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异构网络环境下基于对等网的大型多人在线游戏模型研究
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异构网络环境下基于对等网的大型多人在线游戏模型研究
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第3章 互联网应用技术
Nankai University计算机网络技术教程―自顶向下的分析与设计方法吴功宜 吴英编著1Nankai University第3章 互联网应用技术2Nankai University主要内容本章主要讨论以下几个问题： ?互联网应用技术的发展经历了哪几个阶段？ ?互联网应用系统的工作模型可以分为哪几种类型？ ?C/S 工作模式与P2P模式的相同之处与不同之处是什么？ ?基于C/S工作模式的网络应用主要有哪些类型？ ?基于P2P工作模式的网络应用主要有哪些类型？3Nankai University3.1 互联网应用技术发展的3个阶段与2种工作模式 3.1.1 互联网应用技术发展的3个阶段基本的 网络服务 ?TELNET ?E-Mail ?FTP ?BBS ?Usernet 基于Web的 网络服务 ?Web ?电子商务 ?电子政务 ?远程教育 ?远程医疗 新的 网络服务 ?搜索引擎 ?网络电话 ?网络电视 ?网络视频 ?博客 ?播客 ?即时通信 ?网络游戏 ?网络广告 ?网络出版 ?网络存储 ?网络计算4Nankai University3.1.2 C/S模式与P2P模式C/S结构的特点 ? 在客户/服务器模式中，客户与服务 器在网络服务中的地位不平等，服 务器在网络服务中处于中心地位； ? 在这种情况下，“客户”可以理解 为“客户端计算机”，“服务器” 可以理解为“服务器端计算机”。5Nankai University采用C/S模式的主要原因是网络资源分布的不均匀性? 网络中计算机系统的类型、硬件结构、功能都 存在着很大的差异； ? 很多大型应用软件都是安装在一台专用的服务 器中，用户需要通过互联网去访问服务器，成 为合法用户之后才能够使用网络的软件资源； ? 从信息资源的角度来看，某一类型的数据、文 本、图像、视频或音乐资源存放在一台或几台 大型服务器中，合法的用户可以通过互联网访 问这些信息资源。6Nankai University对等网络的基本概念? P2P通信模式是指P2P网络中对等结点之 间直接通信的能力；? P2P网络是指在互联网中由对等结点组成 的一种动态的逻辑网络； ? P2P实现技术是指为实现对等结点之间直 接通信的功能和特定的应用所需设计的 协议、软件等。7Nankai UniversityP2P与C/S工作模式的区别与联系? 区别：C/S模式中，服务提供者与服务使用者 之间的界限是清晰的。P2P模式中，服务提供 者与服务使用者之间的界限淡化了，所以结点 同时身兼二者。 ? 联系：从网络体系结构的角度来看，传统的互 联网C/S与P2P模式在传输层及以下各层的协议 相同，差别主要在应用层。P2P网络并不是一 个新的网络结构，而是一种新的网络应用模式 。Nankai UniversityServerC/S与P2P 模式比较Client ClientInternetClient Client ClientC/S工作模式（a）传统的客户/服务器工作模式ServerInternetClient Client Client Client ClientC/S工作模式P2P网络P2P工作模式 （b）P2P工作模式9Nankai University3.2 互联网基本网络应用与应用层协议3.2.1 远程登录服务与TELNET协议主机系统内部格式 NVT格式 主机 操作系统 TELNET 服务器端 TELNET 客户端 终端 操作系统 用户终端格式TELNET协议 互联网远程 计算机系统用户终端10Nankai University3.2.1 远程登录服务与TELNET协议? 远程登录是网络中最早提供的一种基本功能， 它出现的时间比TCP/IP协议早十几年。 ? TELNET协议引入网络虚拟终端（network virtual terminal,NVT）的概念，它提供一种专 门的键盘定义，用来屏蔽不同计算机系统在键 盘输入上的差异性，同时定义客户与远程服务 器之间的交互过程。11Nankai University3.2.2 电子邮件服务与SMTP协议? 电子邮件服务是目前互联网上使用最广泛的一 类服务，它为互联网用户之间发送和接收消息 提供了一种快捷、廉价的现代化通信手段。 ? 邮局：邮件服务器；邮箱：电子邮箱；电子邮 件地址和书写规则。 ? 邮件服务器：负责接收用户的邮件并发送到对 方服务器，负责接收其他服务器发来的邮件并 根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中。12Nankai University3.2.2 电子邮件服务与SMTP协议 ? 电子邮件报文包括两部分：C 报文头：相当于信封，表示该报文的源地址 与目的地址； C 报文体：相当于人们平时书写的信件。13Nankai University3.2.2 电子邮件服务与SMTP协议发送方 接收方邮件客户端 互联网邮件客户端邮件服务器邮件服务器14Nankai University3.2.3 文件传输服务与FTP、TFTP协议 ? 文件传输服务是互联网中最早提供的服 务功能之一，也是互联网最重要的应用 之一。 ? FTP服务在传输层采用TCP协议，是一种 实时的联机服务。 ? 普通文件传输协议（Trival File Transfer Protocol,TFTP）15Nankai University3.2.3 文件传输服务与FTP、TFTP协议FTP与TFTP的比较：C 对传输可靠性的要求：FTP在传输层采用面向连接 、可靠的TCP协议；而TFTP采用UDP协议； C 协议的命令集：FTP制定发送文件、接收文件、列 出目录与删除文件等功能的复杂的命令集；而TFTP 只定义文件发送和接收的基本命令集； C 数据表示方式：FTP可以指定数据类型，允许传送 ASCII码的文本文件和图像等多种格式的文件； TFTP只允许传送ASCII码的文本文件或二进制文本 文件； C 用户鉴别：FTP提供登录用户鉴别；而TFTP不提供16Nankai University3.2.3 文件传输服务与FTP、TFTP协议下载 文件 互联网 文件 上传 FTP服务器端 FTP客户端17Nankai University3.2.4 网络新闻与NNTP协议 ? 1979年北卡罗来纳州杜克大学学生Tom Truscott首先提出Usenet ? UNIX到UNIX拷贝协议（ UNIX CtoUNIX copy protocol,UUCP） ? Usenet（user’s network） ? 网络新闻传输协议（Network News Transfer Protocol,NNTP）18Nankai University3.2.4 网络新闻与NNTP协议Usernet 报文粘贴者 Usernet 报文阅读者Usernet 阅读器/ 编辑器Usernet 阅读器/ 编辑器NNTP 客户 Usernet 客户端 (粘贴者)NNTP 客户 粘贴者 NNTP 服务器NNTP 客户 上游 NNTP 服务器互联网NNTP 客户 上游 NNTP 服务器NNTP 客户 阅读者 NNTP 服务器NNTP 客户 Usernet 客户端 (阅读者)19Nankai University3.2.4 网络新闻与NNTP协议? NNTP通常按照类别的层次方式组织，最大、 最快的服务器要为它们下游的、较小的服务器 提供服务。 ? 新闻组必须被唯一标识。每个新闻组都有一个 新闻组名，它描述该新闻组的主题。 ? Usenet格式：采用与电子邮件报文相同的 RFC822报文格式。 ? Usenet报文传播可以选择“推模式”或“拉模 式”。通常采用“推模式”。Nankai University3.3 基于Web的网络应用3.3.1 支持Web服务的主要部分超文本 传输 协议 HTTP 超文本 标注 语言 HTML 统一资 源定 位符 URL Web系统 Web硬件与软件 Web服务器 Web浏览器21Nankai University支持Web服务的关键技术? 超文本传输协议（HTTP）? 超文本标注语言（HTML）? 统一资源定位符（URL）22Nankai University? HTTP是Web服务的应用层协议，它是超 文本文档在Web浏览器与Web服务器之 间的传输协议； ? HTML是定义超文本文档的文本语言， 它给常规的文档增加标记（tag），使一 个文档可以链接到另一个文档；允许文 档中有特殊的数据格式，同时可以将不 同媒体类型结合在一个文档中。 ? URL用来标识Web中的资源，便于用户 查找。23Nankai University超文本工作方式南开大学 学校概况 院系设置 学校概况 学校历史 张伯苓 张伯苓传 学校历史教育部 学校目录 南开大学院系设置 信息技术 科学学院信息技术 科学学院 计算机系 自动化系24Nankai University超媒体工作方式老虎 文字介绍 音频介绍 视频介绍 文字介绍视频介绍音频介绍25Nankai UniversityWeb服务的工作原理Web服务器 Web服务器互联网Web浏览器Web服务器26Nankai UniversityURL与信息定位标准的URL由3部分组成： ? 服务器类型 ? 主机名 ? 路径及文件名http://www./index.html 协议类型 主机名 路径及地址27Nankai University主页概念? 主页（home page）是指个人或机构 基本的Web页，用户访问Web网站 首先会看到主页，通过主页可以访 问该网站的信息； ? 主页包含以下几种基本元素：文本 、图像、表格与超链接。28Nankai University3.3.2 电子商务应用? 电子商务是指通过互联网Web技术开展的各种 商务活动； ? 电子商务所覆盖的业务范围主要包括： ―信息的传递与交换 ―网上订货与交易 ―网上认证与支付 ―商品的运输与配送 ―商品的售前与售后服务 ―企业之间的资源共享29Nankai University3.3.2 电子商务应用? 根据企业对企业、企业对个人的关系，电子商 务可以分为三类： ―企业与企业（business to business,B2B） ―企业与消费者（business to consumer,B2C ） ―消费者与消费者（consumer to consumer,C2C）30Nankai University3.3.2 电子商务应用? 电子商务活动之前，必须确认两件事C 一是要保证信用卡与银行账号必须是真实的； C 二是使用信用卡与银行帐号的人的身份合法。? 支持电子商务的网络信息系统要实现三个目标C 保密、完整、防抵赖? 电子商务中的网络安全技术C C C C 身份认证 数据加密 数字签名 第三方认证31Nankai University典型的电子商务系统结构银行 商家 转账请求 转账通知认证过程认证中心 认证过程订 货 信 息交 货 信 息互联网转 账 通 知转 账 请 求支付请求 支付清单 发卡机构 客户32Nankai University3.3.3 电子政务应用电子政务是通过灵活应用信息技术，实现 全部政府业务处理电子化，达到高效、方 便、透明地处理政府机关之间，政府与企 业、社会公众的全部业务服务的目的。33Nankai University电子政务服务的主要内容? 在互联网上发布政府信息，使群众可以方便地 了解政府信息。 ? 通过互联网对政府与公众之间的事务进行互动 处理，使政府能够直接听到群众的呼声，对群 众的来信和意见做出及时处理。 ? 在政府机构内部实现办公自动化，以提高政府 机构的办公效率。 ? 公务员从网络中获得机构内的工作信息和机构 外的业务信息，为日常的政务工作和领导决策 提供服务。34Nankai University电子政务系统的基本结构市民 citizen G-to-C 企业 business G-to-B 政府机关 government G-to-G 政府机关 government企业工作 人员政府公务员政府公务员35Nankai University3.3.4 远程教育应用? 远程教育通过先进的数字化音频、视频 技术，实现文字、图像和声音的同步传 输，有效地解决讲课教师与听课学生之 间的空间距离与时间的限制，最大限度 地共享优质的师资、授课环境、实验环 境等资源，实现交互式教学。36Nankai University3.3.4 远程教育应用网络教育 软件供应商远程教育教室远程教育学校 或培训机构互联网远程教育教室 网络教育 硬件供应商37Nankai University3.3.5 远程医疗应用? 远程医疗将计算机、多媒体、互联网与医疗技 术相结合，以提高诊断与医疗水平，降低医疗 开支，满足广大人民群众健康与医疗需要； ? 基于互联网的远程医疗系统利用高速网络实现 实时图像与语音的交互，实现专家与病人、专 家与医务人员之间的异地会诊、治疗与护理； ? 广义的远程医疗还应该包括远程医学教育、远 程医疗保健咨询。38Nankai University3.3.6 搜索引擎应用? 搜索引擎作为运行在Web上的应用软件 系统，它以一定的策略在Web上搜索和 发现信息，对信息进行理解、提取、组 织和处理，它将极大地提高Web应用的 广度与深度； ? 搜索引擎基本上可以分为两种：目录导 航式搜索引擎与网页搜索引擎，业界使 用“搜索引擎”术语时，通常是指网页搜索 引擎。39Nankai University3.3.6 搜索引擎应用? 1990年,麦基尔大学研究人员开发Archie软件, 它的基本工作原理和搜索引擎相同,被人们称为 是现代搜索引擎的鼻祖； ? 1993年，Matthew Gray开发了Web Wanderer ，这是第一个利用HTML网页之间的链接关系 来监测Web发展规模的“机器人”程序。 ? 1994年7月，Michael Mauldin将John Leavitt的 蜘蛛程序接入其索引程序，创建了大家现在熟 知的Lycos，成为第一个现代意义的搜索引擎。40Nankai University3.3.6 搜索引擎应用? 1994年4月，斯坦福大学的David Filo和杨致远 共同创办了Yahoo！网站，成为在门户网站上 提供搜索引擎服务的样板； ? 2000年，几个美国留学的华人学者回国创业， 创建“百度”搜索引擎； ? Google最初起源于斯坦福大学的BackRub项目 ，当时主要由Larry Page和Sergey Brin两名学生 负责。1998年，BackRub项目更名为Google， 并且走出校园成立为公司。41Nankai University基于全文搜索的搜索引擎的组成? 搜索器 ? 索引器 ? 检索器 ? 用户接口42Nankai University搜索器 ? 搜索器要根据一个事先制定的策略确定一个 URL列表，而这个列表通常是从以前访问纪录 中提取，特别是一些热门站点和包含新信息的 站点。 索引器 ? 