【教学课件】第9章高层协议.ppt

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1、第9章 高层协议,9.1 会话层 9.2 表示层 9.3 应用层 思考题与习题,9.1 会 话 层,会话层位于OSI参考模型的第5层，它是面向信息处理的OSI高层与面向数据通信的OSI低层间的接口。会话层允许不同的计算机间建立、使用和结束一种称为会话的连接。这一层实现名字识别和诸如安全性等网络上应用进程间通信所必需的功能。会话层通过在数据流中设置同步点来提供用户任务之间的协调和管理。这样，网络一旦出错，就可从最近的同步点处重新恢复。,9.1.1 会话层基本概念 会话层利用传输层提供的端到端的数据传输服务，实现服务请求者与服务提供者之间的通信，属于进程通信范畴。通信会话由会话建立、维持、同步及管

2、理通信实体间的对话等机制控制。会话层协议通常还帮助上层协议识别和连接网中各式各样的可用服务。会话层功能与话务员及其电话查号服务很相像。会话层利用低层协议提供的逻辑地址信息，识别高层所需的服务提供者的名字及其地址。,会话层在服务提供者和请求者之间建立会话连接，并初始化会话参数。在执行创建会话连接任务时，会话层一般会介绍或识别会话对方实体，并协商访问权限。,9.1.2 会话连接管理 会话连接管理就是与对方会话服务用户之间建立和释放会话连接，以及进行数据传输。如前所述，会话层用于帮助服务提供者与请求者之间建立和维持通信。这种管理功能实际上分为三个阶段进行。(1)建立连接。建立连接的目的是使网上要进行

3、通信的实体彼此相识，并协商本次通信间用哪种会话参数。(2)传输数据。传输数据期间要维护连接，并在两个会话层实体间交换报文。,(3)释放连接。任务就是结束一次通信会话。两个会话层实体交换完数据后，一致同意时就可以释放连接，就像两个人结束电话交谈时互道“再见”一样；彼此通信的会话层实体也可以单方面释放连接，此时双方的通信系统中断，就像通信双方某个人不小心挂断电话一样。当网络实体收不到预期的确认和否认时，就表明双方已失去了联系。服务请求者(或提供者)可以重新建立会话连接或使用新的会话重新开始通信。,9.1.3 会话活动管理 管理在数据传输、同步控制、会话连接释放时所必须的权限，以及对半双工或全双工数

4、据传输方式的设定。会话服务提供者允许会话用户使用权限，它是会话连接的某种属性，权限只能每次动态地分配给一个会话用户。拥有该权限的用户才能够调用与该属性相关的会话服务。因此，权限是互斥使用会话服务的手段。会话服务用户在会话连接上交换的数据可以分割为一系列称为对话单位的基本交换单位，每个对话单位中的所有通信不允许分隔开，但与以前和以后所有通信是完全分开的。,会话服务提供者允许会话用户在传输的数据中自由设置同步点，并对每个同步点赋予同步信号，以识别和管理同步点。同步点有以下两类：主同步点，用于在连续的数据流中分出对话单位，一个主同步点表示一个对话单位的结束和下一个对话单位的开始；次同步点，用于在一个

5、对话单位内组织数据交换。主同步点和次同步点的关系如图9-1所示。,图9-1 主同步点与次同步点的关系,可以使用4种不同的权限：数据权限。在半双工情况下，只有持有数据权限的会话用户才可以发起传输数据。释放权限。持有释放权限的会话用户可以拒绝释放，并且继续会话连接而不丢失数据。次同步权限。只有持有次同步权限的会话用户，才可以发起请求次同步权限服务。主同步权限。只有持有主同步权限的会话用户，才可以发起请求主同步权限服务。,9.1.4 数据交换管理 在数据传输流中插入适当的同步点。当发生差错时，对等会话服务用户从双方同意的同步点处重新开始。当需要在会话连接期内有序地重新建立通信时，重新同步服务可以把会

6、话连接的状态置成在事先已定义过的某个同步点上，并从该同步点开始重新通信。在适当的时候中断一个对话，并经过一段时间后，在某已预先定义好了的同步点上重新开始对话。,会话层把所有的会话服务划分为逻辑分组，每个逻辑分组称为会话功能单位，共有12个会话功能单位：(1)核心功能单位。支持建立会话连接、传输常规数据及释放会话连接所需要的基本服务；(2)协商式释放功能单位。支持协商式有序释放服务；(3)半双工功能单位；(4)全双工功能单位；,(5)加速数据功能单位；(6)特权数据功能单位；(7)能力数据交换功能单位；(8)次同步功能单位；(9)主同步功能单位；(10)重新同步功能单位；(11)异常功能单位；(

