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1、网络世界有你有我,DNS,应用层的具体内容就是规定应用进程在通信时所遵循的协议。应用层的许多协议都是基于客户服务器方式。客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。许多应用层软件经常直接使用域名系统 DNS(Domain Name System)。因特网采用层次结构的命名树作为主机的名字，并使用分布式的域名系统 DNS。名字到 IP 地址的解析是由若干个域名服务器程序完成的。域名服务器程序在专设的结点上运行，运行该程序的机器称为域名服务器。,网络世界有你有我,DNS,Domain Name System一套主机的命名方法（保证唯一性）主机名字和IP地址之间进行
2、映射（转换）DNS本质是一种层次结构的基于域的命名方案和实现这种命名方案的分布式数据库；其作用是提供主机名和IP地址间的映射关系和提供电子邮件的路由信息。域（Domain）是名字空间中一个可被管理的划分，可继续划分为子域；域名只是个逻辑概念，并不反映出计算机所在的物理地点；一个完整的名字就是将低层到高层的域名串起来，但在域名之间要加上一个点。,网络世界有你有我,网络世界有你有我,网络世界有你有我,域名服务器,一个服务器所负责管辖的（或有权限的）范围叫做区(zone);各单位根据具体情况来划分自己管辖范围的区;每一个区设置相应的权限域名服务器，用来保存该区中的所有主机的域名到IP地址的映射;DN
3、S 服务器的管辖范围不是以“域”为单位，而是以“区”为单位。根域名服务器 顶级域名服务器 权限域名服务器 本地域名服务器,网络世界有你有我,区的不同划分方法,域,区,abc,x,u,v,w,t,y,(a)区=域,com,edu,org,根,网络世界有你有我,域名服务器,根域名服务器,org 域名服务器,com 域名服务器,edu 域名服务器,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,域名服务器,网络世界有你有我,DNS,没有服务器能够保存所有 Name-to-IP 地址的映射本地域名服务器:每个 ISP,企业可拥有 本地(默认)域名服务器主机的
4、 DNS 查询首先发往本地域名服务器授权域名服务器:每台主机必须在授权服务器上注册登记可完成域名/地址的转换,为什么不搞集中的DNS?单点失败的问题数据的流通量远程集中式的数据库维护问题,网络世界有你有我,DNS,当本地域名服务器不能解析时，就向根域名服务器查询根域名服务器:如果域名映射未知，则向授权域名服务器查询取得映射将映射返回本地域名服务器,遍布世界各地的13个根域名服务器,网络世界有你有我,递归查询,顶级域名服务器,权限域名服务,本地域名服务器,根域名服务器,递归查询,递归查询,需要查找 的 IP 地址,网络世界有你有我,迭代查询,顶级域名服务器,权限域名服务,本地域名服务器,根域名服
5、务器,迭代查询,递归查询,需要查找 的 IP 地址,网络世界有你有我,DNS,域名空间是按层次结构来组织的；除顶级域名由国际组织负责维护外，其他域名分区管理；DNS服务器负责管辖一个或者几个域；DNS服务器保存着所管理的域名空间的数据；DNS服务器负责维护与管理所管辖域中的数据，并将此数据提供给查询数据的DNS工作站。地址解析：从名字服务器中提取信息把主机域名翻译成IP地址。解析过程为：首先从本地Hosts文件查找。没找到就向本地DNS名字服务器发出请求；若本地DNS服务器也找不到，它就把请求发给顶层域名字服务器，然后由顶层域名字服务器把请求传递给相应子域的名字服务器。最后由该名字服务器把域名
6、对应的IP地址按相反的路径传递给发出请求的站点。,网络世界有你有我,FTP,网络世界有你有我,FTP,FTP需要2个端口:21端口，用于发送指令给服务器以及等待服务器响应建立两个连接，为控制连接;20端口,用来建立数据传输通道个端口是数据传输端口,为数据连接。FTP的主要功能 1、客户机与服务器之间交换一个或多个文件：文件是复制不是移动。2、能够传输多种类型、多种结构、多种格式的文件 ASCII、Binary两类（无须变换文件的原始格式）；3、提供对本地和远程系统的目录操作功能，如改变目录 4、具有对文件改名、显示内容、改变属性、删除之功能 以及其他一些操作 5、具有匿名FTP功能,网络世界有
