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1、第6章 应用层Application Layer,四川师范大学计算机科学学院 College of Computer Science Sichuan Normal University 刘霞,第 6章 应 用 层,6.1 域名系统DNS6.2 文件传送协议FTP6.3 远程登录TELNET6.4 万维网WWW6.5 电子邮件6.6 动态主机配置协议DHCP6.7 简单网络管理协议SNMP6.8 应用进程跨越网络的通信,重点,几种典型的应用层协议域名系统DNS文件传输协议FTPTELNET电子邮件系统超文本协议HTTP动态主机配置协议DHCP简单网络管理协议SNMP,难点,DNS的递归和迭代查询
2、过程FTP传送数据的过程POP3,SMTP以及MIME,应用层协议的特点,每个应用层协议都是为了解决某一类应用问题，而问题的解决又往往是通过位于不同主机中的多个应用进程之间的通信和协同工作来完成的。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。客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。,6.1 域名系统DNS,域名系统概述许多应用层软件经常直接使用域名系统DNS(Domain Name System)，但计算机的用户只是间
3、接而不是直接使用域名系统。因特网的域名系统DNS是一个联机分布式数据库系统，并采用客户服务器方式。DNS完成名字到IP地址的解析工作。名字到域名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。,因特网的域名结构,因特网采用了层次树状结构的命名方法。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个惟一的层次结构的名字，即域名。域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用点隔开：.三级域名.二级域名.顶级域名各分量分别代表不同级别的域名。,顶级域名 TLD(Top Level Domain),(1)国家顶级域名 nTLD：如:.cn 表示中国，.u
4、s 表示美国，.uk 表示英国，等等。(2)国际顶级域名 iTLD：采用.int。国际性的组织可在.int 下注册。(3)通用顶级域名 gTLD：最早的顶级域名是：.com 表示公司企业.net 表示网络服务机构.org 表示非赢利性组织.edu 表示教育机构（美国专用）.gov 表示政府部门（美国专用）.mil 表示军事部门（美国专用）,新增加了七个通用顶级域名,.aero 用于航空运输企业.biz 用于公司和企业.coop 用于合作团体.info 适用于各种情况.museum 用于博物馆.name 用于个人.pro 用于会计、律师和医师等自由职业者,因特网的域名空间,根,域名的解析过程如下
5、：当某一个应用进程需要将主机名解析为IP地址时，该应用进程就成为域名系统DNS的一个客户，并将待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP数据报方式发给本地域名服务器。本地的域名服务器在查抄域名后，将对于的IP地址放在回答报文中返回。应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信。若本地域名服务器不能回答该请求，则此域名服务器就暂时成为DNS中的另一个客户，并向其他域名服务器发出查询请求。直到找到能够回答该请求的域名服务器为止。,授权域名服务器,因特网允许各个单位根据具体情况将本单位的域名划分为若干个域名服务器管辖区(zone)，并在各管辖区中设置相应的授权域名服务器。,com,y,abc,w,v
6、,x,u,管辖区 的授权域名服务器,t,下图表示查询IP地址的过程。假定域名为的主机想知道另一个域名为的主机的IP地址。于是向其本地域名服务器查询。由于查询不到，就向根域名服务器查询。根据被查询的域名中的“”再向授权域名服务器发送查询报文，最后再向授权域名服务器查询。以上的查询过程见图中的的顺序。得到结果后，按照图中的的顺序将回答报文传送给本地域名服务器。总共要使用8个UDP报文。这种查询方法叫做递归查询。,递归查询,com,abc,xyz,abc,x,y,因特网,u,v,w,xyz,.com 顶级域名服务器,本地域名服务器 授权域名服务器,“树根”,edu,.edu 顶级域名服务器,y,本地
7、域名服务器 授权域名服务器,本地域名服务器 授权域名服务器,递归与迭代相结合的查询,根域名服务器,本地域名服务器,本地域名服务器,本地域名服务器,为了减轻根域名服务器的负担，根域名服务器在收到的查询后可以直接将下属的授权域名服务器的IP地址返回给本地域名服务器然后让本地域名服务器直接向授权域名服务器进行查询。,名字的高速缓存,使用名字的高速缓存可优化查询的开销。每个域名服务器都维护一个高速缓存，存放最近用过的名字以及从何处获得名字映射信息的记录。当客户请求域名服务器转换名字时，服务器首先按标准过程检查它是否被授权管理该名字。若未被授权，则查看自己的高速缓存，检查该名字是否最近被转换过。域名服务