7、12)活动管理功能单位。,不同的系统可根据各自系统的特定要求，选用不同的功能单位，合理地组织成不同的会话服务子集。OSI会话服务标准定义了3个会话服务子集：(1)基本组合子集(BSC)。是提供最基本服务的子集，由核心、半双工或者全双工的功能单位组成。(2)基本同步子集(BSS)。由核心、协商释放、半双工或双工、特权数据、次同步、主同步、重新同步等17个功能单位组成。(3)基本活动子集(BAS)。由核心、半双工、特权数据、能力数据交换、次同步、异常报告、活动管理等7个功能单位组成。,9.1.5 会话层协议 会话层协议定义了会话层内部对等会话实体间进行通信所必须遵守的规则。这些规则说明了一个系统中

8、的会话实体怎样与另一个系统中的对等会话实体交换信息，以提供会话服务，并说明了其内部结构。会话层协议详细规定并严格定义了对等会话实体之间数据和控制信息的协议规程及传输这些信息的基本元素SPDU的结构和编码。通过下述3种方法具体定义会话规程：通过交换会话协议数据单元SPDU，产生对等会话实体之间的交互作用；,通过交互会话服务原语，产生同一系统中的会话实体和会话服务用户之间的交互作用。通过交互传输服务原语而引起会话实体和传输服务提供者之间的交互作用。会话层的模型如图9-2所示。图中SPM表示会话协议机制，一个会话实体可由一个或多个SPM组成。SPM以会话服务定义中所规定的服务原语的方式，通过会话服务

9、访问点(SSAP)和会话服务用户进行通信，用会话协议数据单元(SPDU)和对等SPM通信，通过传输服务访问点(TSAP)和传输层进行通信。,图9-2 会话层模型,相应于会话服务的3个阶段，会话协议也可分成3部分。1.连接建立阶段 这个阶段的目的是在两个会话服务用户之间建立一个会话连接。将会话地址映射为传输地址；选择所需的运输服务质量QoS参数；对会话参数进行协商；识别各个会话连接；传输透明用户数据。,2.数据传输阶段 这个阶段的目的是在两个会话服务用户之间实现有组织的、同步的数据传输。它们是通过传输SPDU，并且利用已选择了的那些功能单元来实现的，所有的功能单元与会话服务中讨论的一致。,3.连

10、接释放阶段 连接释放阶段的目的是使用下列功能来释放会话连接：有序释放、废弃及透明用户数据传输。由于分布式系统应用的要求不断加强，应用范围不断扩大，OSI会话层的标准也相应有所发展，主要在以下几方面：(1)对称同步服务。对称同步服务主要为会话服务用户提供了如下两种新的功能：允许会话服务用户独立地在它所发送的数据流中插入同步点的功能。提供了一个更为精确可靠的重同步服务功能。,(2)无连接会话服务。从系统的效率和实时性出发，可考虑采用面向无连接的控制方式，这是一种和现在的面向连接型方式完全不同的模型。对于无连接会话服务来说，它除了具有面向连接型的OSI会话层服务的基本功能外，主要有如下两个特性：提供

11、了这样一种手段：不需要进行会话连接建立阶段和以后的释放阶段，就可将有限长度的SPDU透明地从源SSAP传输到目的SSAP。,在无连接方式的初始阶段，提供一些手段，以使用户能对服务质量进行一定的协商定义。(3)多连接方式。分布式处理系统不仅要求系统要有实时性，有时还要求系统应具有能同时保持多条相互有联系的连接，这就提出了多连接的方式。在会话层中提供多连接服务是很有意义的，它能提供给系统应用进程以更有效的控制手段来协调分布系统的处理，同时也提出了一种会话连接与应用联系、应用上下文间的实际可能的对应关系。,9.2 表 示 层,表示层定义了互连网的计算机之间交换信息的格式，可称它为网络翻译者。在发送端

12、，表示层将应用层传来的数据翻译成一种通用的中间格式；在接收端，表示层将这种中间格式翻译成对计算机应用层有用的格式。,9.2.1 表示层基本概念 在各种互连的开放系统中，数据的机器表示可能差异很大，例如整数可能是1的补码或2的补码，这些数据表示上的差别是各种应用都会遇到的问题，因而具有一般性，这正是表示层要解决的问题。表示层按照一定的协议将发送端应用层传来的各种格式数据转换成一种通用的中间格式，在接收端表示层按照同样的协议将这种中间数据格式转换成应用层能识别的格式。,9.2.2 表示层功能 计算机网络一般由异构计算机系统互连而成。不同计算机系统采用的操作系可能不同，其文件系统存在较大差异，因此，