索引器的功能是理解搜索器获取的信息，进行 分类并建立索引，存放到索引数据库或目录数 据库中。43Nankai University检索器 ? 检索器的功能是根据用户输入的搜索关 键字，在索引库中快速检索出文档。用户接口 ? 用户接口用于输入查询要求，显示查询 结果，提供用户反馈意见。44Nankai University3.4 博客、播客、网络电视与网络电话应用 3.4.1 博客的特点? 博客（blog）又称为网络日志（Weblog），它 是以文章形式在互联网上发表和共享信息，在 技术上属于网络共享空间，在形式上属于个人 互联网出版的应用，也是人们在互联网上思想 交流的一种新的方式； ? 博客服务提供商（BSP）网站为博客使用者开 辟一个共享空间，使用者使用文字、视频、图 片或链接建立自己个性化的信息共享空间。45Nankai University博客的分类? 以个人的记事、表达、交流为主的博客 ，它记录个人真实生活的日记，和对某 一类问题的认识与感悟，即个人博客； ? 由共同关心某一类问题的人、或某个团 体的博客社区； ? 以学术专题讨论为主形成的关于技术研 讨的博客社区； ? 以新闻时事的发表、转载与评论的博客 社区。46Nankai University博客产业链的结构网络博客服务提供商 BSP 博客作者 搜索引擎 运营商 博客读者互联网出版社网络广告商47Nankai University3.4.2 播客应用? 播客（podcast）成为继网络电话（VoIP ）、网络电视（IPTV）之后，又一种新 的互联网应用。播客是基于互联网的数 字广播技术之一； ? 用户自己也可以制作节目，并传输到网 上共享。由于播客技术继承传统播音的 大众性，又增加收听节目的灵活性，听 众选择节目与参与节目的主动性、互动 性，因此它很快就受到年青人的青睐。48Nankai University3.4.3 网络电视应用? 网络电视（IPTV）是通过宽带IP网 络传输，可以实行与用户的互动点 播，同时可以方便地将传统电视服 务与Web浏览、E-Mail与其他互联 网服务相结合；? 推动IP电视应用增长的三大动力是 新兴市场、用户提供内容与广告。49Nankai University3.4.4 网络电话与无线网络电话应用网络电话的基本概念? IP电话业务定义：利用IP协议，通过IP网络提供 或通过电话网络和IP网络共同提供的电话业务； ? 传统电话与IP电话系统的区别：PSTN PSTN（a）传统的电话系统互联网（b）IP电话系统50Nankai UniversityIP电话与传统电话的比较项目 IP电话 传统电话传输网络交换方式 带宽利用率互联网分组交换 高PSTN电路交换 低使用费用话音质量低低高高51Nankai UniversityIP电话系统结构示意图H.323MCU 目录服务器 认证服务器 关守???电话机???PSTNInternet 互联网网关 网关ISDN电话机???多媒体计算机 多媒体计算机52Nankai UniversityIP电话系统组成（1）终端设备 ? IP电话系统的终端设备可以是传统电话机，也 可以是装有相应软件的计算机； ? 它们分别接入PSTN或互联网，实现实时的语 音或多媒体通信。 网关 ? 网关的主要功能是实现互联网、电话交换网 PSTN与综合业务数字网ISDN之间的连接与协 议转换。53Nankai UniversityIP电话系统组成（2）多点控制单元（MCU） ? 多点控制单元的主要功能是管理互联网网络会 议应用中的多点通信。 后端服务器 ? 关守 ? 认证服务器 ? 呼叫统计服务器 ? 账户服务器 ? 目录服务器54Nankai UniversityIP电话系统组成（3）后端服务器 ? 关守用于网络管理，根据电话交换机提供的用 户主叫号码，判断该用户是否为合法用户； ? 计费数据库开始进行实时计费； ? 认证服务器维护所有用户的账户结算与服务类 型信息； ? 呼叫统计服务器提供呼叫使用的收费标准与使 用时间； ? 目录服务器提供被叫电话号码，以及与它最近 的网关IP地址信息。55Nankai University无线IP电话结构示意图Web服务器 目录服务器 认证服务器 关守无线接入点电话机 无线接入点 路由器 无线通信网 基站 手机 无线接入点 手机 手机???PSTNInternet 互联网路由器 网关56Nankai University3.5 基于P2P的网络应用P2P网络应用 文件共享类P2P应用 多媒体传输类P2P应用 即时通信类P2P应用 共享存储类P2P应用 协同工作类P2P应用 P2P分布式计算类应用57Nankai University3.5.1 文件共享P2P软件? 典型的P2P文件共享类软件有 Napster、BitTorrent、Gnutella等； ? P2P文件共享系统不仅可以共享MP3 文件（通常是3～8MB），而且可以 共享视频（通常是10MB～1GB）， 以及软件、文档和图片等信息。58Nankai University3.5.2 即时通信P2P软件? ICQ ? MSN ? QQ ? Skype? Gtalk ? 雅虎通 ? 网易泡泡59Nankai University3.5.3 流媒体P2P软件基于互联网的网络电视的应用推动P2P 技术在流媒体应用中的研究； 典型的流媒体P2P软件有： ? AnySee ? PPLive ? TvAnts60Nankai UniversityAnySee结构示意图互联网 AnySee编码服务器 父结点 节目源 结点 多播树 子结点黄页服务器历史信息 记录服务器61Nankai University3.5.4 共享存储P2P软件共享存储P2P软件主要有：? Tapestry ? OceanStore ? Pastry62Nankai UniversityOceanStore系统的结构Pool PoolPool Pool PoolPool Pool63Nankai University3.5.5 分布式计算P2P软件? 分布式计算P2P软件主要有： GPU、ETI@home； ? 其中，SETI@home能提供47种不同CPU与操作 系统的客户端软件（setiathome.ssl. berkeley.edu 或/seti）。研究人员已超 过500万人。从1999年5月至2004年5月，已累计 近200万年的CPU计算时间，进行5×1021次浮点 运算，处理超过13亿个数据单元。64Nankai University3.5.6 协同工作P2P软件? Groove Virtual Office最早是美国Groove Network公司的产品，它是一种典型的P2P协 同工作软件； ? 最初的产品名字是“Groove Workspace”，意思 是在Groove虚拟办公室营造一个互联网的协同 工作空间； ? 利用Groove软件创作的虚拟办公室环境，一个 公司内部的不同工作组之间，几个合作公司的 工作人员之间，或一个办公室与出差在外的工 作人员之间，都可以方便地协作。65Nankai University本章总结（1）? 互联网应用发展基本可以分成3个阶段。第一 阶段的特点是：互联网只提供基本的网络服务 功能。第二阶段的特点是：Web技术促进互联 网在电子政务、电子商务、远程医疗与远程教 育等方面得到快速发展。第三阶段的特点是： 基于P2P网络应用将互联网应用又推向一个新 的更高的阶段；? 互联网应用系统的工作模式可以分为：C/S模 式与P2P模式。66Nankai University本章总结（2）? 近年出现一些基于Web和P2P网络的新应 用，例如搜索引擎、网络电话、网络电 视、网络视频，以及博客、播客、即时 通信、网络游戏、网络广告等新服务， 同时也给互联网产业与现代信息服务业 增加新的产业增长点。 ? 4．搜索引擎作为运行在Web上的应用软 件系统，它极大地提高Web技术应用的 广度与深度。67Nankai University本章总结（3）? P2P是一种客户结点之间以对等方式，通过直接交换信息实现资源共享的工作 模式。P2P技术已广泛应用于实时通信、 协同工作、内容分发与分布式计算等领 域，是当前网络技术研究的热点问题之 一。68
