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1、理论增强篇8 应用层,学习目标,描述应用层的功能完成DHCP、DNS、E-MAIL在终端上的配置使用TELNET使用FTP/TFTP和HTTP的应用,学习完本课程，您应该能够：,课程内容,应用层简介DHCPDNS其它应用层示例,应用层,主要负责用户和应用程序之间的通信。协调设备和软件的多样性问题；解决系统中文件传输问题。,TELNET,HTTP,简单邮件管理,文件传输,FTP,TFTP,其它,SMTP,POP,DNS,.,课程内容,应用层简介DHCPDNS其它应用层示例,DHCP简介,在常见的小型网络中（例如家庭网络和学生宿舍网），网络管理员都是采用手工分配IP地址的方法，而到了中、大型网络，
2、这种方法就不太适用了。在中、大型网络，特别是大型网络中，往往有超过100台的客户机，手动分配IP地址的方法就不太合适了。因此，我们必须引入一种高效的IP地址分配方法，动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)。它在TCP/IP网络上使客户机获得配置信息的协议，它是基于BOOTP协议，并在BOOTP协议的基础上添加了自动分配可用网络地址等功能。这两个协议可以通过一些机制互操作。DHCP向网络主机提供配置参数，它由两个基本部分组成：一部分是向网络主机传送专用的配置信息，另一部分是给主机分配网络地址。,DHCP工作模型,DHCP：Dynami
3、c Host Configuration Protocol实现IP地址的动态分配,本地局域网,DHCP优点,减少错误减少手工配置IP地址导致的错误，如已分配的IP地址再次分配给另一设备引起的地址冲突减少网络管理TCP/IP配置是集中化和自动完成的，不需手工配置，集中定义全局和特定子网的TCP/IP配置大部分路由器能转发DHCP配置请求，减少了在每个子网设置DHCP服务器的必要客户机配置的地址变化必须经常更新，DHCP能高效而自动地进行配置,DHCP支持的IP地址分配方法,DHCP支持三种IP地址分配方法。第一种是自动分配，DHCP给用户分配一个永久的IP地址。第二种是动态分配，在这种情况下，用
4、户可以取得一个IP地址，但是是有时间限制的。第三种是手工分配，在这种方法下，用户的IP地址是由管理员手工指定的，这种情况下，DHCP服务器只需要将这个指定的IP地址传送给用户即可。至于用什么样的分配方法，不同的网络各不相同。,DHCP系统组成,DHCP客户：DHCP客户通过DHCP来获得网络配置参数 Internet主机，通常就是普通用户的工作站DHCP服务器：DHCP服务器提供网络设置参数给DHCP客户Internet主机DHCP中继代理：在DHCP客户和服务器之间转发 DHCP 消息的主机或路由器,DHCP消息类型,DHCPDISCOVER-客户进行广播以确定本地可用的服务器。（请求DHC
5、P服务器的IP地址信息）DHCPOFFER-服务器给客户的应答，在其中包括了配置参数。（DHCP 服务器应答）DHCPREQUEST-此消息是客户发送给服务器的，作用有三个：客户从一台服务器上请求配置信息（在这个时候客户也就拒绝了其它服务器发来的地址，客户就用这个地址了）；在系统重新启动后，客户利用这个消息确认原来分配的网络地址仍然有效；客户还可以腹这个地址对特定的网络地址租用时间要求延期。（包含提供的IP地址）,DHCP消息类型,DHCPACK-服务器发向用户的消息，包括了配置参数和网络地址。（加入TCP/IP网络并完成系统启动）DHCPNAK-服务器发向用户的消息，告知客户当前使用的网络地
6、址无效或租期已满。DHCPDECLINE-客户发向服务器的消息，告知服务器此地址已被使用。DHCPRELEASE-客户发向服务器的消息，告知服务器此地址不再使用（如释放IP地址，并取消租约）。DHCPLNFORM-客户发向服务器的消息，要求服务器发送本地配置信息，客户已经配置好了网络地址，不需要再发送网络地址了。,DHCP服务的工作 流程,1.发现阶段，即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的）发送DHCPdiscover发现信息来寻找DHCP服务器，即向地址发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主
7、机都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应（如图示）。,DHCP服务的工作 流程,2.提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息（如图示）。,DHCP服务的工作 流程,3.选择阶段，即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCPoffer提供信息，则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCPoffer提