13、其数据表示方法千差万别。表示层的主要功能就是将数据转换成某种能被各种入网计算机及运行的应用程序相互理解的约定格式。为了保证双方通信信息的安全保密，发方表示层实体要对欲传输的报文实施加密后再送出，网上实际传输的是密文，在收方表示层实体对收到的密文解密后获取原报文。,为了有效利用线路带宽，减少通信费用并缩短传输延迟，发方表示层要把应用层实体交予的报文压缩后，再送交会话层，而收方表示层收到会话层递交的压缩报文后，要将其解压成原报文后，再转交给应用层实体。值得注意的是，相对低5层协议提供的服务而言，表示层提供的上述服务并非实质性的，换言之，并不是必不可少的，应用层协议自己可以捎带实现这些功能。,1.翻

14、译 计算机使用多种规则，利用二进制0和1组成的位串表示数据。虽然这些规则要达到的目标是一致的，即用数据表示人们能理解的信息，但往往不同计算机厂家与标准化组织建立的规则彼此冲突。于是，当两个采用不同规则的计算机之间想要通信时，就要完成某种类型的翻译工作。,2.加密与解密 在政务、金融、财政、公安、保险、国际贸易等信息系统，数据需要具有保密性，特别是在网络传输过程中的数据保密性非常重要。在需要保密的场合必须采用加密数据传输，以防数据被非法使用或在传输过程中被窃取。所谓“加密”，是指存放或发送前使用某种算法打乱数据的原有表示形式；解密是指读取或收到已加密数据时，使用逆算法恢复其本来面目。加、解密的实

15、现在后面介绍。,3.压缩与解压缩 线路带宽，特别是WAN线路带宽，是一种宝贵的资源。压缩能减少信息量，故能降低通信成本，减少通信资源的占用，缩短通信时间，加强网络信息安全性。随着多媒体网络应用技术的发展，一个计算机文件内可能含有文本、数据、图形、声音、静止图像或活动图像(即所谓的超文本文件)，这就对压缩技术提出了更高的要求不仅要对传统的文本或二进制文件进行压缩，更应对信息冗余量大的数字化话音、静止图像实施压缩。,这是因为除能极大减少网络通信流量外，它还能大大节省外部存储空间。数据压缩实质上是一种编码规则及其算法；数据解压缩采用逆算法，即在网络的接收端通过对数据解压缩来还原数据的本来面目，常用的

16、压缩算法是哈夫曼编码。,9.2.3 表示层服务和协议 表示层协议以过程的形式提供了一组通信规程。这些过程在通信时由表示实体执行，协议标准确定了以下一些规程：由一个表示实体到一个对等表示实体传输数据或控制信息的过程。通过功能单位，选择由表示实体使用的过程。用于传输数据和控制信息的表示协议数据单元的结构和编码。,表示协议的本质是：在提供上下文控制服务时，保证通信双方具有一致的上下文环境。协议还确定了表示功能单位的划分：核心功能单位。它总是可用的，支持基本的协议过程元素，用于建立和释放表示。上下文管理功能单位。它支持上下文定义和删除服务，提供动态的上下文选择。,上下文恢复功能单位。会话服务提供了组织

17、和同步会话的手段，上下文恢复功能单位的使用，可提供这种手段一致的上下文环境，与会话服务一起保证正确地组织和同步应用进程间的会话。,表示层提供两种类型服务，第一类服务与会话有关，因为与会话有关的服务是由会话层提供并可向上传播直至应用层，因而表示服务中的会话功能都是由它的下层实现的，表示层并不生成与会话有关的协议数据单元，而是把会话服务要求传达给会话层去完成。表示层提供的另一类服务与信息的表示有关。当建立连接时，原发端的应用实体向本地的表示实体请求一组抽象语法，表示层决定相应的传送语法并与远端的对等实体协商取得一致。,9.3 应 用 层,应用层是OSI参考模型的最高层，它为用户服务，负责两个应用进

18、程之间的通信，为网络用户之间的通信提供专用的程序，它是应用进程访问网络服务的窗口。应用层的内容取决于用户的需要，每个用户可以自行决定运行什么程序和使用什么协议，所以，OSI参考模型中没有定义标准。这一层代表直接支持用户应用的服务，如文件传输、数据库访问、电子邮件等软件。应用层处理通用的网络访问、流量控制及错误恢复等问题。,9.3.1 应用层模型 应用层在低6层已提供的各类基础服务之上，为网络用户或应用程序提供各种各样的网络服务，它是计算机网络与最终用户间的界面。网络系统功能的强弱，最终反映在能提供什么质量的网络服务上，因而，应用层包含每种网络服务涉及的所有问题和基本功能。也就是说，OSI的低6