8、器向客户报告缓存中有关名字与地址的绑定(binding)信息，并标志为非授权绑定，以及给出获得此绑定的服务器 S 的域名。本地服务器同时也将服务器 S 与 IP 地址的绑定告知客户。,6.2 文件传送协议FTP,概述文件传送协议FTP(File Transfer Protocol)是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。文件共享协议中的另一大类是联机访问(on-line access)。,FTP的主要工作原理文件传送协议FTP只提供文件传送的一些基本的服务，它使用TCP可靠的运输服务。FTP的主要功能是减少或消除在不同操作系统下处理文件的不兼容性。一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务
9、。FTP的服务器进程由两大部分组成：一个主进程，负责接受新的请求；另外有若干个从属进程，负责处理单个请求。在进行文件传输时，FTP的客户和服务器之间要建立两个连接：“控制连接”和“数据连接”。,主进程的工作步骤如下,打开熟知端口（端口号为 21），使客户进程能够连接上。等待客户进程发出连接请求。启动从属进程来处理客户进程发来的请求。从属进程对客户进程的请求处理完毕后即终止，但从属进程在运行期间根据需要还可能创建其他一些子进程。回到等待状态，继续接受其他客户进程发来的请求。主进程与从属进程的处理是并发地进行。,两个连接,控制连接在整个会话期间一直保持打开，FTP 客户发出的传送请求通过控制连接发
10、送给服务器端的控制进程，但控制连接不用来传送文件。实际用于传输文件的是“数据连接”。服务器端的控制进程在接收到 FTP 客户发送来的文件传输请求后就创建“数据传送进程”和“数据连接”，用来连接客户端和服务器端的数据传送进程。数据传送进程实际完成文件的传送，在传送完毕后关闭“数据传送连接”并结束运行。,FTP 使用的两个 TCP 连接,控制进程,数据传送进程,用户界面,控制进程,数据传送进程,客户端,服务器端,因特网,控制连接,数据连接,当客户进程向服务器进程发出建立连接请求时，要寻找连接服务器进程的熟知端口(21)，同时还要告诉服务器进程自己的另一个端口号码，用于建立数据传送连接。接着，服务器
11、进程用自己传送数据的熟知端口(20)与客户进程所提供的端口号码建立数据传送连接。由于 FTP 使用了两个不同的端口号，所以数据连接与控制连接不会发生混乱。,两个不同的端口号,使用两个独立的连接的主要好处是使协议更加简单和更容易实现。在传输文件时还可以利用控制连接（例如，客户发送请求终止传输）。,使用两个不同的端口号,简单文件传送协议TFTP和网络文件系统NFSTCP/IP协议族中还有一个简单文件传送协议TFTP(Trivial File Transfer Protocol)，它是一个很小且易于实现的文件传送协议RFC 1350,763。TFTP 使用客户服务器方式和使用 UDP 数据报，因此
12、TFTP 需要有自己的差错改正措施。TFTP 只支持文件传输而不支持交互。TFTP 没有一个庞大的命令集，没有列目录的功能，也不能对用户进行身份鉴别。TFTP的主要优点有两个。第一，TFTP可用于UDP环境。第二，TFTP代码所占的内存较小。,简单文件传送协议 TFTP(Trivial File Transfer Protocol),TFTP的主要特点是：每次传送的数据PDU中有512字节的数据，但最后一次可不足512字节；数据PDU也称为文件块(block)，每个块按序编号，从1开始；支持ASCII码或二进制传送；可对文件进行读或写；使用很简单的首部。,TFTP 的工作很像停止等待协议,发送
13、完一个文件块后就等待对方的确认，确认时应指明所确认的块编号。发完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据 PDU。发送确认 PDU 的一方若在规定时间内收不到下一个文件块，也要重发确认 PDU。这样就可保证文件的传送不致因某一个数据报的丢失而告失败。,6.3 远程登录TELNET,远程登录TELNET是一个简单的远程终端协议。用户用TELNET就可在其所在地通过TCP连接注册(即登录)到远地的另一个主机上(使用主机名或IP地址)。TELNET 能将用户的击键传到远地主机，同时也能将远地主机的输出通过 TCP 连接返回到用户屏幕。这种服务是透明的，因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地主机
14、上。现在由于PC机的功能越来越强，用户就较少使用TELNET了。,客户服务器方式,现在由于 PC 机的功能越来越强，用户已较少使用 TELNET 了。TELNET 也使用客户服务器方式。在本地系统运行 TELNET 客户进程，而在远地主机则运行 TELNET 服务器进程。和 FTP 的情况相似，服务器中的主进程等待新的请求，并产生从属进程来处理每一个连接。,TELNET 使用网络虚拟终端 NVT 格式,因特网,TCP 连接,客户端,服务器端,使用客户端的格式,使用服务器端的格式,使用 NVT 格式,客户,服务器,网络虚拟终端 NVT 格式,客户软件把用户的击键和命令转换成 NVT 格式，并送交
