第十講 應(yīng)用層協(xié)議 - 暨南大學(xué)精品課程教育網(wǎng)站點

1、第6章 應(yīng)用層,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),周繼鵬,2,應(yīng)用層概述,應(yīng)用層的任務(wù)：應(yīng)用層是原理體系結(jié)構(gòu)中的最高層，因此應(yīng)用層的任務(wù)不是為上層提供服務(wù)，而是為最終用戶提供服務(wù)。每個應(yīng)用層協(xié)議都是為了解決某一類應(yīng)用問題，而問題的解決又是通過位于不同主機(jī)中的多個進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來完成的。應(yīng)用進(jìn)程：為了解決具體的應(yīng)用問題而彼此通信的進(jìn)程就稱為“應(yīng)用進(jìn)程”。而應(yīng)用層的具體內(nèi)容就是規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時所遵循的協(xié)議。應(yīng)用層的重要特點：就是它的"

2、;可擴(kuò)展性"。某個具體的應(yīng)用層協(xié)議所提供的服務(wù)往往不能滿足用戶所有的需要，在此情況下，協(xié)議的制定者必須為用戶提供對協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展的手段，使得用戶可通過二次開發(fā)來滿足自己的特殊需求。,TCP/IP體系中應(yīng)用進(jìn)程的通信模式,TCP/IP體系采用了客戶-服務(wù)器模式使兩個應(yīng)用進(jìn)程能夠進(jìn)行通信。主要的特征：客戶是主叫方，服務(wù)器是被叫方。 客戶軟件的特點:在進(jìn)行通信時臨時成為客戶，但它也可在本地進(jìn)行其他的計算。被用戶調(diào)用，在用戶的P

3、C機(jī)上運(yùn)行，在打算通信時主動向遠(yuǎn)地服務(wù)器發(fā)起通信。可與多個服務(wù)器進(jìn)行通信。 不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng) 服務(wù)器軟件的特點:是一種專門用來提供某種服務(wù)的程序，可同時處理多個遠(yuǎn)地客戶的請求。在共享計算機(jī)上運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)啟動時即自動調(diào)用，且不斷地運(yùn)行著。 被動地等待并接受來自多個客戶的通信請求。 一般需要強(qiáng)大的硬件和高級的操作系統(tǒng)支持。,客戶-服務(wù)器建立通信關(guān)系是客戶首先發(fā)起連接建立請求，而服務(wù)器接受連接建立請求?？蛻襞c服

4、務(wù)器的通信關(guān)系一旦建立，通信就可是雙向的，客戶和服務(wù)器都可以發(fā)送和接受信息。對于大多數(shù)的應(yīng)用進(jìn)程都是使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。,客戶-服務(wù)器通信關(guān)系的建立,圖： 客戶進(jìn)程和服務(wù)器進(jìn)程使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,5,6.1 域名系統(tǒng)DNS (Domain Name System),域名系統(tǒng)概述 域名系統(tǒng)的概念：是Internet上解決網(wǎng)上機(jī)器命名的一種系統(tǒng)。采用它來管理名字和IP的對應(yīng)關(guān)系.域名系統(tǒng)的實現(xiàn)：是一個

5、客戶/服務(wù)器模式實現(xiàn)的分布式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。Internet域名:是Internet網(wǎng)絡(luò)上的一個服務(wù)器或一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的名字，在全世界，沒有重復(fù)的域名。域名的形式是以若干個英文字母和數(shù)字組成，由“.”分隔成幾部分，如IBM.COM, EDU.CN,JNU.EDU.CN就是域名。,Internet的域名結(jié)構(gòu),Internet的域名結(jié)構(gòu)：是采用層次樹狀的劃分和命名方法。名字空間中一個可被管理的劃分（或分區(qū)）稱為“域”，它表示樹狀域名空間中的一

6、棵子樹 ；這種劃分使任一個連接在Internet網(wǎng)絡(luò)上的一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一個服務(wù)器或主機(jī)都有一個唯一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即“域名”，它表示樹狀域名空間中的一節(jié)點，稱為相對域名。 Internet的域名表示：樹中每一節(jié)點的完整域名為從該節(jié)點到根之間路徑上的相對域名（標(biāo)簽）序列, *.三級域名.二級域名.頂級域名。如 cs.stanford.edu,圖: 域名空間的結(jié)構(gòu),圖: 樹型的域名系統(tǒng),Internet的域名空間,目前頂級域名TLD(

7、Top Level Domain)有三類:國家頂級域名nTDL: 采用ISO 3166規(guī)定。如: cn表示中國，us表示美國。國際頂級域名iTDL: 采用int.國際性的組織可在int下注冊。通用頂級域名gTDL: 根據(jù)[RFC1591]規(guī)定，最早的頂級域名共六個， 如表1  。新增加了七個通用頂級域名，如表2.,我國的一些域名,我國的國家頂級域名：cn我國的二級域名分為兩大類：類別域名和行政區(qū)域

8、名類別域名學(xué)術(shù)、教育機(jī)構(gòu)：ac,edu。如中國科學(xué)院 www.cas.ac.cn, www.edu.cn，www.jnu.edu.cn 商業(yè) 公司、團(tuán)體 ：com。如中國企業(yè)家網(wǎng)www.co.com.cn, 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu): net. 如中國互連網(wǎng)絡(luò)中心(可注冊域名)。www.cnnic.net.cn政府機(jī)構(gòu) ：國務(wù)院www.gov.cn, 國家自然科學(xué)基金委員會www.nsfc.gov.cn, 廣東省政府www.gd.gov.