19、层协议解决了支持网络服务所需的通信和表示问题，而应用层则提供完成特定网络服务功能所需的各种应用协议。,应用层模型如图9-3所示。应用进程使用OSI定义的通信功能，一边和其他系统上的应用进程通信，一边执行预定的业务处理。应用进程间的这些通信功能，是通过OSI基本参考模型各层实体来实现的；但是，应用实体是实现应用进程利用OSI通信功能的惟一界面，它按照应用实体间约定的通信协议及应用进程的要求传输给通信对方应用进程。按照应用实体的要求在系统间传输必要的应用协议控制信息等的功能，由表示层及以下各层实现。,图9-3 应用层模型,9.3.2 应用服务元素 所谓应用服务元素ASE(Application S

20、ervice Element)，就是各种应用都需要的功能成分，是应用层的基本构件。应用服务元素可以分为两类：特定的应用服务元素SASE(Specific Application Service Element)和公共的应用服务元素CASE(Common Application Service Element)。SASE完成某一方面特定的应用，例如：文件的传送、访问和管理，虚拟终端协议和报文处理系统。而CASE提供各种应用所共同的一些常用服务，例如应用实体间的连接与释放。,公共应用服务元素为各应用程序提供共同的服务，其本身由多个协议元素组成。这些协议元素是：联系控制服务元素ACSE(Associ

21、ation Control Service Element)，可靠传输服务元素RTSE(Reliable Transfer Service Element)，远程操作服务元素ROSE(Remote Operation Service Element)以及提交、并发与恢复元素CCS(Commitment Concurrency and Recovery)。,1.联系控制服务元素ACSE 两个应用实体要进行通信，首先必须建立联系。在应用层，我们不用连接的概念，因为建立连接意味着面向连接的服务。所谓联系，是应用实体响应一个用户应用进程对于一个特定的应用服务的请求而建立的。联系的概念比连接要广泛得多，

22、它包括了很多应用层的语义，建立了应用联系意味着构造出一种应用平台。联系控制服务元素就是管理应用联系的功能模块，因而任何应用都必须使用它。,ACSE共有4个服务原语：A-ASSOCIATE用于建立联系，A-RELEASE用于释放联系，A-ABORT用于应用层用户中止联系，而A-P-ABORT用于应用服务提供者中止联系，如表9-1所示。这些原语有很多参数，但大部分是与表示和会话有关的。与A-ASSOCIATE有关的最重要的参数有两条：应用上下文名：与联系有关的应用服务元素名；表示上下文定义表：用于通信的表示上下文的集合。,A-ASSOCIATE原语是应答型的，在应答过程中，互相通信的两个应用实体就

23、使用的ASE及其表示上下文进行协商，取得一致后就成功地建立了应用联系。事实上，应用联系和下层的表示连接是一一对应的。,表9-1 ACSE服务原语,由于联系控制服务元素只管理应用联系，所以没有与数据传送的有关原语。ACSE的服务原语直接变换为相应的应用协议数据单元APDU(Application Protocol Data Unit)，共有5种APDU，两种用于建立联系，两种用于释放联系，最后一种用于中止联系。,2.可靠传输服务元素RTSE RTSE提供可靠的数据传输，所谓可靠，是指能从系统(指主机系统)崩溃中恢复。当传送一个很长的文件时，这种元素是必要的。事实上这个应用服务元素是从CCITT的

24、报文处理协议(X.400)中提取出来的，因而在电子邮件等协议中必须使用它。,RTSE有7种服务原语，分别是打开、关闭RT(Reliable Transfer)服务，请求和交出发送权，传送数据以及两条中止传送服务的原语，如表9-2所示。这些原语调用会话功能，实现单向的或双向交替的数据传送。RT服务的可靠性是由会话层的会话管理实现的，通过RT服务建立过程中设置的检查点控制数据流的传送和应答，这些检查点被映像为会话连接的同步点。错误恢复过程也是由会话功能实现的。当然，RTSE并不是会话功能的简单重复。实际情况是，RTSE利用会话层的再同步机制传送数据，保存对话单元的数据以备出错时恢复的功能是由RTS