15、服务器。服务器软件把收到的数据和命令，从 NVT 格式转换成远地系统所需的格式。向用户返回数据时，服务器把远地系统的格式转换为 NVT 格式，本地客户再从 NVT 格式转换到本地系统所需的格式。,6.4 万维网 WWW6.4.1 万维网概述,万维网 WWW(World Wide Web)并非某种特殊的计算机网络。万维网是一个大规模的、联机式的信息储藏所。万维网用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点，从而主动地按需获取丰富的信息。这种访问方式称为“链接”。,万维网提供分布式服务,万维网站点 A,万维网站点 C,万维网站点 E,万维网站点 D,万维网站点 B,超媒体与超文本,万
16、维网是分布式超媒体(hypermedia)系统，它是超文本(hypertext)系统的扩充。一个超文本由多个信息源链接成。利用一个链接可使用户找到另一个文档。这些文档可以位于世界上任何一个接在因特网上的超文本系统中。超文本是万维网的基础。超媒体与超文本的区别是文档内容不同。超文本文档仅包含文本信息，而超媒体文档还包含其他表示方式的信息，如图形、图像、声音、动画，甚至活动视频图像。,万维网的工作方式,万维网以客户服务器方式工作。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。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
17、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)。,万维网必须解决的问题,(1)怎样标志分布在整个因特网上的万维网文档？使用统一资源定位符 URL(Uniform Resource Locator)来标志万维网上的各种文档。使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL。,万维网必须解决的问题,(2)用何协议实现万维网上各种超链的链接？在万维网客户程序与万维网服务器程序之间进行交互所使用的协议，是超文本传送协议 HTTP(HyperText Transfer Protocol)。HTTP 是一个应用层协议，它使用 TCP 连接进行可靠的传送。,万维
18、网必须解决的问题,(3)怎样使各种万维网文档都能在因特网上的各种计算机上显示出来，同时使用户清楚地知道在什么地方存在着超链？超文本标记语言 HTML(HyperText Markup Language)使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链从本页面的某处链接到因特网上的任何一个万维网页面，并且能够在自己的计算机屏幕上将这些页面显示出来。,万维网必须解决的问题,(4)怎样使用户能够很方便地找到所需的信息？为了在万维网上方便地查找信息，用户可使用各种的搜索工具（即搜索引擎）。,6.4.2 统一资源定位符 URL1.URL的格式,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
19、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。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。,URL 的一般形式,由以冒号隔开的两大部分组成，并且在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。URL 的一般形式是：,:/:/,URL 的一般形式（续）,由以冒号隔开的两大部分组成，并且在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。URL 的一般形式是：,:/:/,URL 的一般形式（续）,由以冒号隔开的两大部分组成，并且
20、在 URL 中的字符对大写或小写没有要求。URL 的一般形式是：,:/:/,使用 HTTP 的 URL,使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/,使用 HTTP 的 URL,使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/,冒号和两个斜线是规定的格式,使用 HTTP 的 URL,使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/,这里写主机的域名,使用 HTTP 的 URL,使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/,HTTP 的默认端口号是 80，通常可省略,使用 HTTP 的 URL,使用 HTTP 的 URL 的一般形式 http:/:/,若再