9、cn,行政區(qū)域名行政區(qū)域名34個，用于我國的省，自治區(qū)，直轄市。如bj,sh, gdwww.hdwuli.bj.cn，www.ylfzhj.bj.cn海南 www.nanhai.gd.cn; 東莞 www.dongguan.gd.cn,因特網(wǎng)的域名空間,根,10,用域名服務(wù)器進(jìn)行域名解析,域名服務(wù)器的作用：每一個域名服務(wù)器不但能進(jìn)行一些域名到IP地址的解析，而且具有連接向其它域名服務(wù)器的信息。本地域名服務(wù)器：也稱為默認(rèn)域名

10、服務(wù)器，是一個單位擁有的，當(dāng)一個主機(jī)發(fā)出DNS查詢時，查詢報文首先送到本地域名服務(wù)器。根域名服務(wù)器：通常用來管轄頂級域（如.com, .edu）。根域名服務(wù)器并不直接對頂級域下面所屬的域名進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但它能找到下面的所有二級域名的域名服務(wù)器。,授權(quán)域名服務(wù)器,,因特網(wǎng)允許各個單位根據(jù)具體情況將本單位的域名劃分為若干個域名服務(wù)器管轄區(qū)(zone)，并在各管轄區(qū)中設(shè)置相應(yīng)的授權(quán)域名服務(wù)器。每一個主機(jī)都必須在授權(quán)域名服務(wù)器處注冊登記。,,,,

11、,,,,,com,y,abc,w,v,x,u,,,,,,,,,管轄區(qū) y.abc.com的授權(quán)域名服務(wù)器,,,,t,區(qū)的不同劃分方法舉例,,域 abc.com,,,區(qū)abc.com,,,,,,,,abc,x,u,v,w,t,y,(a) 區(qū) = 域,com,edu,org,根,,,,13,,樹狀結(jié)構(gòu)的 DNS 域名服務(wù)器,根域名服務(wù)器,org 域名服務(wù)器,com 域名服務(wù)器,edu 域名服務(wù)器,…,,,,,y.abc.com域名服務(wù)

12、器,,,abc 公司有兩個權(quán)限域名服務(wù)器,權(quán)限域名服務(wù)器,根域名服務(wù)器,頂級域名服務(wù)器,,,abc.com域名服務(wù)器,14,域名服務(wù)器有以下四種類型,根域名服務(wù)器 頂級域名服務(wù)器 權(quán)限域名服務(wù)器 本地域名服務(wù)器,15,根域名服務(wù)器 ——最高層次的域名服務(wù)器——,根域名服務(wù)器是最重要的域名服務(wù)器。所有的根域名服務(wù)器都知道所有的頂級域名服務(wù)器的域名和 IP 地址。不管是哪一個本地域名服務(wù)器，若要對因特網(wǎng)上任何一個域名進(jìn)行

13、解析，只要自己無法解析，就首先求助于根域名服務(wù)器。在因特網(wǎng)上共有13 個不同 IP 地址的根域名服務(wù)器，它們的名字是用一個英文字母命名，從a 一直到 m（前13 個字母）。,16,根域名服務(wù)器共有 13 套裝置（不是 13 個機(jī)器）,這些根域名服務(wù)器相應(yīng)的域名分別是 a.rootservers.net b.rootservers.net … m.rootservers.net到 2006 年底全世

14、界已經(jīng)安裝了一百多個根域名服務(wù)器機(jī)器，分布在世界各地。這樣做的目的是為了方便用戶，使世界上大部分 DNS 域名服務(wù)器都能就近找到一個根域名服務(wù)器。,舉例：根域名服務(wù)器 f 的地點分布圖,根域名服務(wù)器并不直接把域名直接轉(zhuǎn)換成 IP 地址。 在使用迭代查詢時，根域名服務(wù)器把下一步應(yīng)當(dāng)找 的頂級域名服務(wù)器的 IP 地址告訴本地域名服務(wù)器。,共 40 個機(jī)器,18,域名服務(wù)器,頂級域名服務(wù)器負(fù)責(zé)管理在該頂級域名服務(wù)器注冊的所有二級域

15、名。當(dāng)收到 DNS 查詢請求時，就給出相應(yīng)的回答（可能是最后的結(jié)果，也可能是下一步應(yīng)當(dāng)找的域名服務(wù)器的 IP 地址）。權(quán)限域名服務(wù)器負(fù)責(zé)一個區(qū)的域名服務(wù)器。當(dāng)一個權(quán)限域名服務(wù)器還不能給出最后的查詢回答時，就會告訴發(fā)出查詢請求的 DNS 客戶，下一步應(yīng)當(dāng)找哪一個權(quán)限域名服務(wù)器。,19,本地域名服務(wù)器,本地域名服務(wù)器對域名系統(tǒng)非常重要。當(dāng)一個主機(jī)發(fā)出 DNS 查詢請求時，這個查詢請求報文就發(fā)送給本地域名服務(wù)器。每一個因特網(wǎng)服務(wù)提供

