邮件地址,23,用户代理 UA 就是用户与电子邮件系统的接口。用户代理的功能是：撰写、显示和处理。邮件服务器的功能是发送和接收邮件，同时还要向发信人报告邮件传送的情况（已交付、被拒绝、丢失等）。邮件服务器按照客户服务器方式工作。邮件服务器需要使用两个不同的协议。SMTP 协议用于发送邮件。邮局协议 POP3(Post Office Protocol)用于接收邮件。,7.2.2 The User Agent,24,一个邮件服务器既可以作为客户，也可以作为服务器。例如，当邮件服务器A向另一个邮件服务器 B 发送邮件时，邮件服务器A就作为SMTP客户，而B是 SMTP 服务器。当邮件服务器A从另一个邮件服务器B 接收邮件时，邮件服务器A就作为 SMTP服务器，而B是SMTP客户。,Note,25,电子邮件的发送和接收过程,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,因特网,(1)发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件。用户代理用 SMTP 把邮件传送给发送端邮件服务器。,26,发送方,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(2)发送端邮件服务器将邮件放入邮件缓存队列中，等待发送。,电子邮件的发送和接收过程,27,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(3)运行在发送端邮件服务器的SMTP客户进程，发现在邮件缓存中有待发送的邮件，就向运行在接收端邮件服务器的SMTP服务器进程发起TCP连接的建立。,电子邮件的发送和接收过程,28,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(4)TCP连接建立后，SMTP客户进程开始向远程的 SMTP服务器进程发送邮件。当所有的待发送邮件发完了，SMTP就关闭所建立的TCP连接。,电子邮件的发送和接收过程,29,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(5)运行在接收端邮件服务器中的 SMTP 服务器进程收到邮件后，将邮件放入收信人的用户邮箱中，等待收信人在方便时进行读取。,电子邮件的发送和接收过程,30,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(6)收信人在打算收信时，调用用户代理，使用 POP3协议将自己的邮件从接收端邮件服务器的用户邮箱中的取回（如果邮箱中有来信的话）。,电子邮件的发送和接收过程,31,一个电子邮件分为信封和内容两大部分。RFC 822只规定了邮件内容中的首部(header)格式，而对邮件的主体(body)部分则让用户自由撰写。用户写好首部后，邮件系统将自动地将信封所需的信息提取出来并写在信封上。所以用户不需要填写电子邮件信封上的信息。邮件内容首部包括一些关键字，后面加上冒号。最重要的关键字是：To 和 Subject。,7.2.3 Message Formats,32,“To:”后面填入一个或多个收信人的电子邮件地址。用户只需打开地址簿，点击收信人名字，收信人的电子邮件地址就会自动地填入到合适的位置上。“Subject:”是邮件的主题。它反映了邮件的主要内容，便于用户查找邮件。抄送“Cc:”表示应给某某人发送一个邮件副本。“From”和“Date”表示发信人的电子邮件地址和发信日期。“Reply-To”是对方回信所用的地址。,邮件内容的首部,33,通用因特网邮件扩充 MIME1.MIME 概述,SMTP有以下缺点：SMTP不能传送可执行文件或其他的二进制对象。SMTP限于传送7位的ASCII码。许多其他非英语国家的文字（如中文、俄文，甚至带重音符号的法文或德文）就无法传送。SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件。某些SMTP的实现并没有完全按照RFC 821的SMTP标准。,34,MIME并没有改动SMTP或取代它。MIME的意图是继续使用目前的RFC 822格式，但增加了邮件主体的结构，并定义了传送非 ASCII 码的编码规则。,MIME的特点,35,MIME 和 SMTP 的关系,非 ASCII 码,7 位 ASCII 码,MIME,SMTP,MIME,SMTP,7 位 ASCII 码,7 位 ASCII 码,非 ASCII 码,用户,用户,36,SMTP所规定的就是在两个相互通信的 SMTP进程之间应如何交换信息。由于SMTP使用客户/服务器方式，因此负责发送邮件的SMTP进程就是SMTP客户，而负责接收邮件的SMTP进程就是SMTP服务器。SMTP规定了14条命令和21种应答信息。每条命令用4个字母组成，而每一种应答信息一般只有一行信息，由一个3位数字的代码开始，后面附上（也可不附上）很简单的文字说明。,7.2.4 Message Transfer,37,1.连接建立：连接是在发送主机的SMTP客户和接收主机的 SMTP服务器之间建立的。SMTP不使用中间的邮件服务器。2.邮件传送。3.连接释放：邮件发送完毕后，SMTP 应释放 TCP 连接。,SMTP 通信的三个阶段,38,POP3,IMAP,7.2.5 Final Delivery,39,邮局协议POP是一个非常简单、但功能有限的邮件读取协议，现在使用的是它的第三个版本 POP3。POP也使用客户/服务器的工作方式。在接收邮件的用户PC机中必须运行 POP客户程序，而在用户所连接的 ISP的邮件服务器中则运行POP服务器程序。,POP3,40,IMAP 也是按客户/服务器方式工作，现在较新的版本是 IMAP4。用户在自己的 PC机上就可以操纵ISP的邮件服务器的邮箱，就像在本地操纵一样。因此IMAP是一个联机协议。当用户PC机上的 IMAP客户程序打开IMAP服务器的邮箱时，用户就可看到邮件的首部。若用户需要打开某个邮件，则该邮件才传到用户的计算机上。,IMAP,41,万维网 WWW(World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。WWW的历史万维网于1989年起源于欧洲的一个国际核能研究院第一代浏览器的使用仅限于科学研究者和计算机狂热者。1993年之后Mosaic、Netscape推出新的浏览器,7.3 The World Wide Web,42,WWW：万维网Internet上的一个应用全球很多Web Page相互链接(link)构成的一个逻辑上的网Web page：网页能够被一个URL(Universal Resources Location)定位绝大多数网页有一个 Base HTML Page包括了一系列的对象(objects)包括了若干个指向其它web page的link,7.3.1 Architectural Overview,43,万维网站点 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,万维网提供分布式服务,44,万维网是分布式超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。一个超文本由多个信息源链接成。利用一个链接可使用户找到另一个文档。这些文档可以位于世界上任何一个接在因特网上的超文本系统中。超文本是万维网的基础。超媒体与超文本的区别是文档内容不同。超文本文档仅包含文本信息，而超媒体文档还包含其他表示方式的信息，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。,7.3.1 Architectural Overview,45,万维网以客户/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)。,万维网的工作方式,