21、省略文件的项，则 URL 就指到因特网上的某个主页(home page)。,6.4.3 超文本传送协议 HTTP1.HTTP 的操作过程,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。从层次的角度看，HTTP 是面向事务的(transaction-oriented)应用层协议，它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。,万维网的工作过程,因特网,服务器,链接到URL的超链,HTTP 使用此 TCP 连接,浏览器 程序,服务器 程序,HTTP,客户,清华大学院系设置,用户点击鼠标后所发生的事件,(1)浏览器分析超链指向页面
22、的 URL。(2)浏览器向 DNS 请求解析 的 IP 地址。(3)域名系统 DNS 解析出清华大学服务器的 IP 地址。(4)浏览器与服务器建立 TCP 连接(5)浏览器发出取文件命令：GET/chn/yxsz/index.htm。(6)服务器给出响应，把文件 index.htm 发给浏览器。(7)TCP 连接释放。(8)浏览器显示“清华大学院系设置”文件 index.htm 中的所有文本。,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)，它代表浏览器发出 HTTP 请求。万维网高速缓存把最近的一些请求和响应暂存在本地
23、磁盘中。当与暂时存放的请求相同的新请求到达时，万维网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。,6.4.4 万维网的文档1.超文本标记语言 HTML,超文本标记语言 HTML 中的 Markup 的意思就是“设置标记”。HTML 定义了许多用于排版的命令（即标签）。HTML 把各种标签嵌入到万维网的页面中。这样就构成了所谓的 HTML 文档。HTML 文档是一种可以用任何文本编辑器创建的 ASCII 码文件。,HTML 文档,仅当 HTML 文档是以.html 或.htm 为后缀时，浏览器才对此 文档的各种标签进行解释。如 HTML 文档改换以.txt 为
24、其后缀，则 HTML 解释程序就不对标签进行解释，而浏览器只能看见原来的文本文件。当浏览器从服务器读取 HTML 文档后，就按照 HTML 文档中的各种标签，根据浏览器所使用的显示器的尺寸和分辨率大小，重新进行排版并恢复出所读取的页面。,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,首部开始,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这
25、是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,标题,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,首部结束,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,主体开始,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,1 级标题,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个
26、段落。这是第二个段落。,HTML 文档中标签的用法,第一个段落,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,HTML 文档中标签的用法,第二个段落,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,主体结束,HTML 文档中标签的用法,一个 HTML 的例子 HTML 很容易掌握 这是第一个段落。虽然很 短，但它仍是一个段落。这是第二个段落。,HTML 文档结束,两种不同的链接,远程链接：超链的终点是其他网点上的页面。本地链接：超链指向本计算
27、机中的某个文件。,2.动态万维网文档,静态文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。,通用网关接口 CGI(Common Gateway Interface),CGI 是一种标准，它定义了动态文档应如何创建，输入数据应如何提供给应用程序，以及输出结果应如何使用。万维网服务器与 CGI 的通信遵循 CGI 标准。“通用”：CGI 标准所定义的规则对其他任何语言都
28、是通用的。“网关”：CGI 程序的作用像网关。“接口”：有一些已定义好的变量和调用等可供其他 CGI 程序使用。,CGI 程序,CGI 程序的正式名字是 CGI 脚本(script)。“脚本”指的是一个程序，它被另一个程序（解释程序）而不是计算机的处理机来解释或执行。脚本运行起来要比一般的编译程序要慢，因为它的每一条指令先要被另一个程序来处理（这就要一些附加的指令），而不是直接被指令处理器来处理。,3.活动万维网文档,活动文档(active document)技术把所有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