16、者 ISP，或一個大學(xué)，甚至一個大學(xué)里的系，都可以擁有一個本地域名服務(wù)器，這種域名服務(wù)器有時也稱為默認(rèn)域名服務(wù)器。,20,提高域名服務(wù)器的可靠性,DNS 域名服務(wù)器都把數(shù)據(jù)復(fù)制到幾個域名服務(wù)器來保存，其中的一個是主域名服務(wù)器，其他是輔助域名服務(wù)器。當(dāng)主域名服務(wù)器出故障時，輔助域名服務(wù)器可以保證 DNS 的查詢工作不會中斷。主域名服務(wù)器定期把數(shù)據(jù)復(fù)制到輔助域名服務(wù)器中，而更改數(shù)據(jù)只能在主域名服務(wù)器中進(jìn)行。這樣就保證了數(shù)據(jù)的一致性。,

17、域名轉(zhuǎn)換的遞歸查詢,當(dāng)某個名字服務(wù)器找不到所需的IP地址的主機(jī)名時，就將地址轉(zhuǎn)換請求向著樹根的方向傳給上一級的名字服務(wù)器。這樣一直找下去(在最壞的情況下是經(jīng)過命名樹的根結(jié)點),最后就能將所需的主機(jī)名字找到。,22,名字的高速緩存,使用名字的高速緩存可優(yōu)化查詢的開銷。 每個域名服務(wù)器都維護(hù)一個高速緩存，存放最近用過的名字以及從何處獲得名字映射信息的記錄。當(dāng)客戶請求域名服務(wù)器轉(zhuǎn)換名字時，服務(wù)器首先按標(biāo)準(zhǔn)過程檢查它是否被授權(quán)管理該名字。

18、若未被授權(quán)，則查看自己的高速緩存，檢查該名字是否最近被轉(zhuǎn)換過。域名服務(wù)器向客戶報告緩存中有關(guān)名字與地址的綁定(binding)信息，并標(biāo)志為非授權(quán)綁定，以及給出獲得此綁定的服務(wù)器 S 的域名。本地服務(wù)器同時也將服務(wù)器 S 與 IP 地址的綁定告知客戶。,Internet最常用的幾個服務(wù),遠(yuǎn)程登錄（Telnet）：遠(yuǎn)程, 登錄,仿真終端,共享工具電子郵件（Email）： 電子郵件的收發(fā), 編輯和處理文件傳輸（FTP）： 數(shù)據(jù)互傳．

19、萬維網(wǎng)WWW(World Wide Web）:分布式超媒體鏈接HTML 新聞組(Newsgroup)：提供新聞、信息、交談、評論等信息資源電子廣告牌BBS(Bulletin Board System): 信息發(fā)布、談天交流、分類討論，可用Telnet或瀏覽器（IE）訪問BBS：交談工具，icq,talk 以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒體，進(jìn)行實時交談.廣域信息系統(tǒng)（WAIS：Wide Area Information Service

20、s）:WAIS是一個分布式文本搜索系統(tǒng),WAIS信息庫內(nèi)容豐富，涉及面廣，從各類文檔到各類專業(yè)文檔庫,24,6.2 文件傳送協(xié)議,TCP/IP的一個重要的應(yīng)用是文件的傳送。目前有三個主要的協(xié)議能用來把文件從一個主機(jī)傳送到另一個主機(jī)：文件傳送協(xié)議FTP(File Transfer Protocol) 簡單文件傳送協(xié)議TFTP(Trivial File Transfer Protocol) 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS(Network File

21、 System)文件傳送協(xié)議（FTP) 文件傳送協(xié)議FTP是Internet上使用得最廣泛的文件傳送協(xié)議。FTP的主要目的是允許文件從一個主機(jī)傳送到另一個主機(jī)。 FTP是基于TCP協(xié)議的文件傳輸。與大多數(shù)Internet服務(wù)一樣，F(xiàn)TP也是一個客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)。用戶通過一個支持FTP協(xié)議的客戶機(jī)程序，連接到在遠(yuǎn)程主機(jī)上的FTP服務(wù)器程序。,25,FTP要考慮的問題,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)制文件的復(fù)雜性：(1) 計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的格式不同。

22、(2) 文件的目錄結(jié)構(gòu)和文件命名的規(guī)定不同。(3) 對于相同的文件存取功能，操作系統(tǒng)使用的命令不同。(4) 訪問控制方法不同。,26,FTP 特點,文件傳送協(xié)議 FTP 使用 TCP 可靠的運(yùn)輸服務(wù)。FTP 的主要功能是減少或消除在不同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性。FTP 使用客戶服務(wù)器方式。一個 FTP 服務(wù)器進(jìn)程可同時為多個客戶進(jìn)程提供服務(wù)。FTP 的服務(wù)器進(jìn)程由兩大部分組成：一個主進(jìn)程，負(fù)責(zé)接受新的請求；另外有若干個從屬

