第10章:應用層

ApplicationLayer第一學期：網絡簡介IntroductiontoNetworks學習目標解釋應用層、會話層和表示層的各個功能如何協同工作，來為最終用戶應用程序提供網絡服務。描述常用應用層協議如何與最終用戶應用程序交互。在較高層次上描述為最終用戶提供Internet服務（包括WWW服務和電子郵件）的常用應用層協議。描述提供IP編址服務（包括DNS和DHCP）的應用層協議。描述允許文件共享服務（包括FTP、文件共享服務、SMB協議）的常用應用層協議的功能和操作。解釋從打開應用程序到接收數據的過程中，數據如何在網絡中傳輸第10章

應用層10.1應用層協議10.2常見應用層協議和服務10.3全球信息化10.4總結10.1應用層協議

ApplicationLayerProtocols應用層協議應用層提供網絡接口。應用層、會話層和表示層

OSI和TCP/IP模型回顧.主要的相似之處在于傳輸層和網絡層。應用層、會話層和表示層

應用層應用層、會話層和表示層

表示層和會話層表示層有三個主要功能：應用層數據的編碼和轉換

數據壓縮

對傳輸數據進行加密，并且在目的設備上對數據進行解密會話層功能：創建并維護源應用程序和目的應用程序之間的對話處理信息交換，以發起對話，使其處于活動狀態并重新啟動會話應用層、會話層和表示層

表示層和會話層應用層、會話層和表示層

TCP/IP應用層協議域名服務協議(DNS)

-用于將Internet域名解析為IP地址Telnet

-一種終端仿真協議，用于遠程訪問服務器和網絡設備Bootstrap協議(BOOTP)

-DHCP協議的前身，一種用于在啟動過程中獲取IP地址信息的網絡協議動態主機控制協議(DHCP)

-用于為主機分配IP地址、子網掩碼、默認網關和DNS服務器超文本傳輸協議(HTTP)

-用于傳輸組成萬維網網頁的文件文件傳輸協議

(FTP)

-用于在系統之間相互傳輸文件簡單文件傳輸協議

(TFTP)-用于傳輸無連接活動文件簡單郵件傳輸協議

(SMTP)

-用于傳輸郵件及其附件信息郵局協議

(POP)

-電子郵件客戶端用它來從遠程服務器檢索電子郵件Internet郵件訪問協議

(IMAP)

–用于檢索電子郵件的另一種協議應用層、會話層和表示層

TCP/IP應用層協議應用層、會話層和表示層

應用層服務在應用層中，有兩種形式的軟件程序或過程提供對網絡的訪問：網絡感知應用程序終端用戶應用程序-用戶使用軟件程序通過網絡進行通信

實施應用層協議并直接與低層通信

示例為電子郵件客戶端和網頁瀏覽器應用層服務需要應用層協議的幫助以使用網絡資源

示例-文件傳輸或網絡打印假脫機不同的數據類型要求不同的網絡服務應用層、會話層和表示層

應用層服務應用層、會話層和表示層

應用程序與用戶及其他應用程序的接口應用層、會話層和表示層

應用程序與用戶及其他應用程序的接口兩臺設備在通信過程中處于平等地位。計算機的角色根據請求的不同在客戶端和服務器之間切換。應用程序協議與最終用戶應用程序的交互方式

點對點應用程序應用程序協議與最終用戶應用程序的交互方式

點對點應用程序在同一次通信中既是客戶端也是服務器

每臺機器都可以發起通信，并在通信過程中處于平等地位應用程序協議與最終用戶應用程序的交互方式

常見P2P應用程序通過P2P應用程序，網絡中運行該應用程序的每臺計算機都可用作網絡中運行該應用程序的其他計算機的客戶端或服務器常見P2P應用程序包括：eDonkey（電驢）eMule（電騾）ShareazaBitTorrent（比特幣）BitcoinLionShare某些P2P應用程序基于Gnutella協議，允許人們與他人共享其硬盤上的文件。應用層協議與最終用戶應用程序的交互方式

常見P2P應用程序非中心化：網絡中的資源和服務分散在所有節點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在節點間進行，無需中間環節，避免了可能的瓶頸。負載均衡。可擴展性強：隨著用戶的增加，系統整體的資源和服務能力也在同步擴充，全分布的，不存在瓶頸。健壯性：耐攻擊、高容錯。高性價比:應用廣泛：文件交換、分布式計算、協同工作等。應用程序協議與最終用戶應用程序的交互方式

客戶端-服務器模型應用程序協議與最終用戶應用程序的交互方式

客戶端-服務器模型10.2

常見應用層協議和服務

Well-KnownApplicationLayerProtocolsandServices

常用應用層協議

應用層協議回顧日常工作或娛樂中涉及的三種應用層協議包括：超文本傳輸協議(HTTP)瀏覽網頁簡單文件傳輸協議(SMTP)用于支持用戶發送電子郵件郵局協議(POP)用于支持用戶接收電子郵件常用應用層協議

超文本傳輸協議/標記語言示例：URL:http:///index.html首先，瀏覽器對URL地址的三個組成部分進行分析：1.