29、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。,活动文档在客户端创建,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,用 Java 技术创建活动文档,由美国 Sun 公司开发的 Java 语言是一项用于创建和运行活动文档的技术。在 Java 技术中使用“小应用程序”(applet)来描述活动文档程序。用户从万维网服务器下载嵌入了 Java 小应用程序的 HTML 文档后，可在浏览器的屏幕上点击某个图像，就可看到动画效果，或在下拉式菜单中点击某个项目，就可看到计算结果。Java 技术是活动文
30、档技术的一部分。,Java 技术装三个主要组成部分,(1)程序设计语言。Java 包含一个新的程序设计语言，用来编写传统的计算机程序和 Java 小应用程序。(2)运行(runtime)环境。这是运行 Java 程序所必须的运行环境，其中包括 Java 虚拟机（简称为 JVM），该软件定义了 Java 二进制代码的执行模型。(3)类库(class library)。为了更容易编写 Java 小应用程序，Java 提供了强大的类库支持。,Java,Java 是一种面向对象的高级语言，从 C+派生出来的，它省略了 C+很多复杂的、很少用的语言特点。Java 的每一个数据项都有一个确定的类型。对数据
31、的操作严格按照该数据的类型来进行。Java 的编译程序将源程序转换成 Java 字节码(bytecode)，这是一种与机器无关的二进制代码。计算机程序调用解释程序读取字节码，并解释执行。,计算机硬件无关,Java 语言、字节码以及 Java 运行系统都被设计成与计算机硬件无关。一旦形成了字节码，就可在任何计算机上运行并产生相同的输出。Java 小应用程序与机器无关可使在任何计算机上运行的浏览器程序能够下载并运行活动文档。可保证活动文档在所有的浏览器上产生同样的正确输出。可大大地降低活动文档的创建和测试费用，因为不必为每一种计算机都制作一个副本。,Java 解释程序,运行 Java 的浏览器需要
32、有 HTML 解释程序和 Java 小应用程序解释程序。解释程序的核心是一个模仿计算机的简单循环。解释程序维持一个指令指针，在初始化时指在小应用程序的开始处。在每一次循环操作时，解释程序在指令指针指向的地址读取字节码。然后解释程序对字节码进行解码，并完成指明的操作。,4.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,可选解释程序,控 制 程 序,驱动程序,HTTP 客户程序,缓 存,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，
33、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。,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，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。,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
34、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。,6.4.5 万维网的信息检索系统1.全文检索搜索和分类目录搜索,在万维网中用来进行搜索的程序叫做搜索引擎。全文检索搜索引擎是一种纯技术型的检索工具。它的工作原理是通过搜索软件到因特网上的各网站收集信息，找到一个网站后可以从这个网站再链接到另一个网站。然后按照一定的规则建立一个很大的在线数据库供用户查询。用户在查询时只要输入关键词，就从已经建立的索引数据库上进行查询（并不是实时地在因特网上检索到的信息）。,
35、分类目录搜索,分类目录搜索引擎并不采集网站的任何信息，而是利用各网站向搜索引擎提交的网站信息时填写的关键词和网站描述等信息，经过人工审核编辑后，如果认为符合网站登录的条件，则输入到分类目录的数据库中，供网上用户查询。分类目录搜索也叫做分类网站搜索。,一些著名的搜索引擎,最著名的全文检索搜索引擎：Google（谷歌）()百度()最著名的分类目录搜索引擎：雅虎()雅虎中国()新浪()搜狐()网易(),垂直搜索引擎(Vertical Search Engine),针对某一特定领域、特定人群或某一特定需求提供搜索服务。垂直搜索也是提供关键字来进行搜索的，但被放到了一个行业知识的上下文中，返回的结果更倾
36、向于信息、消息、条目等。,6.5 电子邮件,概述电子邮件(e-mail)是因特网上使用得最多的和最受用户欢迎的一种应用。电子邮件将邮件发送到ISP的邮件服务器，并放在其中的收信人邮箱(mail box)中，收信人可随时上网到ISP的邮件服务器进行读取。简单邮件传送协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)RFC 821和因特网文本报文格式RFC 822，它们已成为因特网的事实上的标准。,由于因特网的SMTP只能传送可打印的ASCII码邮件，因此在1993年又制定了新的电子邮件标准RFC 1521,1522，即“通用因特网邮件扩充”MIME(Multipurpos
