计算机网络第7章__应用层
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第7章 应用层
应用层直接面向用户，为用户访问、使用和管 理网络资源，提供通用一致和方便的服务。 WWW、E-mail和FTP等是面向广大用户的使 用最广泛的Internet服务，DNS、DHCP和SNMP 等则提供面向网络管理者的服务。 Internet应用层服务的运行机制基本上是基于 客户机/服务器模式，本章第1节介绍该模式，其余 各节介绍上述的各种网络服务，SNMP网络管理归 于第8章网络安全与管理中进行介绍。
图7.1
根域名服务器分布
④ 分散在世界各地的域名服务器形成了一个联合
协作的系统。
• 每个域名服务器都知道RNS的IP地址；
• 每个域名服务器都知道其下一级域名服务器的域
名和IP地址。
2．域名解析方式
① 递归解析（recursive resolution） ② 反复解析（iterative resolution）
7.2.1 Internet域名结构
1．域名及其结构
• 连接在Internet上的计算机都有一个唯一的层次结 构的名称，称为域名。 • 域名分为若干等级，各级域名之间用小数点连接：
· · · · · · .三级域名.二级域名.顶级域名
• 顶级域名（Top Level Domain，TLD）
• 整个Internet层次结构的名字空间就构成一棵命 名树，根结点是无名的，根下面就是TLD结点。 每一个名字都是唯一的。 • 一个单位拥有了一个域名，它可以自己决定是否 要进一步划分子域，也不必将划分情况向上级机 构报告。
• 在控制连接上传送的客户端和服务器端的命令 （请求）和应答以网络虚拟终端（Network Virtual Terminal，NVT）编码形式传送。
• 数据连接 数据连接依赖于用户为某种文件操作发出的 请求。客户控制进程在操作结束时为数据连接选 择一个自由端口号（如1818）给客户数据传送进 程使用，客户数据传送进程通过该端口接受来自 服务器的数据连接请求。 客户控制进程通过控制连接把该端口号1818 发送给服务器控制进程，告知该端口号。 服务器上的服务器数据传送进程，通过该端 口1818向客户数据传送进程发送连接请求，建立 起数据连接。服务器数据传送进程总是使用周知 端口20，与一般C/S模式不同的是，在建立连接 过程中它作为请求方。
7.1 网络应用进程的工作模式
1．客户/服务器模式
• 客户/服务器（Client/Server，C/S）模式 • 浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式 • 客户和服务器，分别是两个应用进程，分工协作， 为用户提供各种网络应用服务。服务器被动地等 待服务请求，客户向服务器主动发出服务请求， 服务器做出响应并返回服务结果。
② 在每个管辖区设置相应的授权域名服务器
（Authoritative Name Server，ANS）。
③ 按照域名的层次，有几种特殊的域名服务器： • 本地域名服务器（Local Name Server，LNS） • 顶级域名服务器（TLD Name Server） • 根域名服务器（Root Name Server，RNS）
2．顶级域名（TLD）
（1）国家顶级域名（cc: country code，ccTLD） （2）通用顶级域名（gTLD） （3）基础结构域名（infrastructure domain）
3．cn下的二级域名
cn下注册的二级域名分为“类别域名”和 “行政区域名”两类。“类别域名”共7个，“行 政区域名”有34个。 在二级域名edu下申请注册三级域名由中国 教育科研网（CERNET）网络中心负责。在其他 二级域名下申请注册三级域名，由中国互联网网 络信息中心（CNNIC）负责。
5．域名缓存
域名缓存用来存放近期解析过的域名-IP地址
的映射，在LNS解析过程中，如果在数据库中搜索 不到相关的记录，就使用域名缓存。 • 域名缓存中域名-IP地址映射的有效性问题 ： ① 注明是非授权的，并给出提供此映射的ANS； ② 为缓冲区中的每一映射维护一个生存时间 TTL，限定该映射的有效时限。