25、E提供的。,表9-2 RTSE服务原语,3.远程操作服务元素ROSE 在典型的分布式环境中，一个应用实体可能要调用另一个远程实体的操作，这种调用往往采用请求/响应的工作方式，通常把这种工作方式叫做远程过程调用RPC(Remote Procedure Call)。ISO定义的ROSE是比RPC更通用的一种工作机制，主要用于网络管理、报文处理系统和目录服务等。ROSE的基本模型涉及到两个互相作用的应用实体，一个是调用者，一个是执行者。执行者对调用者的请求可能给予回答，也可能不予回答，具体地说，有四种可能性：,(1)如果操作成功，返回操作结果，否则返回错误信息；(2)如果操作出错，报告错误信息，否则

26、不予回答；(3)仅操作成功时返回结果；(4)无论操作成功与否，都不回答。ROSE的操作过程也可以根据是否等待应答来分类。借助I/O操作的术语，可以把ROSE操作分为同步的和异步的，所谓同步操作，是指在进行下一个操作之前，当前的操作必须得到应答；异步操作是指不等待应答而连续地发出操作请求。,ROSE最复杂的地方是操作的链接，即在两个应用实体之间连续地执行一系列操作，其过程是这样的：首先一方应用实体发出一个远程操作调用，另一方的应用实体在执行这个远程操作的过程中可能要发出有关的另一个远程操作调用，于是第一个远程操作就称为父操作，而后发出的远程操作则叫做子操作。当然也可能由子操作再引起其他的子操作，

27、图9-4给出了一个父、子操作相链接的例子。,图9-4 ROSE操作的链接,ROSE提供了四个远程操作的宏定义，用来管理用户和ROSE服务之间的接口。这四个宏定义是：(1)BIND：建立应用联系，提供远程操作类型的抽象表示和远程操作数值的抽象表示；(2)OPERATION：定义操作的集合和用户数据类型的集合；(3)UNBIND：释放应用联系，说明释放期间交换的用户数据类型；(4)ERROR：说明用于否定应答的数据类型。,ROSE建议提供5种服务原语，它们都是非确定型的。各种原语结合不同参数值可以提供丰富的远程操作服务，5种原语如表9-3所示。,表9-3 ROSE服务原语,4.提交、并发与恢复CC

28、R CCR服务元素提出得很早，原是作为公共应用服务元素CASE的一部分定义的，现在虽然没有了CASE，但仍保留了CCR。CCR服务元素提供了分布式事务处理或处置的能力。在分布式环境中，对数据库进行更新操作的同时要保持和维护数据的完整性和一致性，使其不受系统和通信设备失效的影响，这时就必须使用CCR。当使用CCR工作时，一个系统总是处于主控地位，控制着对另外一个系统的操作。这样的两个系统中，前者叫做主控系统，后者叫做从属系统。,CCR的基本作用机制表示在图9-5中，假定主控系统想要在从属系统上执行一个数据更新操作，那么，主控系统首先要发出试探性的BEGIN请求，这个请求原语中包含着操作标识符、超

29、时控制值和操作用的数据，从属系统对这个请求的响应是准备进行数据更新，但实际并不开始操作；从属系统把操作所需要的信息都安全地存在磁盘上，锁定要更新的记录，保证没有其他系统能读或写它，然后向主控系统返回READY指示，这个过程叫做提交的第一阶段。,图9-5 CCR的两阶段提交,主控系统在超时控制期限内接到从属系统的就绪应答后发出提交请求，这时从属系统才实际进行数据更新操作，操作完成后返回确认应答，从而实现提交的第二阶段。可以看出，CCR事务处理操作的特点是：(1)原子性：从外部看，要么全部完成，要么什么也不做；(2)一致性：操作结果与应用的要求保持一致；(3)隔离性：在操作开始后到全部完成这段时间

30、其他用户不能访问正在操作的函数；(4)持久性：操作必须经受住系统和通信故障的考验。,对于两个主从系统之间的事务处理来说，这种两阶段的提交也许是太耗费时间了。但是，在有并发操作的情况下，两阶段提交实在是必要的，是恢复机制的组成部分。图9-6的例子说明了这个问题。主控系统要求两个从属系统并发地完成各自的操作，由这两个并发操作组成一个完整的事务处理操作，例如银行转账就是这种情况，一方从账面减取一定金额；另一方必须在帐面加上同样的金额。由一个主控系统来指挥整个操作过程才能实现应用要求的操作，如果一方不能完成要求的操作(例如贷方账面金额不足)，则主控系统要求另一方回退到(Rollback)操作的起点，即