23、進(jìn)程，負(fù)責(zé)處理單個請求。FTP 使用服務(wù)器的熟知端口號為 21，使客戶進(jìn)程能夠連接上。服務(wù)器進(jìn)程用自己傳送數(shù)據(jù)的熟知端口(20)與客戶進(jìn)程所提供的端口號碼建立數(shù)據(jù)傳送連接。由于 FTP 使用了兩個不同的端口號，所以數(shù)據(jù)連接與控制連接不會發(fā)生混亂,FTP所提供的服務(wù),FTP的兩種用戶類型：指定用戶：用戶ID(userid)和口令(password)。匿名用戶(anonymous user)：用戶ID必須是 anonymous F

24、TP的主要工作原理,圖：FTP使用的兩個TCP連接,,,,Software,Program,README,ftp ftp.pku.edu.cnUsername:anonymousPassword:test@pku.edu.cn,FTP & Anonymous FTP,Anonymous FTP Serverftp.pku.edu.cn,簡單文件傳送協(xié)議TFTP(Trivial File Transfer Protocol)

25、 是一個很小且易于實現(xiàn)的文件傳送協(xié)議。簡單文件傳送協(xié)議TFTP的優(yōu)點是：TFTP可用于UDP環(huán)境。TFTP代碼所占的內(nèi)存較小。簡單文件傳送協(xié)議TFTP的主要特點是：每次傳送的數(shù)據(jù)PDU中有512字節(jié)的數(shù)據(jù)，但最后一次可不足512字節(jié)；數(shù)據(jù)PDU也稱為文件塊，每個塊按序編號，從1開始。支持ASCII碼或二進(jìn)制傳送。 可對文件進(jìn)行讀或?qū)憽Ｊ褂煤芎唵蔚氖撞俊?#160;    

26、0;  TFTP的工作原理TFTP的工作很像停止等待協(xié)議。發(fā)送完一個文件塊后就等待對方的確認(rèn)。發(fā)完數(shù)據(jù)后在規(guī)定時間內(nèi)收不到確認(rèn)就要重發(fā)數(shù)據(jù)PDU。發(fā)送確認(rèn)的一方若在規(guī)定時間內(nèi)收不到下一個文件塊，也要重發(fā)確認(rèn)PDU。這樣就可保證文件的傳送不致因某一個數(shù)據(jù)報的丟失而告失敗。,簡單文件傳送協(xié)議TFTP,網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS(Network File System),網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS的主要特點  &

27、#160;  網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS 除了實現(xiàn)文件和目錄共享外，還允許應(yīng)用進(jìn)程打開一個遠(yuǎn)地文件，并能夠在該文件的某一個特定的位置上開始讀寫數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC    NFS由三個獨(dú)立的部分組成，即：NFS協(xié)議本身，通用的遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC(Remote Procedure Call )，通用的外部數(shù)據(jù)表示XDR(eXternal Data Representation)。 

28、;   RPC的組成：任何RPC系統(tǒng)都有一些主要的操作元素，包括：客戶主應(yīng)用程序協(xié)議語言(Protocol Language)協(xié)議編譯器(Protocol Compiler)客戶存根(stub)過程服務(wù)器（存根）程序服務(wù)器過程數(shù)據(jù)表示標(biāo)準(zhǔn)目錄服務(wù),一個典型的RPC環(huán)境。同其他的TCP/IP應(yīng)用一樣，RPC也應(yīng)用了客戶/服務(wù)器模型。,圖： RPC的操作過程,RPC的操作過程,33,6.3 遠(yuǎn)程登陸Tel

29、net （Telecommunication Network protocol）,遠(yuǎn)程登陸Telnet是一個簡單的遠(yuǎn)程終端協(xié)議。用戶用Telnet就可以在所在地通過TCP連接（即登錄）到遠(yuǎn)地的另一臺主機(jī)上（使用主機(jī)名或IP地址）。有兩種登錄命令，telnet，relogin(為Berkeley UNIX而開發(fā)的) 如：telnet bbs.zsu.edu.cn, （中山大學(xué)BBS） telnet s

30、mth.org (清華BBS）Telnet也使用客戶/服務(wù)器模式,,Telnet Server,Username:Password:,,Internet,Telnet,曁南大學(xué),加州大學(xué),Telnet在功能上，是模擬成遠(yuǎn)端一部電腦系統(tǒng)的終端機(jī),稱為網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT（Network virtual Terminal)，通過網(wǎng)絡(luò)連線載入該電腦系統(tǒng),可以執(zhí)行該電腦系統(tǒng)的任何程序。,圖： TELNET使用示意圖,Telnet功能,因特

31、網(wǎng),TCP 連接,客戶端,服務(wù)器端,使用客戶端的格式,使用服務(wù)器端的格式,使用 NVT 格式,,,,客戶,服務(wù)器,,36,網(wǎng)絡(luò)虛擬終端 NVT 格式,客戶軟件把用戶的擊鍵和命令轉(zhuǎn)換成 NVT 格式，并送交服務(wù)器。服務(wù)器軟件把收到的數(shù)據(jù)和命令，從 NVT 格式轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)地系統(tǒng)所需的格式。向用戶返回數(shù)據(jù)時，服務(wù)器把遠(yuǎn)地系統(tǒng)的格式轉(zhuǎn)換為 NVT 格式，本地客戶再從 NVT 格式轉(zhuǎn)換到本地系統(tǒng)所需的格式。,Telnet的工作原理,客戶端運(yùn)行T