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计算机网络第2章 互联网应用技术与应用层协议
第2章 互联网应用技术与应用层协议? 互联网应用技术的发展 ? 互联网应用系统的工作模型? C/S与P2P工作模式的异同? 基于C/S工作模式的网络应用类型 ? 网络应用协议分析与应用2.1互联网应用技术发展与工作模式2.2.1 互联网应用技术发展的3个阶段基本的 网络服务 ? ? ? ? ? TELNET E-mail FTP BBS Usenet ? ? ? ? ? 基于 Web的 网络服务 Web 电子商务 电子政务 远程教育 远程医疗 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 新的 网络服务 网络电话 网络电视 搜索引擎 博客 播客 即时通信 网络游戏 网络广告 网络出版 网络地图 网络存储互联网应用的发展趋势2.1.2 互联网端系统与核心交换的基本概念1. 互联网边缘部分和核心交换部分端系统：服务器端 C/SC/S端系统：客户端端系统：客户端互联网核心交换部分P2Pa)端系统：服务器端C/S P2P端系统：客户端 互联网核心交换部分C/S端系统：客户端互联网边缘部分b)2.1.2 互联网端系统与核心交换的基本概念2．端系统的概念 ? 端系统（end system）：网络边缘部分的用户设备。 ? 端系统运行FTP应用程序、E-mail应用程序、Web应用程序、或P2P文件 共享程序、即时通信程序等的计算机。? 未来网络应用中，端系统的主机类型将从计算机扩展到所有能够接入互联网的设备（如PDA、移动电话、数码相机、电视机、无线传感器网络 的传感器结点，以及各种家用电器）。2.1.2 互联网端系统与核心交换的基本概念3．应用程序体系结构的概念应用层应用层应用层传输层 网络层 数据链路层 物理层传输层 网络层 数据链路层 物理层传输层 网络层 数据链路层 物理层端系统端系统端系统互联网核心交换部分2.1.3 应用进程间的相互作用模式进程通信中的客户/服务器模式2.1.4 应用层C/S工作模式与P2P工作模式互联网 客户 客户 客户 客户 服务器互联网客户客户a) C/S工作模式b) P2P工作模式2.1.4 应用层C/S工作模式与P2P工作模式? C/S工作模式特点? 服务器程序在固定的IP地址和熟知的端口号上一直处于打开状态，随时 准备接收客户端的服务请求。客户端程序可以根据用户需要，在访问服 务器时打开。 ? 客户端之间不能够直接通信。 ? 客户请求数量比较多时，可由多个服务器组成的服务器集群构成虚拟服 务器。? 服务器程序与服务器在应用层C/S工作模式中，作为端系统的计算机可以分为客户端与服务器端。服务器程序与客户程序是协同工作的两个部分。2.1.4 应用层C/S工作模式与P2P工作模式? 采用C/S模式原因：网络资源分布的不均匀性 ① 网络中计算机系统的类型、硬件结构、功能都存在着很大的差异 ② 从软件角度来看，大型应用软件都是安装专用服务器中，合法用户需要 通过互联网访问服务器，使用网络资源。③ 从信息资源角度来看，数据、文本、图像、音视频资源存放在服务器中，合法用户可以通过互联网访问这些信息资源。这样做对保证信息资源使 用的合法性与安全性，以及保证数据的完整性与一致性2.1.4 应用层C/S工作模式与P2P工作模式P2P模式特征? 网络结点之间采取对等方式，通过直接交换信息共享计算机资源和服务。 ? 应用于实时通信、协同工作、内容分发、分布式计算等领域。 通信模式：网络中对等结点之间直接通信的能力。 基本特征：互联网中由对等结点组成的一种动态的逻辑网络。实现技术：实现对等结点之间直接通信所需设计的协议、软件等。? P2P网络并不是一个新的网络结构，而是一种新的网络应用模式 ? 纯P2P模式、P2P与C/S的混合模式2.1.4 应用层C/S工作模式与P2P工作模式P2P模式特征? 纯P2P模式 所有结点地位是平等的，以对等方式直接通 信。没有需要一直打开的专门服务器程序。 ? P2P与C/S的混合模式共享文件是在两个对等结点之间直接传输，但是提出共享请求的结点需要通过一个查询服务 器找到当前打开的对等结点的地址2.1.4 应用层C/S工作模式与P2P工作模式? P2P与C/S模式区别与联系? 传统互联网资源共享是以服务器为中心的C/S工作模式，服务提供者与服务使用者之间的界限是清晰的。 ? P2P网络淡化了服务提供者与服务使用者的界限，所有结点同时身兼服务提供者与服务使用者的双重身份。? P2P进一步扩大网络资源共享范围和深度，提高网络资源利用率，使信 息共享达到最大化。四、应用层C/S工作模式与P2P工作模式? P2P网络发展的背景? 网络操作系统设计思想的基础是网络用户资源共享模式。 ? 网络操作系统的发展过程经历了从对等到不对等的交替发展过程， 为实现网络资源共享的P2P技术的发展奠定了基础。? 从事物发展“螺旋式上升”规律角度去认识P2P技术的发展? 从信息资源存储格局变化的角度去认识P2P技术的发展 ? 在不同技术发展阶段，人们对网络应用关注的重点也不同2.1.5 网络应用与应用层协议1．网络应用与应用层协议的基本概念 网络应用：E-mail、FTP、TELNET、Web、IM、IPTV、VoIP 基于网络的金融应用系统、电子政务、电子商务、远程医疗、远程数据存 储等。应用层协议：网络应用主要组成部分。规定应用程序进程之间通信所遵循的通信规则，包括：如何构造进程通信报文、报文应包括的字段、每个 字段意义、交互过程等。2.1.5 网络应用与应用层协议2．应用层协议的基本内容 ? 交换报文的类型。如请求报文与应答报文。? 各种报文格式与包含的字段类型? 对每个字段意义的描述。 ? 进程在什么时间、如何发送报文，以及如何响应。 3．应用层协议的类型 ? 标准网络应用：E-mail、FTP、TELNET、Web等，? 专用应用层协议：很多P2P共享文件的应用层协议属于专用协议。2.1.6 网络应用对传输层协议的选择? 根据网络应用的实际需求，决定选择传输协议：TCP、UDP。TCP协议提供的服务：功能完善、面向连接、可靠传输服务 ? 支持可靠的面向连接服务 ? 支持字节流传输服务 ? 支持全双工服务 UDP协议提供的服务：简单、高效传输服务 ? 无连接、不可靠的传输 ? 无提供拥塞控制机制? 不提供最小延时保证2.1.6 网络应用对传输层协议的选择? 选择TCP协议时需要注意的问题（1）TCP协议的拥塞控制机制的设计思想是在网络出现拥塞之后，抑制客 户或服务器的发送进程，减少发送的数据数量，以便缓解网络拥塞。 （2）通过研究TCP协议发现的特点发现，TCP协议不能保证最小的传输速 率，也不能保证最小传输延时。 （3）TCP协议能保证数据字节按照流方式传送到目的进程，但是不能保证 最小的传输速率和传输延时。应用层协议与传输层协议的关系网络应用类型 E-mail 应用层协议 SMTP 传输层协议 TCPTELNETWeb FTP DNS 流媒体 VoIPTELNETHTTP FTP DNS Real Network Net2phoneTCPTCP TCP UDP或TCP UDP或TCP UDP2.1.7 网络应用对低层提供服务的要求? 