7、你有我,FTP 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,网络世界有你有我,Web浏览器(Browser)是用来解释Web页面并完成相应转换和显示的客户端程序，如Internet Explorer、Firefox、Netscope等；Web服务器提供HTTP服务的服务端程序，目前应用最广的是apache、IIS等；超文本(Hyper Text)超是指可以链接到其他文档的文字。从页面上看超文本也是一般的文字描述，但它包含了到其他文档或同一文档不同部分的链接（Link)或超级链接（H
8、yperlink)；超媒体(Hyper Medium)通过图形来完成的链接，或指通过链接可以获得多媒体信息或播放多媒体信息；Homepage用超文本标记语言编写的供访问的文档；统一资源定位器URL(Uniform Resource Locator)；超文本标记语言HTML(Hyper Text Markup Language)；超文本传输协议HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)是浏览器和Web服务器之间的通信协议。,关于Web的概念,网络世界有你有我,WWW万维网,万维网 WWW(World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。万维网以客户服务器方式工作
9、。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(Web Server)。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)。,网络世界有你有我,URL统一资源定位,统一资源定位符 URL 是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁的表示。URL 给资源的位置提供一种抽象的识别方法，并用这种方法给资源定位。只要能够对资源定位，系统就可以对资源进行各种操作，如存取、更新、替换和查找其属性。URL 相当于一个文件名在网络范围的扩展。
10、因此 URL 是与因特网相连的机器上的任何可访问对象的一个指针。,:/:/,网络世界有你有我,HTTP超文本传送协议,为了使超文本的链接能够高效率地完成，需要用 HTTP 协议来传送一切必须的信息。HTTP 是面向事务的应用层协议，是万维网上能够可靠地交换文件（包括文本、声音、图像等各种多媒体文件）的重要基础。HTTP 1.0 协议是无状态的、非持续链接的。HTTP 协议本身也是无连接的，虽然它使用了面向连接的 TCP 向上提供的服务HTTP/1.1 协议使用持续连接。,Stateless cookie或session,网络世界有你有我,因特网,服务器,链接到URL的超链,HTTP 使用此 T
11、CP 连接,浏览器 程序,服务器 程序,HTTP,客户,农大主页全部信息,网络世界有你有我,WWW工作过程,http:/浏览器确定URL；浏览器向DNS询问的IP地址；DNS以202.205.80.215回答；浏览器与202.205.80.215的80端口建立一条TCP连接；浏览器接着发送“GET/products/index.htm”命令；服务器发送“index.htm”文件；释放TCP连接；浏览器显示“index.htm”网页；浏览器取来并显示“index.htm”网页中的所有图像。,网络世界有你有我,RTT,RTT,WWW工作时延,万维网服务器,万维网客户,发起 TCP 连接,HTTP
12、请求报文,传输文档的时间,整个文档收到,时间,时间,HTTP 响应报文,网络世界有你有我,代理服务器（proxy server）,代理服务器(proxy server)又称为万维网高速缓存。Web cache把最近的一些请求和响应暂存在本地磁盘中；当与暂时存放的请求相同的新请求到达时，高速缓存就把暂存的响应发送出去，而不需要按 URL 的地址再去因特网访问该资源。,网络世界有你有我,proxy server,校园网,源点服务器,2 Mb/s,因特网,浏览器,R1,R2,没有使用高速缓存的情况,网络世界有你有我,proxy server,校园网,校园网的高速缓存（代理服务器）,源点服务器,2 M