32、elnet建立與服務(wù)器端的TCP連接 接收用戶的輸入命令及其他信息；將命令及信息處理；將相關(guān)信息通過TCP 發(fā)送給服務(wù)器端；接收服務(wù)器端返回的信息并做相應(yīng)處理如顯示。服務(wù)器端不間斷地運(yùn)行服務(wù)程序Telnetd通知正在準(zhǔn)備接受連接的網(wǎng)絡(luò)軟件，服務(wù)作業(yè)已進(jìn)入就續(xù)狀態(tài)；網(wǎng)絡(luò)軟件建立與客戶機(jī)的TCP連接；等候以標(biāo)準(zhǔn)格式出現(xiàn)的服務(wù)請求；對到來的服務(wù)請求命令給予執(zhí)行；把服務(wù)結(jié)果按標(biāo)準(zhǔn)格式回送給客戶機(jī)；繼續(xù)等待服務(wù)。,Teln

33、et的命令格式,telnet [remote-system] [port-number]telnet：命令名；remote-system：主機(jī)名或IP地址；port-number： 端口號：缺省是23。,啟動客戶程序例 $telnet pubms.pku.edu.cn （主機(jī)名） $telnet 202.112.7.7 ?。↖P地址） $telnet

34、 （命令格式） telnet>open pubms.pku.edu.cn （用內(nèi)部命令open操作） telnet>open 202.112.7.7 （用內(nèi)部命令open操作）輸入用戶名（User-ID）和口令（Password） login： password：在遠(yuǎn)程機(jī)（服務(wù)器）提示符下，本

35、地機(jī)（客戶機(jī)）輸入遠(yuǎn)程系統(tǒng)命令， 退出連接 完成任務(wù)后，退出連接。 　　　在遠(yuǎn)程系統(tǒng)提示符下鍵入命令，exit，logout或^D,39,6.4 電子郵件（Email）,6.4.1 電子郵件概述：電子郵件是最流行的Internet應(yīng)用。電子郵件是人們在Internet上最先使用的服務(wù)。電子郵件系統(tǒng)有它自己的獨(dú)特之處：方便性，快捷性，廉價性1982年制定了簡單郵件傳輸協(xié)議S

36、MTP(Simple Mail Transfer Protocol)，只能傳送ASCII文件。1993年制定了新的電子郵件標(biāo)準(zhǔn)通用Internet郵件擴(kuò)充MIME（multipurpose Internet Mail Extensions)，能傳送文本，聲音，圖像等。1993年制定了允許用戶對電子郵件信箱進(jìn)行遠(yuǎn)程存取的協(xié)議POP(Post Office Protocol).它是專門開發(fā)來適應(yīng)用戶代理和郵件服務(wù)器分開這種新的需求的。

37、其中SMTP是發(fā)送郵件的協(xié)議, POP3 和 IMAP是讀取郵件的協(xié)議,電子郵件的主要構(gòu)件,用戶代理（UA：User Agent）又稱為郵件閱讀器：編輯、發(fā)送、閱讀和管理電子郵件。傳輸代理（MTA ：Message Transfer Agent）又稱為郵件服務(wù)器：起“郵局” 作用，接收用戶郵件，根據(jù)地址傳輸，傳送到接收方的郵件服務(wù)器，并將郵件存放在用戶郵箱內(nèi)。,,,,,郵件緩存,接收端郵件服務(wù)器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

38、,,,,,用戶代理,,,,,,,,,,,,,,,,,,SMTP,SMTP,POP3,發(fā)送端郵件服務(wù)器,,,,用戶代理,用戶郵箱,,接收方,,,,用戶代理,,用戶代理,,郵件服務(wù)器,,郵件服務(wù)器,,,,SMTP,SMTP,POP3,(發(fā)送郵件),(發(fā)送郵件),（發(fā)送郵件）,(發(fā)送郵件),(讀取郵件),(讀取郵件),(TCP 連接),(TCP 連接),(TCP 連接),因特網(wǎng),電子郵件工作模式,郵件服務(wù)器之間采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的

39、工作方式 郵件服務(wù)器之間是通過簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）進(jìn)行對話，TCP端口號為25。發(fā)送郵件時，郵件閱讀器就通過和郵件服務(wù)器建立SMTP連接，將編輯好的郵件發(fā)給郵件服務(wù)器；讀取郵件時，郵件閱讀器則和郵件服務(wù)器通過建立POP連接，將郵件從郵件服務(wù)器上讀取到本地計算機(jī)上。,,郵件傳輸代理MDA/MTA,郵件傳輸代理MDA/MTA,要發(fā)送的郵件隊列,要發(fā)送的郵件隊列,用戶代理UA,用戶代理UA,,,,,,,,,hotma