传输层：为网路应用提供服务质量（QoS），传输可靠性、带宽、延时 ? 多媒体网络应用对端到端的服务质量要求：带宽、延时、抖动、误码率 等2.2 Web服务与HTTP协议2.2.1 Web服务的基本概念 1. 支持Web服务的关键技术 ? 超文本传输协议HTTP Web服务应用层协议，超文本Web硬件与软件 超文本 传输协议 (HTTP) 超文本 标记语言 (HTML) 统一资源 定位符 (URL) Web服务器 Web浏览器在浏览器与Web服务器之间的传输协议。 ? 超文本标记语言HTMLWeb系统文档中的特殊数据格式，一个文档可以链接到另一个文档。 ? 统一资源定位符URL标识Web中的资源，以便于用户查找。2.2.1 Web服务的基本概念2. 超文本与超媒体的基本概念? 在Web系统中，信息按超文本方式组织? 超媒体进一步扩展了超文本所链接的信息类型深圳大学 深大概况 院系设置深大概况 学校领导 校园图片学校领导教育部 学校目录 深圳大学院系设置 计算机与 软件学院计算机与 软件学院 师资队伍 科研信息2.2.1 Web服务的基本概念3. Web的工作方式 Web系统C/S模式校园 文字介绍文字介绍音频介绍视频介绍音频介绍音频介绍2.2.1 Web服务的基本概念4. 主页概念 用户访问Web网站看到的第一个页面，通过主页访问网站信息。 主页基本元素： ? 文本（text）：最基本元素，就是通常所说的文字。 ? 图像（image）：Web浏览器通常识别GIF与JPEG图像格式。 ? 表格（table）：类似Word表格，表格单元内容通常为字符类型。 ? 超链接（hyperlink）：用于链接网页。2.2.2 HTTP的工作机制1．URL与信息资源定位 ? 提供Internet上资源定位、访问方式的一种抽象表示方法。 ? 由3部分组成：协议类型、主机名、路径及地址。 ? 通过Web浏览器，URL不仅能漫游Web网，也能用于FTP、E-mail和 TELNET等。http://www./szu2007/index.html协议类型 主机名 路径及地址URL格式： 访问方式://服务器域名[:端口号]/路径/文件名 访问Web网站要使用的HTTP协议 ，其形式为： http://服务器名[:端口号]/路径/文件名2.2.2 HTTP的工作机制1．URL与信息资源定位 URL（:冒号左边）指明了URL的访问方式：（1）http：超文本传输协议（HTTP）；（2）ftp：文件传输协议（FTP）； （3）telnet：交互式会话 ； （4）mailto：电子邮件地址。 ? HTTP的默认端口号是80（可以省略）。? 路径/文件名用于直接指向服务器中的某一个文件? 省略路径和文件名，则URL就指向了Internet上的某个主页。2.2.2 HTTP的工作机制2．无状态协议的概念? HTTP使用面向连接的TCP协议，客户端Web浏览器要与Web服务器之间 建立一个TCP连接。? TCP连接建立后，浏览器进程发送HTTP请求报文，并接收应答报文。? Web服务器接收HTTP请求报文，并发送应答报文。 ? TCP提供可靠服务保证客户进程发送的HTTP请求正确到达服务器端。服 务器进程发送HTTP应答报文也正确达到客户端。 ? Web服务器发送HTTP应答报文时，不保存浏览器的任何请求状态信息（ 属于无状态协议）2.2.2 HTTP的工作机制HTTP协议两种状态：非持续连接、持续连接 3．非持续连接（HTTP1.0） 非持续连接每次请求/响应都要建立一次 TCP连接。 例如：一个网页包括一个HTML文件和105个Web 客户端 发起TCP 连接Web 服务器建立TCP 连接时间 RTT请求文件GIF图像文件（106个对象），那么浏览器工作过程为： 缺点：必须为每个请求对象建立和维护一个访问Web 文档 连接时间 RTT发送 HTML文件接收 HTML文件新的TCP连接。客户端 时间 服务器端 时间2.2.2 HTTP的工作机制4．持续连接（HTTP1.1）? 持续连接时，服务器在发出响应后保持该TCP连接，相同的客户端进程 与服务器端之间的后续报文都通过该连接传送。例如：一个网页包括一个HTML文件和8个JPEG图像文件，所有请求与应答报文都通过一个持续TCP连接来传送。 工作方式： ? 非流水线 客户端只有在接收到前一个响应时才能发出新的请求? 流水线客户端在没有收到前一个响应时就发出新的请求2.2.3 HTTP报文格式1．HTTP请求报文结构Web客户端键盘 浏览器请求行 空格 方法报头空白行 空格正文URLHTTP版本请求 TCP IP 数据链路层 物理层 协议类型 主机名 路径或地址Http://csse.case/netlab.asp图4-27 HTTP协议请求与应答的过程2. HTTP应答报文结构代码 短语 说明100101ContinueSwitching请求的开始部分已经被接受，客户可以继续他的请求服务器同意客户的请求，切换到更新报头中定义的协议200201 202 204 301 302 304 400 401 403 404 405 406 500 501 503OkCreated Accepted No accepted Multiple choices Moved permanently Moved temporarily Bad request Unauthorized Forbidden Not found Method not allowed Not acceptable Server error Not implemented Service unavailable请求成功新的URL被创建 请求被接受，但还没有马上起作用 报文中没有内容 所请求的URL指向多个资源 服务器已经不再使用所使用的URL 所请求的URL已暂时地移走 在请求中有语法错误 请求缺乏适当的授权 服务被拒绝 文档未发现 URL不支持 所请求的格式不可接受 服务器端出错 所请求的动作不能完成 服务器暂时不可使用，但以后可能接受请求2. HTTP应答报文结构Web服务器 Web 服务器请求行报头空白行正文HTTP版本 响应 TCP IP 数据链路层 物理层 空格状态码 空格状态短语3. 请求报文、应答报文的报头结构请求报文 请求行 应答报文 请求行通用头部 请求头部 正文头部通用头部 应答头部 正文头部一个空行一个空行正文正文图4-30 请求报文与应答报文的报头结构4.请求报文、应答报文的交互过程Web客户端 请求（GET方法） GET/usr/bin/image1 HTTP/1.1 Accept:image/gif Accept:image/jpeg 应答 HTTP/1.1 200 ok Date:San,1-Feb-09 8:30:10 GMT Server:szu MIME-version:1.0 Content-length:2048 （文档内容）Web服务器端Web客户端 请求（HEAD方法） HEAD/usr/bin/fike1.html HTTP/1.1 Accept:*/* 应答 HTTP/1.1 200 ok Date:San,1-Feb-09 8:30:10 GMT Server:szu MIME-version:1.0 Content-type:text/html Content-length:2048Web服务器端Web客户端请求（POST方法）Web服务器端POST/cgi-bin/doc.p1 HTTP/1.1 Accept:*/* Accept:image/gif Accept:image/jpeg Content-length:64 （输入的信息） 应答 HTTP/1.1 200 ok Date:San,1-Feb-09 8:30:10 GMT Server:szu MIME-version:1.0 Content-length:2048 （文档的正文）图4-31 使用GET方法读取图像图4-32 使用HEAD方法读取HTML文档信息图4-33 使用POST方法向服务器发送数据4.