13、b/s,因特网,浏览器,R1,R2,(1)浏览器访问因特网的服务器时，要先与校园网的高速缓存建立 TCP 连接，并向高速缓存发出 HTTP 请求报文,网络世界有你有我,校园网,校园网的高速缓存（代理服务器）,源点服务器,2 Mb/s,因特网,浏览器,R1,R2,(2)若高速缓存已经存放了所请求的对象，则将此对象放入 HTTP 响应报文中返回给浏览器。,proxy server,网络世界有你有我,校园网,校园网的高速缓存（代理服务器）,源点服务器,2 Mb/s,因特网,浏览器,R1,R2,(3)否则，高速缓存就代表发出请求的用户浏览器，与因特网上的源点服务器建立 TCP 连接，并发送 HTTP
14、请求报文。,proxy server,网络世界有你有我,校园网,校园网的高速缓存（代理服务器）,源点服务器,2 Mb/s,因特网,浏览器,R1,R2,(4)源点服务器将所请求的对象放在 HTTP 响应报文中返回给校园网的高速缓存。,proxy server,网络世界有你有我,校园网,校园网的高速缓存（代理服务器）,源点服务器,2 Mb/s,因特网,浏览器,R1,R2,(5)高速缓存收到此对象后，先复制在其本地存储器中（为今后使用），然后再将该对象放在 HTTP 响应报文中，通过已建立的 TCP 连接，返回给请求该对象的浏览器。,proxy server,网络世界有你有我,静态与动态文档,静态文
15、档是指该文档创作完毕后就存放在万维网服务器中，在被用户浏览的过程中，内容不会改变。动态文档是指文档的内容是在浏览器访问万维网服务器时才由应用程序动态创建。动态文档和静态文档之间的主要差别体现在服务器一端。这主要是文档内容的生成方法不同。而从浏览器的角度看，这两种文档并没有区别。,网络世界有你有我,服务器、浏览器的功能扩充,服务器应增加另一个应用程序，用来处理浏览器发来的数据，并创建动态文档。服务器应增加一个机制，用来使Web服务器把浏览器发来的数据传送给这个应用程序，然后万维网服务器能够解释这个应用程序的输出，并向浏览器返回 HTML 文档。活动文档(active document)技术把所有
16、的工作都转移给浏览器端。每当浏览器请求一个活动文档时，服务器就返回一段程序副本在浏览器端运行。活动文档程序可与用户直接交互，并可连续地改变屏幕的显示。由于活动文档技术不需要服务器的连续更新传送，对网络带宽的要求也不会太高。,网络世界有你有我,Web服务器,万维网服务器,浏览器 程序,万维网客户,服务器 程序,HTTP,数据库,网络世界有你有我,浏览器与活动文档,万维网服务器,浏览器 程序,万维网客户,服务器 程序,HTTP,程序事先被编译成二进制代码，存放为文件,网络世界有你有我,浏览器的结构,与远地服务器通信,输出至显示器,从鼠标和键盘输入,网 络 接 口,可选客户程序,HTML解释程序,可
17、选解释程序,控 制 程 序,驱动程序,HTTP 客户程序,缓 存,网络世界有你有我,浏览器的主要组成部分,浏览器有一组客户、一组解释程序，以及管理这些客户和解释程序的控制程序。控制程序是其中的核心部件，它解释鼠标的点击和键盘的输入，并调用有关的组件来执行用户指定的操作。例如，当用户用鼠标点击一个超链的起点时，控制程序就调用一个客户从所需文档所在的远地服务器上取回该文档，并调用解释程序向用户显示该文档。,网络世界有你有我,解释程序,HTML 解释程序是必不可少的，而其他的解释程序则是可选的。解释程序把 HTML 规格转换为适合用户显示硬件的命令来处理版面的细节。许多浏览器还包含 FTP 客户程序
18、，用来获取文件传送服务。一些浏览器也包含电子邮件客户程序，使浏览器能够发送和接收电子邮件。,网络世界有你有我,浏览器中的缓存,浏览器将它取回的每一个页面副本都放入本地磁盘的缓存中。当用户用鼠标点击某个选项时，浏览器首先检查磁盘的缓存。若缓存中保存了该项，浏览器就直接从缓存中得到该项副本而不必从网络获取，这样就明显地改善浏览器的运行特性。但缓存要占用磁盘大量的空间，而浏览器性能的改善只有在用户再次查看缓存中的页面时才有帮助。许多浏览器允许用户调整缓存策略。,网络世界有你有我,认识电子邮件地址,用户名电子邮件服务器,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
19、邮件服务器,用户代理,用户邮箱,接收方,(发送邮件),（发送邮件）,(读取邮件),因特网,SMTP,POP3,发送邮件,发送邮件 SMTP,读取邮件,TCP连接,TCP连接,发送方邮件服务器,SMTP客户,POP3客户,发件人用户代理,接收方邮件服务器,SMTP服务器,POP3服务器,SMTP服务器,SMTP客户,收件人用户代理,TCP 连接,电子邮件系统的构成,网络世界有你有我,电子邮件系统的构成,网络世界有你有我,点击观看,电子邮件的发送和接收过程,TCP连接,TCP连接,TCP连接,TCP连接,发信人运行用户代理编辑邮件。,发件人的邮件服务器,收件人的邮件服务器,发送端邮件服务器收到邮件