图7.2
两种域名解析算法
3．域名解析过程
域名解析分为两步： ① 首先访问LNS； ② 访问其他域名服务器，进行一次自顶向下的搜
索。
4．域名解析示例
root
图7.3
域名管辖区划分的示例
图7.4
域名解析过程的例子
Internet域名解析演示
点击按钮即可显示相应的动画，如果无法正常显示，请安装Flash控件
7.2.2 域名解析
DNS是一个联机分布式数据库系统，采用 C/S模式： 域名解析器，也称名字解析器； 域名服务器，也称名字服务器。
1．域名服务器系统
Internet上所有的域名服务器相互联络和 协作形成一个统一的域名服务器系统，负责进 行域名解析。有以下特点:
① 基本上是按照域名的层次来设置的。
• 控制连接 开机后服务器的主服务器进程最先运行，通 过周知端口21等待客户的请求。 当客户端的用户进入FTP后，先建立一个客 户控制进程，客户控制进程申请一个本地的TCP 自由端口（如1817），并通过端口21向服务器发 出连接请求。 主服务器进程接到连接请求后，产生一个子 进程作为服务器控制进程，服务器控制进程与客 户控制进程之间建立了控制连接。 此后，主服务器进程进入阻塞状态，等待新 的客户请求。
2．浏览器/服务器模式
B/S模式可以提供多层次连接，常常是浏
览器-万维网服务器-应用服务器的形式，广泛使 用browser/Web server/DB server三层连接。
3．采用C/Sபைடு நூலகம்式的原因
（1）适应通信发起的随机性； （2）充分地利用网络资源； （3）优化网络计算，提高传输效率。
7.2 域 名 系 统
• 域名缓存不仅用于域名服务器，也用于主机。
7.3 文件传送协议
7.3.1 FTP工作机制
• FTP使用C/S模式，使用双重连接，即控制连接和 数据连接，并涉及5种进程：主服务器进程、客户 控制进程、服务器控制进程、客户数据传送进程 和服务器数据传送进程。
• FTP是一个交互式会话系统，一个FTP会话，需 要建立一个控制连接和若干个数据连接，控制连 接负责传送控制信息，数据连接负责传送文件。
应用层直接面向用户，为用户访问、使用和管 理网络资源，提供通用一致和方便的服务。 WWW、E-mail和FTP等是面向广大用户的使 用最广泛的Internet服务，DNS、DHCP和SNMP 等则提供面向网络管理者的服务。 Internet应用层服务的运行机制基本上是基于 客户机/服务器模式，本章第1节介绍该模式，其余 各节介绍上述的各种网络服务，SNMP网络管理归 于第8章网络安全与管理中进行介绍。
图7.1
根域名服务器分布
④ 分散在世界各地的域名服务器形成了一个联合
协作的系统。
• 每个域名服务器都知道RNS的IP地址；
• 每个域名服务器都知道其下一级域名服务器的域
名和IP地址。
2．域名解析方式
① 递归解析（recursive resolution） ② 反复解析（iterative resolution）
7.2.1 Internet域名结构
1．域名及其结构
• 连接在Internet上的计算机都有一个唯一的层次结 构的名称，称为域名。 • 域名分为若干等级，各级域名之间用小数点连接：
· · · · · · .三级域名.二级域名.顶级域名
• 顶级域名（Top Level Domain，TLD）
• 整个Internet层次结构的名字空间就构成一棵命 名树，根结点是无名的，根下面就是TLD结点。 每一个名字都是唯一的。 • 一个单位拥有了一个域名，它可以自己决定是否 要进一步划分子域，也不必将划分情况向上级机 构报告。
• 在控制连接上传送的客户端和服务器端的命令 （请求）和应答以网络虚拟终端（Network Virtual Terminal，NVT）编码形式传送。
• 数据连接 数据连接依赖于用户为某种文件操作发出的 请求。客户控制进程在操作结束时为数据连接选 择一个自由端口号（如1818）给客户数据传送进 程使用，客户数据传送进程通过该端口接受来自 服务器的数据连接请求。 客户控制进程通过控制连接把该端口号1818 发送给服务器控制进程，告知该端口号。 服务器上的服务器数据传送进程，通过该端 口1818向客户数据传送进程发送连接请求，建立 起数据连接。服务器数据传送进程总是使用周知 端口20，与一般C/S模式不同的是，在建立连接 过程中它作为请求方。