请求报文、应答报文的交互过程Web客户端Web服务器端服务器 键盘 浏览器 显示器请求应答请求应答TCP IP 数据链路层 物理层TCP IP 数据链路层 物理层互联网2.2.4超文本标记语言HTML1. HTML的标记粗体字开始粗体字结束A set of layers and protocol is called a &B& network architecture &B&.用粗体字表示的正文2.2.4超文本标记语言HTM1. HTML的标记&HTML& &HEAD& &TITLE&文档的标题&/TITLE& &/HEAD& &BODY& &P&文档的段落&/P& &P&文档的另一段落&/P& &/BODY& &/HTML&2. Web文档类型Web文档3种类型：静态文档、动态文档、活动文档静态文档Web 客户端 请求报文Web 服务器端应答报文图4-37 静态文档的访问过程2. Web文档类型动态文档、活动文档程序 程序Web客户端 请求报文 a)Web服务器端Web客户端 请求报文 a) 程序Web服务器端程序程序Web客户端 b)Web服务器端文档Web客户端 b 应答报文 b) 文档Web服务器端程序程序文档 程序 Web客户端 应答报文 c) c) Web服务器端 Web客户端 Web服务器端2.2.5 Web浏览器1．Web浏览器的基本功能（1）查找、启动与终止链接 （2）查看内嵌图像与外部图像（3）历史与书签的使用（4）改变式样、字体与色彩 （5）保存与打印主页 （6）设置起始页2.2.5 Web浏览器2．Web浏览器的结构HTML解释器 控制器 键盘 可选解释器 驱 动 器 显示器HTML客户可选客户网络接口 Web浏览器与远程服务器通信2.3 基于Web网络应用2.3.1 电子商务应用1. 电子商务基本概念 通过互联网Web技术开展的各种商务活动划分三类：? 企业与企业（B2B） ? 企业与消费者（B2C） ? 消费者与消费者（C2C）2.3.1 电子商务应用2. 电子商务中的网络技术 电子商务要实现三个目标： 保密、完整、防止抵赖。 网络安全技术：身份确认、数据加密、数字签名、第三方认证2.3.1 电子商务应用3. 电子商务系统的结构 系统包括：客户、电子商店、收单银行、发卡银行、物流公司、认证中心2.3.1 电子商务应用4. 电子商务体系结构 ? 网络平台层 硬件基础设施，包括：企业内网、企业外网、商业增值网、服务平台服务商 ? 信息发布层商务信息：企业介绍、产品介绍、市场动态、促销信息等交易信息：商品交易活动中的主要内容 ? 电子商务层 网上商务活动服务功能2.3.2 电子政务应用1. 电子政务的基本概念? 在互联网上发布政府信息，方便地了解政府信息。? 政府与公众之间的事务进行互动处理，使政府能够直接听到群众的呼声 ? 政府内部实现办公自动化，提高政府机构办公效率。? 公务员获得机构内外的工作业务信息，为政务工作和领导决策提供服务2. 电子政务的作用和意义 ? 转变政府工作方式，提高政府工作效率 ? 提高政府领导机构科学决策的水平 ? 充分利用信息资源，降低管理和服务成本? 实施电子政务，促进政府机构改革2.3.2 电子政务应用3. 电子政务的类型政府机关之间（G-to-G）政府对企业（G-to-B） 政府对市民（G-to-C）市民 citizenG-to-C 企业 business G-to-G 政府机关 government G-to-G 政府机关 government企业工作人员政府公务员政府公务员2.3.3 MOOC应用1. MOOC的基本概念MOOC（Massive Open Online Course）称为大规模在线开放课程，是一种 新的课程模式，具有比较完整的课程结构。2. MOOC的起源与发展起源于加拿大。2008年加拿大阿萨巴萨卡大学的乔治.西门子和斯蒂芬.唐 斯基于联通主义的学习理论模型，首次提出了MOOC，并创建了全球第 一个cMOOC类型的课程。 北京大学和清华大学等高校相继与美国MOOC平台签约，面向全球免费开 放了15门在线课程。 深圳大学更是牵头组建了全国地方高校优课联盟，首批有深圳大学、贵州 大学、苏州大学、首都师范大学、云南大学等56所高校加盟，2.3.3 MOOC应用3. MOOC的优势（1）MOOC上的课程建立知识模块化的课程体系 （2）MOOC上的课程都配有在线测试，辅助教学效果（3）名校名课免费向全球开放（4）MOOC课程具有广泛的学生学习，从中产生了大量的学习数据 （5）对于MOOC课程的学习感受以及心得、问题，学习者可以利用社交 软件构建学习共同体，展开广泛交流和探讨 （6）MOOC课程将同现有的教育课程体系有效和灵活的结合2.3.4 远程医疗应用1. 远程医疗的基本概念 全新的医疗服务模式。结合计算机、多媒体、 互联网技术、医疗技术，提高诊断与医疗水平 2. 远程医疗技术研究的发展 在互联网基础上，将信息技术与医疗技术全面结合，远程机器人在互联网支持下辅助外科完成。3. 远程医疗技术的应用范围 远程医疗诊断系统、远程医疗会诊系统、远程医疗教育系统，远程病床监护 系统。2.3.5 搜索引擎应用1. 搜索引擎技术研究的背景 ? 互联网中的信息量呈爆炸性增长。全球Web页面数量已超过40亿，中国 网页数量估计超过3亿 ? 不能快速提高搜索技术水平，大大降低网络资源利用率，资源浪费，成 为“信息垃圾”。搜索引擎分为两种：? 目录导航搜索引擎 ? 网页搜索引擎2.3.5 搜索引擎应用2. 搜索引擎技术发展的过程 ? 1990年开发第一个Archie搜索软件 ? 1994年4月，斯坦福大学的David Filo和杨致远共同开发Yahoo搜索 ? 1997年10月，北京大学计算机系在CERNET上推出天网搜索 ? 1998年，BackRub项目组开发Google? 2000年，美国留学华人学者回国创业，创建“百度”搜索引擎2.3.5 搜索引擎应用3. 搜索引擎的基本工作原理与结构2.3.5 搜索引擎应用4. 搜索引擎的发展趋势 两个发展方向： ? 文本自动分类技术。在搜索引擎中对网页自动分类，形成高信息覆盖率 、高查询准确性的搜索服务。 ? 下一代搜索引擎（深层搜索）。深层搜索到与Web页链接的数据库的信息。下一代跨媒体的搜索引擎，通过统一的界面和单一的提问，就能获得以各 种媒体形式存在的语义相似的结果。2.4 电子邮件服务与邮件协议电子邮件服务的发展过程? 互联网上使用最广泛的一类服务 ? 传输各种格式文本信息、图像、声音、视频等多种信息 ? 1971年，公布第一个关于电子邮件的文档（RFC196）。 ? 1982年，公布简单邮件传输协议（SMTP）标准（RFC821、822）。? 1993年，提出通用互联网邮件扩充（MIME）标准。? 1996年，公布草案标准，邮件说明类型（文本、语音、图像、视频。） ? 2001年，公布SMTP新标准（RFC821、822）。2.4.1. 电子邮件服务的基本概念1. 电子邮件服务? 电子邮件与社会中邮政系统有相似的结构与工作规程。 ? 邮件服务器是互联网邮件服务系统的核心 ? 负责接收网络送来的邮件，并根据收件人地址转发到接收方的邮件服务 器中；? 负责接收由其他邮件服务器发来的邮件，并根据收件人地址分发到相应的电子邮箱中。