37、e Internet Mail Extensions)。MIME在其邮件首部中说明了邮件的数据类型(如文本、声音、图像、视像等)。MIME邮件可同时传送多种类型的数据。这在多媒体通信环境下是非常有用的。一个电子邮件系统应具有下图所示的3个主要组成部件，这就是用户代理、邮件服务器，以及电子邮件使用的协议。,电子邮件的最主要的组成构件,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,SMTP,POP3,发送端邮件服务器,用户代理,用户邮箱,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,SMTP,POP3,(发送邮件),(发送邮件),（发送邮件）,(发送邮件),(读取邮件),
38、(读取邮件),(TCP 连接),(TCP 连接),(TCP 连接),因特网,一个电子邮件系统由三个主要组成构件：用户代理、邮件服务器以及电子邮件使用的协议，如SMTP和POP3等,用户代理UA(User Agent)就是用户与电子邮件系统的接口，在大多数情况下它就是在用户PC机中运行的程序。用户代理至少应当具有以下4个功能：撰写显示处理和本地邮件服务器通信邮件服务器是电子邮件系统的核心构件。邮件服务器需要使用两个不同的协议。一个协议用于发送邮件，即SMTP协议，而另一个协议用于接收邮件，即邮局协议POP(Post Office Protocol)。,电子邮件的发送和接收过程,发送方,邮件缓存,
39、接收端邮件服务器,用户代理,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,因特网,(1)发信人调用用户代理来编辑要发送的邮件。用户代理用 SMTP 把邮件传送给发送端邮件服务器。,电子邮件的发送和接收过程,发送方,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(2)发送端邮件服务器将邮件放入 邮件缓存队列中，等待发送。,电子邮件的发送和接收过程,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理
40、,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(3)运行在发送端邮件服务器的 SMTP 客户进程，发现在邮件缓存中有待发送的邮件，就向运行在接收端邮件服务器的 SMTP 服务器进程发起 TCP 连接的建立。,电子邮件的发送和接收过程,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(4)TCP 连接建立后，SMTP 客户进程开始向远程的 SMTP 服务器进程发送邮件。当所有
41、的待发送邮件发完了，SMTP 就关闭所建立的 TCP 连接。,电子邮件的发送和接收过程,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(5)运行在接收端邮件服务器中的 SMTP 服务器进程收到邮件后，将邮件放入收信人的用户邮箱中，等待收信人在方便时进行读取。,电子邮件的发送和接收过程,发送方,邮件缓存,接收端邮件服务器,用户代理,SMTP,发送端邮件服务器,用户代理,接收方,用户代理,用户代理,邮件服务器,邮件服务器,SMTP,(发送邮件),
42、(发送邮件),(TCP 连接),因特网,(6)收信人在打算收信时，调用用户代理，使用 POP3（或 IMAP）协议将自己的邮件从接收端邮件服务器的用户邮箱中的取回（如果邮箱中有来信的话）。,电子邮件的组成,电子邮件由信封(envelope)和内容(content)两部分组成。电子邮件的传输程序根据邮件信封上的信息来传送邮件。用户在从自己的邮箱中读取邮件时才能见到邮件的内容。在邮件的信封上，最重要的就是收信人的地址。,电子邮件地址的格式,TCP/IP 体系的电子邮件系统规定电子邮件地址的格式如下：收信人邮箱名邮箱所在主机的域名(6-1)符号“”读作“at”，表示“在”的意思。例如，电子邮件地址
43、在发送电子邮件时，邮件服务器只使用电子邮件地址中的后一部分，即目的主机的域名。,简单邮件传送协议SMTP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用户，也可以是因特网上其他网络的用户，或者是与因特网相连但不是TCP/IP网络上的用户。连接建立：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。SMTP不使用中间的邮件服务器。邮件传送连接释放：邮件发送完毕后，SMTP 应释放 TCP 连接。,电子邮件的信息格式一个电子邮件分为信封和内容两大部分。邮件内容首部包括一些关键字，后面加上冒号。最重要的关键字是：To和Subject。“To:”后面填入一个或多