40、ilFocMailOutlook,發(fā)送者,接收者,,,Mail Server,Internet,TCP連接,SMTP,POP3,POP3,POP3,POP3,SMTP,Mail Server,43,6.4.2 簡單郵件傳送協(xié)議 SMTP,SMTP 所規(guī)定的就是在兩個相互通信的 SMTP 進(jìn)程之間應(yīng)如何交換信息。由于 SMTP 使用客戶服務(wù)器方式，因此負(fù)責(zé)發(fā)送郵件的 SMTP 進(jìn)程就是 SMTP 客戶，而負(fù)責(zé)接收郵件的 SMTP

41、進(jìn)程就是 SMTP 服務(wù)器。SMTP 規(guī)定了 14 條命令和 21 種應(yīng)答信息。每條命令用 4 個字母組成，而每一種應(yīng)答信息一般只有一行信息，由一個 3 位數(shù)字的代碼開始，后面附上（也可不附上）很簡單的文字說明。,44,SMTP 通信的三個階段,1. 連接建立：連接是在發(fā)送主機(jī)的 SMTP 客戶和接收主機(jī)的 SMTP 服務(wù)器之間建立的。SMTP不使用中間的郵件服務(wù)器。 2. 郵件傳送3. 連接釋放：郵件發(fā)送完畢后，SMTP 應(yīng)

42、釋放 TCP 連接。,45,6.4.3 郵件讀取協(xié)議POP3 和 IMAP,郵局協(xié)議 POP 是一個非常簡單、但功能有限的郵件讀取協(xié)議，現(xiàn)在使用的是它的第三個版本 POP3。POP 也使用客戶服務(wù)器的工作方式。在接收郵件的用戶 PC 機(jī)中必須運(yùn)行 POP 客戶程序，而在用戶所連接的 ISP 的郵件服務(wù)器中則運(yùn)行 POP 服務(wù)器程序。,46,IMAP 協(xié)議(Internet Message Access Protocol),IMA

43、P 也是按客戶服務(wù)器方式工作，現(xiàn)在較新的是版本 4，即 IMAP4。用戶在自己的 PC 機(jī)上就可以操縱 ISP 的郵件服務(wù)器的郵箱，就像在本地操縱一樣。因此 IMAP 是一個聯(lián)機(jī)協(xié)議。當(dāng)用戶 PC 機(jī)上的 IMAP 客戶程序打開 IMAP 服務(wù)器的郵箱時，用戶就可看到郵件的首部。若用戶需要打開某個郵件，則該郵件才傳到用戶的計算機(jī)上。,47,IMAP 的特點,IMAP最大的好處就是用戶可以在不同的地方使用不同的計算機(jī)隨時上網(wǎng)閱讀和處理

44、自己的郵件。IMAP 還允許收件人只讀取郵件中的某一個部分。例如，收到了一個帶有視像附件（此文件可能很大）的郵件。為了節(jié)省時間，可以先下載郵件的正文部分，待以后有時間再讀取或下載這個很長的附件。IMAP 的缺點是如果用戶沒有將郵件復(fù)制到自己的 PC 機(jī)上，則郵件一直是存放在 IMAP 服務(wù)器上。因此用戶需要經(jīng)常與 IMAP 服務(wù)器建立連接。,48,HTTP,HTTP,6.4.5 基于萬維網(wǎng)的電子郵件,電子郵件從 A 發(fā)送到網(wǎng)易郵件

45、服務(wù)器是使用 HTTP 協(xié)議。兩個郵件服務(wù)器之間的傳送使用 SMTP。郵件從新浪郵件服務(wù)器傳送到 B 是使用 HTTP 協(xié)議。,A,B,,,,SMTP,網(wǎng)易郵件服務(wù)器mail.163.com,新浪郵件服務(wù)器mail.sina.com.cn,49,6.4.6 通用因特網(wǎng)郵件擴(kuò)充 MIME,SMTP 有以下缺點：SMTP 不能傳送可執(zhí)行文件或其他的二進(jìn)制對象。SMTP 限于傳送 7 位的 ASCII 碼。許多其他非英語國家的文

46、字（如中文、俄文，甚至帶重音符號的法文或德文）就無法傳送。SMTP 服務(wù)器會拒絕超過一定長度的郵件。某些 SMTP 的實現(xiàn)并沒有完全按照[RFC 821]的 SMTP 標(biāo)準(zhǔn)。,50,MIME 的特點,MIME 并沒有改動 SMTP 或取代它。MIME 的意圖是繼續(xù)使用目前的[RFC 822]格式，但增加了郵件主體的結(jié)構(gòu)，并定義了傳送非 ASCII 碼的編碼規(guī)則。,51,MIME 和 SMTP 的關(guān)系,非 ASCII 碼,7 位 A

47、SCII 碼,MIME,SMTP,MIME,SMTP,,,,,,7 位 ASCII 碼,7 位 ASCII 碼,非 ASCII 碼,用戶,用戶,52,什么是WWW萬維網(wǎng)并不是一個特殊的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而是一個大規(guī)模、聯(lián)機(jī)式的信息儲藏所萬維網(wǎng)是一個分布式的超媒體系統(tǒng)，它是超文本系統(tǒng)的擴(kuò)充。分布是指萬維網(wǎng)將各種信息分布在整個Internet上，而不是駐留在單個計算機(jī)的磁盤中。萬維網(wǎng)以客戶機(jī)服務(wù)器方式工作。瀏覽器就是在用戶計算機(jī)上的萬維網(wǎng)客