2.4.1. 电子邮件服务的基本概念2. 电子邮箱的概念要使用电子邮件服务，首先要拥有一个电子邮箱。 电子邮箱由提供电子邮件服务的机构（ISP）为用户建立。csse@用户名 主机名2.4.1. 电子邮件服务的基本概念3. 电子邮件服务的工作过程5个步骤：编写邮件、提交邮件、交付邮件、接收与处理邮件、读取邮件发送方接收方邮件客户端 互联网邮件客户端邮件客户端邮件客户端2.4.2 电子邮件系统基本功能主要功能包括： （1）邮件发送者把邮件信息发送给接收者，接收者可以是一个或多个。 （2）可以发送多媒体信息（数据、文件、文字、声音、图像、图形)。 （3）发送者或接收者可以是Internet以外的用户。（4）电子邮件发送/接收软件可以与用户的其他软件集成。（5）具有较强管理和监控功能，以利于系统维护、改善系统运行性能。 （6）方便用户使用，如支持多种语言文本、邮件优先权等。2.4.2电子邮件系统基本功能能协议组成：（1）传输方式的协议 ? 简单邮件传输协议SMTP。? 通用Internet邮件扩展协议MIME（2）邮件存储访问协议 ? 邮政协议第3版POP-3? Internet邮件访问协议第4版IMAP-4（3）目录访问方法的协议 ? 轻型目录访问协议LDAP2.4.3 电子邮件系统结构与工作原理1．电子邮件系统结构发送邮件缓冲区 用户 发邮件 客户 （发送邮件） 发送邮件的 TCP连接用 户 接 口 用户邮箱用户 读邮件服务器 （接收邮件）接收邮件的 TCP连接 端口号25用户代理 UA报文传送代理 MTA2.4.3 电子邮件系统结构与工作原理1．电子邮件系统结构 ? 用户接口UA（发送和接收邮件） 撰写、显示、处理 ? 报文传送代理 MTA（邮件发送给接收方，从网络接收邮件） CS方式传送/接收、报告邮件传送情况MTA 发送 UA MTS MTA MTA MTA 接收 UA工作原理2.4.3 电子邮件系统结构与工作原理2．邮件报文传输过程DNS系统 邮件服务器B (2) (6)(1) 网络A 邮件服务器A(3)网络B (5) (3)网络C (6)(1)主机B 主机A DNS系统 (4) 邮件服务器C2.4.4 邮件报文交付的3个阶段第1阶段 (SMTP) 第2阶段 (SMTP) 第3阶段 (POP3/IMAP4 )互联网 邮件服务器邮件服务器SMTP客户SMTP服务器SMTP服务器邮箱/邮件存取 服务器用户 读取邮件2.4.5 SMTP协议的基本内容1．SMTP命令和应答MTA 客户命令 MTA 服务器应答 图4-16 SMTP的命令和应答关系SMTP命令 关键词 HELO MAIL FROM RCPT TO DATA 变 量 代码 220 221 250 251 SMTP应答 说 明发送端的主机名 发信人 预期的收信人 邮件主体服务就绪 服务关闭传输通道 请求命令完成 用户不是本地的，报文将被转发QUITRSET VRFY EXPN HELP 需要验证的收信人名字 需要扩展的邮件发送清单 命令名354450 500 502 552开始邮件输入邮箱不可使用 语法错，不能识别命令 命令未实现 所请求的动作异常终止，存储位置超过553所请求的动作未发生，邮箱名不允许使用2.4.5 SMTP协议的基本内容2．邮箱报文的封装MAIL FROM : csse@ RCPT TO: cs@ From: software school To: computer science Date: 29/05/2010 Subject: network book Dear Sir : All my student liked your lastest book. Thanks for your help . Zhang San图4-17 邮件报文结构信 封首 部主 体2.4.5 SMTP协议的基本内容3．报文格式（1）所有报文都是由ASCII码组成。（2）报文由报文行组成，各行之间用回车、换行符分隔。 （3）报文的长度不能超过998个字符。 （4）报文行的长度≤78个字符之内（不包括回车换行符）。 （5）报文中可包括多个首部字段和首部内容。（6）报文可包括一个主体，主体必须用一个空行与其首部分隔。（7）除非需要使用回车与换行符，否则报文中不使用回车与换行符。2.4.5 SMTP协议的基本内容4．邮件报文传送过程（1）连接建立MTA 客户 MTA 服务器① 220，服务就绪② HELO：③ 250， OK图4-18 连接建立过程MTA 客户 ① MAIL FROM : csse@MTA 服务器2.4.5 SMTP协议的基本内容4．邮件报文传送过程（2）报文传送② 250,OK ③ RCPT TO:lunan@ ④ 250,OK ⑤ DATA ⑥ 354,start mail input信 封首 ⑦ From:csse To:Lu Nan Date:5/18/2010 Subject:network book 空行 Dear SirAll my students liked your last book. . . .部主 体csse.⑻ 250,OK图4-19 报文传送过程2.4.5 SMTP协议的基本内容4．邮件报文传送过程（3）连接终止MTA 客户 MTA 服务器QUIT221,关闭服务图4-20 连接终止过程2.4.6 MIME协议的基本内容? MIME是SMTP辅助协议（非邮件传输协议），不能替代SMTP协议。? 允许非7位ASCII码数据通过SMTP传输From:csse@ To:lunan@ Subject:network book MIME-Version: 1.0 Content-Transfer-Encoding:base64 Content-Type:image/jpeg(base-64 encoded data ? )2.4.7 POP3、IMAP4协议、POP3 客户 用户名 OK password OK 清单 清单与大小 读取邮件 1 邮件 1. . .POP3 服务器基于Web电子邮件1．POP3协议（邮件读取协议）读取邮件 邮件2.4.7 POP3、IMAP4、基于Web电子邮件2．IMAP4协议 与POP3相似，功能更强 ? 下载邮件之前检查邮件头部。 ? 下载邮件之前可用特定字符串搜索电子邮件的内容。 ? 可以下载部分电子邮件。 ? 可以在邮件服务器上创建、删除、更名邮箱。 ? 存放电子邮件可以在文件夹中创建分层次的邮箱2.4.7 POP3、IMAP4、基于Web电子邮件3．基于Web的电子邮件 ? 20世纪90年代中期，Hotmail开发了基于Web的电子邮件系统。 ? 目前几乎所有门户网站都提供基于Web的电子邮件，使用Web浏览器收 发邮件。? 基于Web电子邮件，用户代理就是Web浏览器，用户与远程邮箱之间的通信使用的是HTTP协议，而不是POP3或IMAP4协议。 ? 邮件服务器之间的通信仍然使用SMTP协议2.5 文件传输服务与FTP、TFTP协议2.5.1 文件传输的基本概念 1. FTP文件服务 ? FTP允许用户将文件从一台计算机保证可靠传输到另一台计算机。? 使用FTP服务，用户可以方便地访问网络文件资源。不需要对文件进行转换，服务效率高 ? 1971年4月，公布第一个FTP协议标准（RFC114）2.5.1 文件传输的基本概念2. FTP服务的工作过程 ? 采用典型的C/S模式，传输层选择TCP协议 ? FTP服务器：提供FTP服务的计算机。 ? 下载：本地计算机用户（客户）将文件从FTP服务器传输到客户的过程。? 上传：客户端将文件从本地计算机传输到FTP服务器的过程。下载文件互联网文件FTP服务器端上传FTP客户端2.5.1 文件传输的基本概念3. 