31、恢复处置开始前的状态。,图9-6 CCR中的并发和恢复操作,CCR服务可以按照主从次序嵌套为树结构，叫做原子作用树。在这个树中，某一级的从属结点是下一级的主控结点，任何结点只有收到下一级的适当响应后才向它的上级发出响应。显然原子作用树代表的整个操作或者全部完成，或者都回退到初始状态。CCR的服务原语如表9-4所示。每一个服务原语都穿过表示层映像到会话服务层，主要使用的是主同步检查点和重同步服务。在重同步点，既可以放弃处理，也可以重新开始处理。这正好是C-REFUSE和C-ROLLBACK要求的服务。,表9-4 CCR服务原语,5.应用层的内部结构 各种需要的应用服务元素和用户元素共同组成应用实

32、体。如图9-7就是一个应用实体的例子，在这个假想的例子中使用ACSE、ROSE进行远程的事务处理操作，而RTSE则用于传输大的数据块。图中的应用进程是指位于在OSI环境之外的应用软件以及通信软件；用户元素则是位于OSI环境之内的通信软件。严格来说，用户元素实际上是应用进程的一部分，因为在分层协议体系结构的计算机网络中，应用进程总有一部分在OSI环境之外，另一部分在OSI环境之内，,在ISO/OSI模型中，前者称为应用进程，后者称为用户元素。所以，用户元素也可以看作是应用进程在应用实体内部为完成其通信目的需要，而使用那些应用服务元素的处理单元。它起到了应用进程和应用实体之间的接口作用。,图9-7

33、 应用实体例,应用实体利用下层的服务实现预定的功能。应用实体可以有一个名字(或标题)，用户可以通过目录服务以实体名为关键字来获取需要的应用服务。一个具体的应用实体建立的联系有其固有的语义，在应用联系建立过程中，需要对信息交换的环境进行协商，例如抽象语法、对话控制、完整提交等。这些特定的服务都利用了表示层、会话层甚至传输层的有关功能。,9.3.3 Internet的应用层协议及其服务 1.域名系统(DNS)1)IP地址 Internet是由成千上万台计算机互相连接而成的，其中有大型机，还有微型机，它们都是以独立的身份出现的，我们称之为主机。为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一个区别于其他主

34、机的、惟一的标志，就好像每一个住宅都有惟一的门牌号一样，才不至于传输数据时出现混乱，这个标志就是网络地址，也称为IP地址。有关其详细内容在第5章中已做了介绍，这里不再复述了。,在Internet中，IP地址惟一地标识了每一台主机，更确切地说，它惟一地标识了主机上的每一个网卡。因此，当一台主机插有两个或两个以上的网卡时，就可以拥有两个或两个以上的IP地址。但值得注意的是，同一个IP地址不能在两台或多台主机上共用，否则，就会引起异常，无论哪台主机都不能正常工作。,2)域名系统 主机的IP地址是一个四组十进制数，这对使用和记忆都带来极大的不便。为此，Internet引入域名系统DNS(Domain

35、Names System)。这是一个分层定义和分布式管理的命名系统，其主要功能是：定义了一套为机器取名的规则；把域名高效地转化为IP地址。Internet的域名采用分层次命名法，其结构形式为：主机名.三级域名.二级域名.一级域名,从形式上看，域名分为四个区域，中间用点将其连接，从左到右表示的区域范围越来越大。“一级域名”又称为顶级域名，代表国家和组织，如我国的顶级域名为“cn”；“二级域名”主要用来表明网络的类别，如“com”表示商业组织，“net”表示网络机构，“edu”表示教育机构，“ac”表示科研机构，“org”则表示各种非盈利性组织机构等；“三级域名”通常是组织机构名，必须向有关机构申

36、请才能得到，比如二级域名“edu”下的三级域名需要向中国教育和科研计算机网CERNET网络中心申请，在二级域名“edu”之外的其他二级域名下申请注册三级域名的，则应向中国互联网网络信息中心CNNIC申请；四级域名即主机名是用户的计算机名。,例如，域名“”中顶级域名“cn”表示中国，二级域名“edu”表示属于教育网，三级域名“pku”表示组织机构，即北京大学，四级域名“hh”表示主机名。DNS是一种分布式地址信息数据库系统，采用客户机/服务器模式，服务器中包含整个数据库的某部分信息，并供客户查询。DNS允许对数据库的某些部分进行局部控制，但数据库的任何部分都可通过网络进行查询。,DNS中，每个域

37、可以由不同的组织来管理，每个组织可以将它的域再分成一系列子域，并可将这些子域交给其他组织管理。网络上的每台主机都有域名，指向主机相关信息，像IP地址，Mail路由等。主机也可以有一个或多个域名别名，它只是简单地从一个域名指向另一个域名。,2.文件传输协议(FTP)及其服务 文件传输协议FTP(File Transfer Protocol)是Internet上最早和最重要的网络服务之一，采用客户机/服务器工作方式。它的作用是在不同的计算机系统间传输文件，而与主机的类型无关，文件的种类不限。它既可把文件从某一远程主机中复制到自己的计算机中的“下传或下载”(Downloading)；也可把文件从自己