20、后，将邮件放入邮件缓存队列，等待发送。,发送端邮件服务器中的SMTP客户进程发现邮件队列中有待发送的邮件，就与接收端邮件服务器建立TCP连接。,发送端的SMTP客户进程使用SMTP协议把邮件队列中的邮件发送给接收端的SMTP服务进程。发送完后，关闭TCP连接。,接收端邮件服务器将收到的邮件放入收件人的邮箱中。,收件人收信时，运行用户代理，用户代理使用POP3协议将用户邮箱中的邮件下载到本地计算机。,用户代理利用SMTP协议将邮件传送给发件人的邮件服务器。,网络世界有你有我,电子邮件服务器,SMTP服务器,信箱,信箱,信箱,电子邮件服务器,地址解析,网络世界有你有我,电子邮件的发送,SMTP服务
21、器,SMTP服务器,发送方,接收方,电子邮件,网络世界有你有我,电子邮件的接收,SMTP服务器,信箱,信箱,信箱,接收方,电子邮件,网络世界有你有我,IPv6,初始的动机:32-bit 的地址空间满足不了需要。其他动机:改革首部格式帮助加速处理/转发改革首部实现 QoS 新型“任意播-anycast”地址的实现:实现在若干备份服务器中寻求“最佳”路由,网络世界有你有我,IPv6,IPv6的特点地址长度为数128位，以支持大规模数量的网络节点；IPv6简化了报头，减少了路由器处理报头的时间，降低了报文通过因特网的延迟。增强了选项和扩展功能，使IPv6具有更大的灵活性，具有更强的功能。IPv6对服
22、务质量QoS作了定义，IPv6报文可以标记数据所属的流类型，以便路由器或交换机进行相应的处理。IPv6提供了比IPv4更好的安全性保证。,网络世界有你有我,IPv6,IPv6数据报文有一个40字节的基本首部（base header）。其后可允许有零个或多个扩展首部（extension header），再后面是数据：,网络世界有你有我,IPv6,网络世界有你有我,IPv6,版本(version)：它指明协议的版本，对IPv6该字段总是6；优先级（priority）：优先级字段使源站能够指明数据报文的流（flow）类型。首先，IPv6把流分成两大类，即可进行阻塞控制的与不可进行阻塞控制的。每一类又
23、分为8个优先级。优先级的值越大，表明该分组越重要。流标号（flowlabel）：所谓流就是互联网上从一个特定源站到一个特定目的站（单播或多播）的一系列数据报文，而源站要求在数据报文传输的路径上的路由器保证指明的服务质量。净负荷长度（payload length）：指明除首部自身的长度外，IPv6数据报文所载的字节数。一个IPv6数据报文可容纳64K字节长的数据。下一个首部（next header）：这个字段指明在基本首部后面紧接着的一个首部的类型。跳数限制（hop limit）：源站在每个数据报文发出时即设定某个跳数限制。路由器在转发数据报文时，要将跳数限制字段中的值减1。当跳数限制的值为零时
24、，就要将此数据报文丢弃。源站IP地址和目的站IP地址。,网络世界有你有我,IPv6,网络世界有你有我,IPv6,IPv6的地址表示法用点分十进制记法的128bit的地址：104.230.140.100.255.255.255.255.0.0.17.128.150.10.255.255 IPv6使用冒号十六进制记法：它把16bit的量用十六进制值表示，各量之间用冒号分隔：686E:8C64:FFFF:FFFF:0:1180:96A:FFFF冒号十六进制记法允许零压缩，即一连串连续的零可以被一对冒号所到代（只能使用一次零压缩），例如：FF05：0：0：0：0：0：0：B3 可以写出成：FF05：B3冒号十六进制记法可以结合点分十进制记法的后缀。例如：0：0：0：0：0：0：128.10.2.1在这种记法中，冒号所分隔的每一个值是一个16bit的量，但每个点分十进制部分的值则指明一个字节的值。再使用零压缩，得出：128.10.2.1,网络世界有你有我,IPv6,注册机构标识符：注册机构就是负责分配服务提供者的地址。服务提供者标识符：服务提供者就是负责分配用户地址。用户标识符：用来标识不同的用户。子网标识符：用来标识用户网络内的子网。接口标识符：用来标识一个节点上的接口。,网络世界有你有我,