48、戶程序，萬維網(wǎng)文檔所駐留的計算機(jī)則運(yùn)行服務(wù)器程序。,6.5 萬維網(wǎng)WWW (World Wide Web),萬維網(wǎng)用鏈接的方法能非常方便地從因特網(wǎng)上的一個站點訪問另一個站點，從而主動地按需獲取豐富的信息。萬維網(wǎng)通過鏈接提供分布式服務(wù),萬維網(wǎng)必須解決的問題,(1) 怎樣標(biāo)志分布在整個因特網(wǎng)上的萬維網(wǎng)文檔？ 使用統(tǒng)一資源定位符 URL (Uniform Resource Locator)來標(biāo)志萬維網(wǎng)上的各種文檔。使

49、每一個文檔在整個因特網(wǎng)的范圍內(nèi)具有惟一的標(biāo)識符 URL。 (2) 用何協(xié)議實現(xiàn)萬維網(wǎng)上各種超鏈的鏈接？ 在萬維網(wǎng)客戶程序與萬維網(wǎng)服務(wù)器程序之間進(jìn)行交互所使用的協(xié)議，是超文本傳送協(xié)議 HTTP (HyperText Transfer Protocol)。HTTP 是一個應(yīng)用層協(xié)議，它使用 TCP 連接進(jìn)行可靠的傳送。(3) 怎樣使各種萬維網(wǎng)文檔都能在因特網(wǎng)上的各種計算機(jī)上顯示出來，同時使用戶清楚地知道在什么地方存在著超鏈？ 超文

50、本標(biāo)記語言 HTML (HyperText Markup Language)使得萬維網(wǎng)頁面的設(shè)計者可以很方便地用一個超鏈從本頁面的某處鏈接到因特網(wǎng)上的任何一個萬維網(wǎng)頁面，并且能夠在自己的計算機(jī)屏幕上將這些頁面顯示出來。 (4) 怎樣使用戶能夠很方便地找到所需的信息？ 為了在萬維網(wǎng)上方便地查找信息，用戶可使用各種的搜索工具（即搜索引擎）。,55,統(tǒng)一定位資源URL (Uniform Resource Locator),萬維網(wǎng)

51、使用統(tǒng)一定位資源URL來標(biāo)識萬維網(wǎng)上的各種文檔，并使每一個文檔在整個Internet范圍內(nèi)具有唯一的標(biāo)識符URL。URL是與Internet相連的機(jī)器上的任何可訪問對象的一個指針。URL的一般形式如下：,://:/,,,,gopher —— 是一種早期的搜索引擎。ftp —— 文件傳送協(xié)議 FTPhttp —— 超文本傳送協(xié)議 HTTPNews —— USENET 新聞,,URL實例,使用FTP的URL如 ftp://co

52、ocie.dns2go.com ftp://202.116.3.101 ftp://ftp.pku.edu.cn/pub/student使用Gopher的URL如 gopher://dongpo.math.ncu.edu.tw使用HTTP的URL如 http://www.jnu.edu.cn:80,萬維網(wǎng)的工作過程,,,,,因特網(wǎng),服務(wù)器www.tsinghua.edu.cn,鏈接到URL的超鏈,HTT

53、P 使用此 TCP 連接,瀏覽器 程序,服務(wù)器 程序,HTTP,客戶,,清華大學(xué)院系設(shè)置,,,,,,,,,,,,,?,,,用戶點擊鼠標(biāo)后所發(fā)生的事件,(1) 瀏覽器分析超鏈指向頁面的 URL。(2) 瀏覽器向 DNS 請求解析 www.tsinghua.edu.cn 的 IP 地址。(3) 域名系統(tǒng) DNS 解析出清華大學(xué)服務(wù)器的 IP 地址。(4) 瀏覽器與服務(wù)器建立 TCP 連接(5) 瀏覽器發(fā)出取文件命令：

54、 GET /chn/yxsz/index.htm。(6) 服務(wù)器給出響應(yīng)，把文件 index.htm 發(fā)給瀏覽器。(7) TCP 連接釋放。(8) 瀏覽器顯示“清華大學(xué)院系設(shè)置”文件 index.htm 中的所有文本。,61,,,RTT,,,RTT,請求一個萬維網(wǎng)文檔所需的時間,,萬維網(wǎng)服務(wù)器,萬維網(wǎng)客戶,,發(fā)起 TCP 連接,HTTP 請求報文,,,,,,,,傳輸文檔的時間,整個文檔收到,,,時間,時間,HTTP 響應(yīng)報文,,