8、供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCPrequest请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址（如图示）。,DHCP服务的工作 流程,4.确认阶段，即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCPrequest请求信息之后，它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCPack确认信息，告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定，另外，除DHCP客户
9、机选中的服务器外，其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址（如图示）,DHCP服务的工作 流程,5.重新登录。以后DHCP客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCPdiscover发现信息了，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCPrequest请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCPack确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时（比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用），则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCPnack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCPnac
10、k否认信息后，它就必须重新发送DHCPdiscover发现信息来请求新的IP地址。,DHCP服务的工作 流程,6.更新租约。DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。,DHCP服务的工作 流程,为了便于理解，我们把DHCP客户机比做餐馆里的客人，DHCP服务器比做服务员（一个餐馆里也可以有多个服务员），IP地址比做客户需要的食物。那么可以这样描述整个过程：客人走进
11、餐馆，问：“有没有服务员啊？”（DHCPdiscover），多个服务员同时回答：“有，我这有鸡翅”“有，我这有汉堡”（DHCPoffer）。客人说：“好吧，我要一份汉堡”（DHCPrequest，这个客人比较死板，总是选择第一次听到的食物），端着汉堡的服务员回应了一声：“来啦”（DHCPack），并把食物端到客人面前，供其享用（将网卡和IP地址绑定）。客人下次来的时候，就直接找上次那个服务员点自己喜欢的汉堡了（DHCPrequest），如果还有汉堡，服务员会再次确认并上菜（DHCPack），而如果已经卖完了，服务员则会告诉客人：“不好意思，已经卖完了”（DHCPnack）。当然，服务员隔一段时
12、间会来收拾一次桌子，除非客人特别说明这菜还要继续吃的，服务员会将剩菜端走。,DHCP租借,DHCP续订租约,客户端申请的IP到达50%的租用期前，客户请求DHCP服务器刷新租期,跨子网的DHCP服务器的部署,需要路由器的支持，同时也可能造成广播流量的增加,DHCP中继代理服务器,DHCP中继代理程序和DHCP的客户端位于同一个子网DHCP中继代理服务器侦听广播的DHCPDISCOVER和DHCPREQUEST消息，然后使用单播方式发送此消息给指定的DHCP服务器。,课程内容,应用层简介DHCPDNS其它应用层示例,域名系统DNS,如何给Internet网上的成千上万台主机命名，而又能保证它们互
13、不重复呢，办法是采用层次型命名规则，即，任意一台主机的名字由几部分组成，以圆点隔开各部分。这一命名方法称作域名系统，即DNS。为了便于记忆，各部份可以采用单位名、机构名、国家名、区域名。然而这并非是必要的。用户可以自行其事，随心所欲。Internet网络信息中心NIC对一级域名有具体的规定，用户必须遵守。关于这种命名方法，我们作以下一些说明。,1 域名,域名就是主机名。例如，天津市数字通信局一台主机的域名是：其中：cn代表中国，tj代表天津，tpt代表天津市数据通信局，public表示它是中国天津市数据通信局的一台主机。在这里，英文字母的大小写是等价的，一般习惯于小写。域名中，句点分开的各部份