38、的计算机传输给远程主机的“上传”(Uploading)。,此外，如果有必要，FTP将允许用户把文件从某一远程主机传输到另一远程主机。FTP提供了非常丰富且功能强大的命令集，其中最基本的是文件传输和文件管理。FTP是TCP/IP网络体系结构传输层的一种协议，用来提供可靠的数据传输，是Internet上提供、获取信息资源的重要手段。,1)文件传输FTP功能 FTP服务允许Internet用户把文件从一台计算机传输到另一台计算机，为实现Internet资源共享提供有力的保障。通过FTP，可以直接进行文字和非文字信息的双向传输。非文字信息包括计算机程序、静止图像、照片、音乐、动画信息(电影、录象片)等

39、。用户因此可获得内容丰富、方式多样的信息，实现真正意义上的全球资源共享。电子邮件的发、收双方都是人，即电子邮件传输的对象是人，而文件传输的对象是机器。,2)匿名FTP Internet很大一部分FTP服务器被标为“匿名”服务器，这类服务器的目的是向公众提供文件拷贝服务。因此，不要求用户事先在该服务器进行登记。与这类“匿名”FTP服务器建立连接时，一般在“用户名”栏填入“Anoymons”，而在“密码”栏填上用户的电子邮件地址。另一类FTP服务器为非匿名FTP服务器，在进入该类服务前，必须先向服务器系统管理员申请用户名及密码，非匿名FTP服务器通常供内部使用或提供咨询服务。,匿名FTP有以下特点

40、：匿名FTP应用很广，应用它几乎没有什么特定的要求，所以，每个人都可以在匿名FTP服务器上访问文件。世界上有大量正在运行的匿名FTP服务器可供使用，而且其上有无数的文件可以被免费复制，特别是数据文件和程序文件。在Internet上，匿名FTP是软件发布的主要方式，许多程序都是通过匿名FTP发布的，因此，用户随时可获得新的软件。,3)FTP原理 FTP是一种客户机/服务器结构，既需要客户机软件，也需要服务器软件。FTP客户机程序在用户计算机上执行，服务器程序在宿主计算机上执行。用户启动FTP客户机程序，通过输入用户名和口令，试图同远程主机上的FTP服务器建立连接。一旦成功，在Internet上用

41、户计算机和宿主计算机之间就建立起一条命令链路(控制链路)。客户程序通过它向FTP服务器发送诸如改变目录、显示目录清单这类命令，FTP服务器则返回每条命令执行后的状态信息。这时用户可以进行文件查找，发送下传(Download)或上传(Upload)命令等。,4)FTP的使用 与远程登录类似，FTP是一种实时的联机服务，在进行工作时，用户首先要登录到对方的计算机上。启动FTP并建立与远程计算机连接的前提是两台计算机都支持FTP协议，启动命令如下：ftp 远程计算机域名或IP地址 一旦FTP成功建立与远程计算机的连接，对方的计算机将要求用户提供用户名称和登录口令。若登录成功，系统显示提示符：FTP。

42、,FTP提示符的出现，标志着系统已进入FTP命令状态，可以键入FTP命令进行工作了。在FTP命令状态下，用户可以通过相应的命令，改变自己在远程计算机文件系统中当前的工作目录或查询自己当前的工作目录，其命令格式为：pwd*查询当前工作目录*cd目录名称*改变当前工作目录*dir文件名*显示当前目录下的文件*,当用户完成工作后，可以在提示符“FTP”后键入命令“bye”，终止与远程计算机的FTP连接。文件传输中有4条常用的命令，其中get和mget用于下传文件，即从远程主机复制文件；而put和mput用于上传文件，也就是把文件传输到远程主机的目录中去。get和put命令允许用户一次下传或上传一个文

43、件；而mget和mput命令可以一次传输多个文件。,5)Windows下的FTP 如果你的Windows系统接入了Internet，那么就可以利用Windows内嵌的FTP软件进行文件的传输。具体步骤如下：执行“开始运行”命令，弹出如图9-8所示的“运行”对话框。,图9-8“运行”对话框,在“打开”文本框中输入“ftp”，然后单击“确定”按钮，弹出如图9-9所示窗口。在“ftp”后输入“open”，然后按键。在“To”后输入FTP站点，此时系统将与FTP站点连接。建立连接后，将要求输入用户名，然后输入口令。定位到所需下载文件的目录下，然后开始下载所需文件。,图9-9 在Windows中运行FT