44、个收信人的电子邮件地址。“Subject:”是邮件的主题。它反映了邮件的主要内容。邮件首部还有一项是抄送“Cc:”。这两个字符来自“Carbon copy”，意思是留下一个“复写副本”。这是借用旧的名词，表示应给某某人发送一个邮件副本。,邮件读取协议POP3和IMAP现在常用的邮件读取协议有两个，即邮局协议第三个版本POP3和因特网报文存取协议IMAP(Internet Message Access Protocol)。现分别讨论如下。邮局协议POP是一个非常简单、但功能也有限的邮件读取协议。POP服务器只有在用户输入鉴别信息(用户名和口令)后才允许对邮箱进行读取。,在使用IMAP时，所有收到
45、的邮件同样是先送到ISP的邮件服务器的IMAP服务器。而在用户的PC机上运行IMAP客户程序，然后与ISP的邮件服务器上的IMAP服务器程序建立TCP连接。用户在自己的PC机上就可以操纵ISP的邮件服务器的邮箱，就像在本地操纵一样，因此IMAP是一个联机协议。注意不要将邮件读取协议POP和IMAP与邮件传送协议SMTP弄混。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的邮件服务器发送邮件，都是使用SMTP协议。而POP和IMAP则是用户从目的邮件服务器上读取邮件所使用的协议。,通用因特网邮件扩充MIMESMTP的缺点SMTP不能传送可执行文件或其他的二进制对象。SMTP限于传送
46、7位的ASCII码。SMTP服务器会拒绝超过一定长度的邮件。某些SMTP的实现并没有完全按照RFC 821的SMTP标准MIME的特点MIME 并没有改动 SMTP 或取代它。MIME 的意图是继续使用目前的RFC 822格式，但增加了邮件主体的结构，并定义了传送非 ASCII 码的编码规则。,MIME增加的5个新的邮件首部的名称及其意义(有的可以是选项)。MIME-Version：标识MIME的版本。现在的版本号是1.0。若无此行，则为英文文本。Content-Description：这是可读字符串，说明此邮件是什么。和邮件的主题差不多。Content-Id：邮件的惟一标识符。Content
47、-Transfer-Encoding：在传送时邮件的主体是如何编码的。Content-Type：说明邮件的性质。,6.6 动态主机配置协议DHCP,动态主机配置协议DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)提供了一种称为即插即用连网(plug-and-play networking)的机制RFC 2131。这种机制允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。DHCP对运行客户软件和服务器软件的计算机都适用。DHCP使用客户服务器方式。DHCP很适合于经常移动位置的计算机。,DHCP 使用客户服务器方式。,需要 IP 地址的主机在启动时就向 D
48、HCP 服务器广播发送发现报文（DHCPDISCOVER），这时该主机就成为 DHCP 客户。本地网络上所有主机都能收到此广播报文，但只有 DHCP 服务器才回答此广播报文。DHCP 服务器先在其数据库中查找该计算机的配置信息。若找到，则返回找到的信息。若找不到，则从服务器的 IP 地址池(address pool)中取一个地址分配给该计算机。DHCP 服务器的回答报文叫做提供报文（DHCPOFFER）。,DHCP 中继代理(relay agent),并不是每个网络上都有 DHCP 服务器，这样会使 DHCP 服务器的数量太多。现在是每一个网络至少有一个 DHCP 中继代理，它配置了 DHCP
49、 服务器的 IP 地址信息。当 DHCP 中继代理收到主机发送的发现报文后，就以单播方式向 DHCP 服务器转发此报文，并等待其回答。收到 DHCP 服务器回答的提供报文后，DHCP 中继代理再将此提供报文发回给主机。,DHCP 中继代理以单播方式转发发现报文,主机,DHCP服务器,其他网络,DHCP中继代理,广播,单播,注意：DHCP 报文只是 UDP 用户数据报中的数据。,租用期(lease period),DHCP 服务器分配给 DHCP 客户的 IP 地址的临时的，因此 DHCP 客户只能在一段有限的时间内使用这个分配到的 IP 地址。DHCP 协议称这段时间为租用期。租用期的数值应由
50、 DHCP 服务器自己决定。DHCP 客户也可在自己发送的报文中（例如，发现报文）提出对租用期的要求。,6.7 简单网络管理协议 SNMP6.7.1 网络管理的基本概念,网络管理包括对硬件、软件和人力的使用、综合与协调，以便对网络资源进行监视、测试、配置、分析、评价和控制，这样就能以合理的价格满足网络的一些需求，如实时运行性能，服务质量等。网络管理常简称为网管。网络管理并不是指对网络进行行政上的管理。,网络管理的一般模型,管理站,因特网,网络管理员,被管设备,管理程序（运行 SNMP 客户程序）,代理程序（运行 SNMP 服务器程序）,A,A,A,A,M,被管设备,被管设备,被管设备,M,A,