14、称子名或标号，分别标识国家、区域、单位、组织、网点、部门。每一标号后面的部分称域（domain）。在所举例子中，最低级的域是,第二级域是，第一级域是cn。必须注意，从形式上看，IP地址和域名都是使用句点分开的几部分，虽然域名地址与它所代表的IP地址是等价的，然而，组成这两种地址的各部分之间却并不存在对应关系。例如，域名所代表的IP地址是，但public与202并不等价，tpt与99、tj与96、cn与140都不等价。况且，IP地址固定地表示为四部分，而域名却不一定就表示为四部分（可能多一些，也可能少一些）。,DNS域名空间,域名空间是指一个逻辑树状层次化结构的命名空间,DNS的组成,有三个组成
15、部分：域名空间和相关资源记录DNS名称服务器DNS解析器,表1以组织区分的域名例子,2 NIC对第一级域名的规定,第一级域的命名可以分为两种模式，即组织模式与地理模式。在美国境内，一般使用组织模式，在美国本土之外，一般使用地理模式。如表1给出了组织上的顶级域名例子，表2给出了地理上的顶级域名例子。,表2 以国别或地域区分的域名例子,2 NIC对第一级域名的规定,3 域名管理,第一级、第二级标号由网络信息中心NIC（Network Information Centre）集中管理。第三级标号的管理机构由NIC指定。第四级标号的管理机构由第三级标号管理机构指定。依此类推。各级管理机构，只要保证它所管
16、理的这一级没有相同的标号，那么，Internet网络上的任何两台主机就不会重名。当然，不同层次内可以有相同的标号。根据上述可知：IP地址是一种层次地址，无论它采用的是数字表示方式还是名字表示方式，都明显地携带了对象的位置信息。,4 域名服务器,计算机只识别IP地址，人习惯于使用域名，完成将域名翻译为IP地址任务的是域名服务器。Internet上有若干域名服务器，一般是按地区、行业、单位指定的一台主计算机。域名服务器上存放有一张域名、IP地址对照表，负责该区域内的域名解析。域名解析是自动进行的，用户可以使用域名而无需知道其内部过程。不过，有一点提醒用户注意，最好记住某些主机的IP地址，当域名服务
17、器出了故障的时候，就直接使用IP地址与之通信。使用域名地址要经过域名服务器，使用IP地址是不经过域名服务器的。现在还有一个问题，既然域名服务器只管理它所管辖地区的计算机，那么，当要求与Internet网上不在同一个区域内的主机通信时，是如何查找相应域名的IP地址的呢，让我们来看一个例子。假如我国一个计算机用户想与位于加州sky公司名为home的计算机通信，用户指明机器的全名，设为：,4 域名服务器,中国的应用程序在与计算机home通信前，需要得到home的IP地址，为此，该应用程序将名字放在一个信息中发送给本地的领域名字服务器。本地的领域名字服务器与sky公司的领域名字服务器联系。sky公司的
18、领域名字服务器查找域名-IP地址名对照表，将结果发送回中国的名字服务器。中国本地的域名服务器将答案送回给原来请求的计算机。所述过程如下图。这里要强调两点：第一，Internet上的计算机只需知道一个领域名字服务器的地址。第二，领域名字服务器可能会与远程的领域名字服务器联系以获取IP地址信息，但客户却只从本地领域名字服务器得到回答。,4 域名服务器,DNS查询,递归查询DNS客户机发送到DNS服务器的查询，即使DNS服务器没有所请求的信息，它也会联系其它DNS服器迭代名字查询DNS客户机允许DNS服务器根据自己的高速缓存或DNS区域提供的最佳答案。这种类型的查询通常由试图解析DNS客户机的迭代查
19、询的DNS服务器发出,DNS解析过程,课程内容,应用层简介DHCPDNS其它应用层示例,E-mail应用,SMTP（简单邮件传输协议），主要负责发送POP3（邮局协议），仅仅是接收协议,用OUTLOOK 配置邮件实例,添加电子邮件帐户,设置服务器信息,Telnet 应用,Telnet给用户提供了一种通过连网的终端登录到远程服务器的方式。Telnet使用的传输层协议为TCP，端口号23,FTP/TFTP 应用,FTP用于文件在远端服务器和本地主机之间移动它采用TCP连接.FTP采用两个缺省端口号：20与21;20端口用于数据传输，21端口用于命令传输,HTTP 的应用,WWW（World Wide Web）HTTP:超文本传输协议，在Internet上传输文件,HTTP：/,H,www.,/edu/,指出所用的是HTTP协议,指明要进入的站点名,指出何种类型的站点,表示浏览器请求查看华为WEB服务器的EDU目录,小结,应用层功能DHCP原理和应用DNS原理和应用E-mail应用Telnet应用FTP/TFTP应用HTTP应用,