http

(協議或方案)2.(服務器名稱)3.

index.html

(所請求的特定文件名)瀏覽器通過檢查域名服務器將

轉換成數字地址

根據HTTP協議的要求，向服務器發送GET請求并請求文件

index.html服務器將發送該網頁的HTML代碼瀏覽器解密HTML代碼并將頁面格式化常用應用層協議

HTTP和HTTPS是為了發布和檢索HTML頁面而制定的用于數據傳輸規定了請求/響應所使用的協議。常用的三種消息類型包括GET、POST以及PUT。GET是一種客戶端數據請求消息POST

和

PUT

消息用于向Web服務器發送上傳數據的請求HTTPS(安全套接字層上的超文本傳輸協議)端口號：443用戶通常使用稱為郵件用戶代理的應用程序(電子郵件客戶端)允許發送郵件

將收到的郵件放入客戶端郵箱SMTP-從客戶端或服務器發送電子郵件POP

-從電子郵件服務器接收電子郵件IMAP-Internet郵件訪問協議

電子郵件客戶端在一個應用程序內提供兩種協議的功能常用應用層協議

SMTP和

POP常用應用層協議

SMTP和

POP服務器運行的兩個過程：

MTA和

MDAMTA

用于轉發郵件將郵件發送至郵箱不在本地服務器上的用戶。郵件被傳送至MDA郵件為不在本地服務器上的用戶提供服務，MTA將郵件路由至位于合適服務器上的MTA常用應用層協議

SMTP和POP（續）常用應用層協議

SMTP和POP（續）MDA從MTA接收一封郵件并執行準確傳輸。MDA從MTA接收所有入站郵件并將其放入郵箱中MDA還能夠解決最終傳輸問題，例如病毒掃描、垃圾郵件過濾和回執處理。常用應用層協議

SMTP和POP（續）簡單郵件傳輸協議(SMTP)以可靠且高效的方式傳輸郵件使用端口25郵局協議(POP)使工作站能夠從郵件服務器檢索郵件根據POP的規定，郵件將從服務器下載到客戶端，然后從服務器上刪除使用端口110Internet郵件訪問協議(IMAP)用于檢索電子郵件的另一種協議與POP不同的是，當用戶連接使用IMAP的服務器時，郵件的副本會下載到客戶端應用程序同時原始郵件會一直保留在服務器上，直到用戶將它們手動刪除提供IP尋址服務

域名服務通過DNS協議將人類易于讀取的域名解析為網絡設備的數字地址DNS使用分布式服務器群集來解析與這些數字式地址關聯的域名。提供IP尋址服務

DNS消息格式DNS服務器中存儲不同類型的資源記錄，用來解析域名包含域名、地址以及記錄的類型記錄的類型為：A

-終端設備地址NS

-權威域名服務器CNAME

-別名的規范域名；適用環境是單一網絡地址對應多個服務，但每個服務在DNS服務器上都有各自條目MX

-郵件交換記錄；它將域名映射到一系列郵件交換服務器上在不能通過自身存儲的記錄解析域名時，將聯系其他服務器

服務器將匹配域名的數字地址臨時存儲在緩存中Windows

ipconfig/displaydns

將顯示所有緩存的DNS提供IP尋址服務

DNS層級頂級域名的示例有：.au澳大利亞.co哥倫比亞.com

商業或行業.cn中國.org非贏利性組織提供IP尋址服務

nslookup稱為

nslookup的操作系統實用程序允許用戶手動查詢域名服務器來解析特定主機名該實用程序可用于檢測域名解析的故障，以及驗證域名服務器的當前狀態提供IP尋址服務

動態主機配置協議DHCP允許主機動態獲取IP地址聯系DHCP服務器并請求地址-從已配置地址范圍（稱為“地址池”）中選擇地址，并將其“租”給主機一段時間DHCP適用于一般主機，如終端用戶設備；而靜態編址則適用于如網關、交換機、服務器以及打印機等網絡設備提供IP尋址服務

DHCP的運作提供文件共享服務

文件傳輸協議FTP允許數據在客戶端和服務器之間傳輸FTP客戶端是一種在計算機上運行的應用程序。通過運行FTP守護程序，FTP客戶端可以從服務器中收發數據。為了數據傳輸成功，FTP要求在客戶端和服務器之間建立兩個連接，一個用于命令和應答，另一個用于實際的文件傳輸。提供文件共享服務

服務器消息塊客戶端要與服務器建立長期連接。

連接建立后，用戶就可以訪問服務器上的資源，就如同資源位于客戶端主機上一樣。提供文件共享服務

服務器消息塊10.3

信息全球化

TheMessageHeardAroundtheWorld移動信息！

物聯網移動信息！

消息通過網絡傳輸移動信息！

消息通過網絡傳輸移動信息！

消息通過網絡傳輸移動信息！

將數據送達終端設備移動信息！

通過網際網絡獲取數據移動信息！

將數據傳遞到正確的應用程序總結應用程序是一種可與用戶互動的計算機程序，它根據用戶的請求啟動數據傳輸進程。服務是一種后臺程序，為網