7.1 网络应用进程的工作模式
1．客户/服务器模式
• 客户/服务器（Client/Server，C/S）模式 • 浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式 • 客户和服务器，分别是两个应用进程，分工协作， 为用户提供各种网络应用服务。服务器被动地等 待服务请求，客户向服务器主动发出服务请求， 服务器做出响应并返回服务结果。
② 在每个管辖区设置相应的授权域名服务器
（Authoritative Name Server，ANS）。
③ 按照域名的层次，有几种特殊的域名服务器： • 本地域名服务器（Local Name Server，LNS） • 顶级域名服务器（TLD Name Server） • 根域名服务器（Root Name Server，RNS）
2．顶级域名（TLD）
（1）国家顶级域名（cc: country code，ccTLD） （2）通用顶级域名（gTLD） （3）基础结构域名（infrastructure domain）
3．cn下的二级域名
cn下注册的二级域名分为“类别域名”和 “行政区域名”两类。“类别域名”共7个，“行 政区域名”有34个。 在二级域名edu下申请注册三级域名由中国 教育科研网（CERNET）网络中心负责。在其他 二级域名下申请注册三级域名，由中国互联网网 络信息中心（CNNIC）负责。
5．域名缓存
域名缓存用来存放近期解析过的域名-IP地址
的映射，在LNS解析过程中，如果在数据库中搜索 不到相关的记录，就使用域名缓存。 • 域名缓存中域名-IP地址映射的有效性问题 ： ① 注明是非授权的，并给出提供此映射的ANS； ② 为缓冲区中的每一映射维护一个生存时间 TTL，限定该映射的有效时限。
图7.2
两种域名解析算法
3．域名解析过程
域名解析分为两步： ① 首先访问LNS； ② 访问其他域名服务器，进行一次自顶向下的搜
索。
4．域名解析示例
root
图7.3
域名管辖区划分的示例
图7.4
域名解析过程的例子
Internet域名解析演示
点击按钮即可显示相应的动画，如果无法正常显示，请安装Flash控件
7.2.2 域名解析
DNS是一个联机分布式数据库系统，采用 C/S模式： 域名解析器，也称名字解析器； 域名服务器，也称名字服务器。
1．域名服务器系统
Internet上所有的域名服务器相互联络和 协作形成一个统一的域名服务器系统，负责进 行域名解析。有以下特点:
① 基本上是按照域名的层次来设置的。
• 控制连接 开机后服务器的主服务器进程最先运行，通 过周知端口21等待客户的请求。 当客户端的用户进入FTP后，先建立一个客 户控制进程，客户控制进程申请一个本地的TCP 自由端口（如1817），并通过端口21向服务器发 出连接请求。 主服务器进程接到连接请求后，产生一个子 进程作为服务器控制进程，服务器控制进程与客 户控制进程之间建立了控制连接。 此后，主服务器进程进入阻塞状态，等待新 的客户请求。
2．浏览器/服务器模式
B/S模式可以提供多层次连接，常常是浏
览器-万维网服务器-应用服务器的形式，广泛使 用browser/Web server/DB server三层连接。
3．采用C/Sபைடு நூலகம்式的原因
（1）适应通信发起的随机性； （2）充分地利用网络资源； （3）优化网络计算，提高传输效率。
7.2 域 名 系 统
• 域名缓存不仅用于域名服务器，也用于主机。
7.3 文件传送协议
7.3.1 FTP工作机制
• FTP使用C/S模式，使用双重连接，即控制连接和 数据连接，并涉及5种进程：主服务器进程、客户 控制进程、服务器控制进程、客户数据传送进程 和服务器数据传送进程。
• FTP是一个交互式会话系统，一个FTP会话，需 要建立一个控制连接和若干个数据连接，控制连 接负责传送控制信息，数据连接负责传送文件。