55、,62,持續(xù)連接(persistent connection),HTTP/1.1 協(xié)議使用持續(xù)連接。萬維網(wǎng)服務(wù)器在發(fā)送響應(yīng)后仍然在一段時間內(nèi)保持這條連接，使同一個客戶（瀏覽器）和該服務(wù)器可以繼續(xù)在這條連接上傳送后續(xù)的 HTTP 請求報文和響應(yīng)報文。這并不局限于傳送同一個頁面上鏈接的文檔，而是只要這些文檔都在同一個服務(wù)器上就行。目前一些流行的瀏覽器（例如，IE 6.0）的默認(rèn)設(shè)置就是使用 HTTP/1.1。,63,持續(xù)連接的兩種工

56、作方式,非流水線方式：客戶在收到前一個響應(yīng)后才能發(fā)出下一個請求。這比非持續(xù)連接的兩倍 RTT 的開銷節(jié)省了建立 TCP 連接所需的一個 RTT 時間。但服務(wù)器在發(fā)送完一個對象后，其 TCP 連接就處于空閑狀態(tài)，浪費(fèi)了服務(wù)器資源。流水線方式：客戶在收到 HTTP 的響應(yīng)報文之前就能夠接著發(fā)送新的請求報文。一個接一個的請求報文到達(dá)服務(wù)器后，服務(wù)器就可連續(xù)發(fā)回響應(yīng)報文。使用流水線方式時，客戶訪問所有的對象只需花費(fèi)一個 RTT時間，使 TCP

57、 連接中的空閑時間減少，提高了下載文檔效率。,64,代理服務(wù)器(proxy server),代理服務(wù)器(proxy server)又稱為萬維網(wǎng)高速緩存(Web cache)，它代表瀏覽器發(fā)出 HTTP 請求。萬維網(wǎng)高速緩存把最近的一些請求和響應(yīng)暫存在本地磁盤中。當(dāng)與暫時存放的請求相同的新請求到達(dá)時，萬維網(wǎng)高速緩存就把暫存的響應(yīng)發(fā)送出去，而不需要按 URL 的地址再去因特網(wǎng)訪問該資源。,65,使用高速緩存可減少訪問因特網(wǎng)服務(wù)器的時

58、延,,,,,,,,,,,,,校園網(wǎng),源點服務(wù)器,,2 Mb/s,,因特網(wǎng),,,,瀏覽器,R1,R2,,,,,,沒有使用高速緩存的情況,使用高速緩存的情況,,,,,,,,,,,,,,,校園網(wǎng),,校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）,源點服務(wù)器,,2 Mb/s,,因特網(wǎng),,,,瀏覽器,R1,R2,,,,,瀏覽器訪問因特網(wǎng)的服務(wù)器時，要先與校園網(wǎng)的高速緩存建立 TCP 連接，并向高速緩存發(fā)出 HTTP 請求報文.(2) 若高速緩存已經(jīng)存放了所請

59、求的對象，則將此對象放入 HTTP 響應(yīng)報文中返回給瀏覽器。,使用高速緩存的情況,,,,,,,,,,,,,,,校園網(wǎng),,校園網(wǎng)的高速緩存（代理服務(wù)器）,源點服務(wù)器,,2 Mb/s,,因特網(wǎng),,,,瀏覽器,R1,R2,(3) 否則，高速緩存就代表發(fā)出請求的用戶瀏覽器，與因特網(wǎng)上的源點服務(wù)器建立 TCP 連接，并發(fā)送 HTTP 請求報文。(4) 源點服務(wù)器將所請求的對象放在 HTTP 響應(yīng)報文中返回給校園網(wǎng)的高速緩存。,,68,HTTP

60、的報文結(jié)構(gòu),HTTP的兩類報文：從客戶到服務(wù)器的請求報文和從服務(wù)器到客戶的響應(yīng)報文。,圖: HTTP的報文結(jié)構(gòu),69,HTTP 請求報文的一些方法,方法（操作） 意義OPTION 請求一些選項的信息GET 請求讀取由 URL所標(biāo)志的信息HEAD 請求讀取由 URL所標(biāo)志的信息的首部POST 給服務(wù)器添加信息（例如，注釋）

61、PUT 在指明的 URL下存儲一個文檔DELETE 刪除指明的 URL所標(biāo)志的資源TRACE 用來進(jìn)行環(huán)回測試的請求報文CONNECT用于代理服務(wù)器,,,70,練習(xí)1,1. Telnet服務(wù)的配置、管理和使用。實驗條件：一臺裝有Windows XP專業(yè)版或服務(wù)器操作系統(tǒng)的計算機(jī)作為服務(wù)器，任意一臺連網(wǎng)的計算機(jī)作為客戶。實驗內(nèi)容：（1）啟動telnet服務(wù)： Windows XP專業(yè)版提供

62、Telnet服務(wù)，在默認(rèn)情況下， Telnet服務(wù)處于禁用狀態(tài)?！伴_始”—>”控制面板” —>”管理工具” —>服務(wù),打開服務(wù)窗口. 打開telnet服務(wù).(,打開telnet服務(wù). 啟動類型,設(shè)置”自動”,確定.,(2). “開始”—>”運(yùn)行” —>“CMD”進(jìn)入命令格式 通過命令啟動Telnet服務(wù),(3). 使用telnet：在服務(wù)器上 “控制面板”中，設(shè)立用戶和密碼。就可遠(yuǎn)程登