44、P后的显示界面,3.简单邮件传输协议(SMTP)及其E-mail服务 1)简单邮件传输协议(SMTP)最初的电子邮件系统的功能很简单。邮件无标准的内部结构格式，计算机很难对邮件进行处理。用户接口也不好。用户将邮件编辑完毕后，必须退出邮件编辑程序，再调用文件传输程序，方能传输已编辑好的邮件。1982年制定出ARPANET上的电子邮件标准：简单邮件传输协议SMTP和Internet文本报文格式，它们事实上已成为Internet的标准。,SMTP是发信人的用户代理向源邮件服务器发送邮件，以及源邮件服务器向目标邮件服务器发送邮件所使用的协议。使用SMTP时，收信人可以是和发信人连接在同一个本地网络上的

45、用户，也可以是Internet上其他的网络用户，或者是与Internet相连但不是TCP/IP网络上的用户。SMTP规定了在两个相互通信的SMTP进程之间应如何交换信息。由于SMTP使用客户机/服务器模式，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。实际上，SMTP就是在两个报文传输代理(MTA)之间的通信协议。,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(也可以不附上)很简单的文字说明。,下面是SMTP通信的几个阶段。连接建立。发信人先将要发送的邮件

46、送到邮件缓冲区；SMTP客户每隔一定时间对邮件缓冲区扫描一次；如发现有邮件，就使用SMTP的端口号码(25)与目的主机的SMTP服务器建立TCP连接；在连接建立后，SMTP服务器要发出“220 Service ready”应答；然后SMTP客户向SMTP服务器发送“HELLO”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：“250 OK”应答，表示已准备好接收；若SMTP服务器不可用，则回答“421 Service no available”否定应答。,若SMTP客户在一定时间内发送不了邮件，则将邮件退还发信人。这里要强调指出，以上所说的连接并不是在发信人和收信人之间建立的

47、。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。发信人和收信人可以在其主机的前台上做自己的工作，而SMTP客户和SMTP服务器都在后台工作。,邮件传输。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：MAIL FROM:。若SMTP服务器已准备好接收邮件，则回答“250 OK”；否则，返回一个代码，指出原因。然后用一个或多个RCPT命令，取决于将同一个邮件发送给一个或多个收信人，其格式为：Rcpt to:；每发送一个命令，都应当有相应的信息从SMTP服务器返回，如：“250 OK”，表示指明的邮箱在接收端的系统中，或“550 No such user

48、here，即不存在此邮箱。,RCPT命令的作用是：先弄清接收端系统是否已做好接收邮件的准备，然后才发送邮件。这样做是为了避免浪费通信资源，不致发送了很长的邮件以后，才知道是因地址错误而白白浪费了许多通信资源。,最后，用DATA命令表示要开始传输邮件的内容了。SMTP服务器返回的信息是：“354 Start mail input;end with.”。这里“”是“回车换行”的意思。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。接着SMTP客户就发送邮件的内容。发送完毕后，再发送“.”，表示邮件内容结束。实际上在服务器端看到的可打印字符只是一个英文的句点。若邮件收

49、到了，则SMTP服务器返回信息“250 OK”，或返回差错代码。,2)E-mail服务 E-mail基本概念。电子邮件(Electronic Mail，简称E-mail)是一种通过计算机网络与其他用户进行联系的快速、简便、高效、价廉的现代化通信手段，是Internet中使用最广泛的应用服务之一。很多用户都是从收发电子邮件开始熟识Internet的。要使用E-mail，首先必须拥有一个电子邮件箱，它是E-mail服务提供者为用户建立在E-mail服务器磁盘上专用于存放电子邮件的存储区域，并由E-mail服务器进行管理。用户将使用E-mail客户软件在自己的电子邮件箱里来收发电子邮件。,通常，一个

50、E-mail系统都应具备下列功能：信件的起草与编辑。除了起草和编辑待发的信件外，还可以编辑修改已收到的信件，或在收到的信件上加注释。信件的收发。可以将一封信件发送给一个指定用户，也可以将一封信件发送给多个指定的用户。收信通知。当系统收到新的电子邮件时，会在计算机上提示用户读取。信件读取与检索。可以对已收到的信件按一定条件进行检索和多次读取，其条件可以是发信人名字、收信时间或邮件标题。,信件回复与转发。用户在收到信件后可以立即按发信地址复信。这时既可以省去输入复信地址，又可以确保复信回送到发信人信箱。此外，用户收到信件后也可以将信件的副本转发给指定的用户阅读。退信说明。当信件因收信地址有误而无法