匿名FTP服务? 在FTP服务器上建立一个公开账户（通常为Anonymous），并赋予该账 户访问公共目录的权限，以便提供免费的服务。 ? 要访问匿名服务FTP，不需要输入用户名与用户密码（也可以用 “Anonymous”作为用户名，用“Guest”作为密码； ? 匿名FTP服务只允许用户下载文件，不允许用户上传文件2.5.1 文件传输的基本概念4. TFTP协议： 简化FTP版本。1981年公布TFTP协议标准 FTP、TFTP协议比较① 对传输可靠性的要求。FTP面向连接、可靠；TFTP简洁、采用UDP。② 协议的命令集。FTP制定发送/接收文件、列出目录与删除文件等复杂 命令；TFTP协议只定义文件发送/接收基本命令。③ 数据表示方式。FTP指定数据类型，TFTP协议只允许传输ASCII码或二进制文本文件。 ④ 用户鉴别。FTP有登录用户鉴别功能，TFTP不提供用户鉴别功能。2.5.2 FTP协议特点（1）交互式用户界面 利用FTP命令方便与服务器对话。 （2）对文件格式说明 允许指定数据类型和格式（文本方式、二进制方式）。（3）权限控制文件传输之前，向服务器提供登录用户名和口令。2.5.3 FTP协议工作原理1．控制连接、数据连接FTP客户端 FTP服务器端用户 接口数据 进程 端口5000 TCP IP控制 进程 端口5100熟知端口号： Port21=FTP Port20=FTP-DATA控制 进程 端口21 TCP IP数据 进程 端口20控制连接 互联网 数据连接2.5.3 FTP协议工作原理2. FTP会话过程? FTP会话之前，FTP客户端使用临时端口号（如5100）与服务器端熟知端口号（21）之间连接一个控制连接。 ? 控制连接建立之后，服务器端要求客户端发送用户名和口令。 ? 服务器端接收到客户端文件传输命令后，开始发起与客户端的数据连接 。客户端使用临时端口号（如5000）与服务器端熟知端口号20之间建立 数据连接。 ? 文件下载（或上传）。 ? 数据连接上文件传输结束，关闭数据连接。2.5.3 FTP协议工作原理3．FTP客户程序常用FTP客户程序类型： ? 传统命令行 在MS-DOS控制台命令行状态下，执行FTP命令行 ? Web浏览器（ftp://192.168.153.150）浏览器用于Web访问外，还支持FTP方式登录FTP服务器，下载文件? FTP下载工具 FlashFXP、LeechFTP、CuteFTP等2.5.4 FTP交互命令、协议执行执行过程1．命令 FTP控制命令： ① USER：向服务器发送用户名。 ② PASS：向服务器发送用户口令。③ LIST：向服务器请求发送当前目录的文件列表。④ RETR（filename）：从服务器端检索当前目录指定的文件。 ⑤ STOR（filename）：将客户主机的一个文件存储到FTP服务器中2.5.4 FTP交互命令、协议执行过程2. 响应每个FTP命令，服务器至少有一个应答。主要有： ① 125：数据连接正确，准备传输文件。② 150：数据连接即将打开。③ 220：服务就绪。 ④ 221：服务关闭。 ⑤ 226：数据连接关闭。 ⑥ 230：用户注册完成。⑦ 331：用户名正确，需要传输用户口令2.5.4 FTP交互命令、协议执行客户端服务器端 控制进程客户端 数据进程服务器端 数据进程3. FTP协议执行过程控制进程① 220（服务就绪） ② USER（lunan） ③ 331（用户名正确，口令？） ④ PASS（******） ⑤ 230（用户注册完成） ⑥ PORT（5000） ⑦ 150（数据连接即将打开） ⑧ LIST/user/netnews ⑨ 125(数据连接正确)文 件 传 输文件或文件列表 ? 文件或文件列表⑩ 226（数据连接关闭） QUIT 221（服务关闭）2.6 域名系统与DNS服务 2.6.1 DNS服务的概念1． DNS的作用? 主机域名转换成IP地址 ? 能够方便访问各种网络资源Web浏览器 ②浏览器调用DNS客户端程 序，并向DNS服务器提出解析 深大Web服务器IP地址的请求 ③DNS服务器将深大Web 服务器的IP地址返回给 DNS服务器 浏览器 ④浏览器根据域名解析 得到的IP地址，向深大 Web服务器发出HTTP请求 ⑤Web服务器将用户需 要访问的网页通过HTTP 应答返回给浏览器和服务URL:http://www. ①用户通过浏览器访问 深大Web服务器? 实现互联网应用层协议的基 础Web服务器2.6.1 DNS服务的概念2．DNS系统的功能? 名字空间定义：系统提供所有可 能出现的结点命名的名字空间。名字服务器与名字解析 层次名字 体系结构 名字服务器与名字解析 层次权威 机构结构 顶级域名 体系结构 二级域 注册过程 DNS地区与 层次体系管理 名字服务器与名字解析 DNS资源记录 与主文件 名字服务器 类型与功能 名字解析 与解析过程 DNS报文格式 与注记符号? 名字注册：为主机分配在全网具有唯一性的名字。 ? 名字解析：提供有效的主机名与 网络IP地址转换机制。DNS名字结构 与命名规则域名规约域名系统（DNS）2.6.2 域名结构? 主机名字要求全局唯一，能在整个互联网通用。? 便于管理（名字分配、确认、回收）。 ? 便于映射，域名与IP地址之间映射（关键问题映射效率）。根 org com net edu gov mil int cn jp ca uk ? cctv Ibm sun hp dell ? mail hk gd sh bj org edu com net gov ? tsinghua pku fudan szu nju ? mail csnet1 ep ? mailbox www cie ? 一级（顶级）域名 二级域名 三级域名 四级域名2.6.3 DNS服务的实现1．域名空间与资源记录? 按照树形名字空间结构，域名相关数据技术规范建立 ? 域名空间树上每个结点和叶子用一组信息命名? 域名查询就是从某个域的域名集合中抽取某类特殊信息的过程2．域名服务器 ? 保存域名树结构和对应信息的服务器程序? 拥有对部分域名空间树完整信息的解析（授权服务器）? 授权服务器所管理的是“区域”（zone）域名信息 3．地址解析程序 ? 从域名服务器中检索客户请求查询的域名所对应的IP地址2.6.3 DNS服务的实现4．三者关系1）通过对本地地址解析程序系统调用，对域名系统进行访问。 2）从地址解析角度看，域名系统是由数量未知的域名服务器构成的系统，每个域名服务器存储整个域名空间树数据的一部分。3）从域名服务角度看，域名系统由相互独立（称为“区域”）的本地数据 集构成的。 DNS系统3个基本构件：域名数据库、服务、用户。2.6.4域名解析的基本原理1．域名解析的基本概念? 域名解析器：将域名转换为对应的IP地址的过程。? 控制面板→TCP/IP→属性 2．域名解析算法主机 开始? 递归解析? 反复解析构造域名解析请求包 本地域名服务器 将解析要求发往 本地域名服务器 接收域名解析请求包名字是否在本 服务器所辖子域？ Y 从数据库中取出 相应地址N哪种解析方式？ 递归解析 执行递归 解析过程反复解析执行反复 解析过程接收查询结果发送查询结果2.6.4域名解析的基本原理迭代解析第 2步 netlab.csse. 第 3步
59.37.71.87 第 1步 netlab.csse. 第 8步 210.39.2.177根域名服务器第 4步 netlab.csse.客户第 5步 csse. 本地域名服务器 210.39.15.198szu域名服务器第 6步 netlab.csse. 第 7步 netlab.csse. csse域名服务器 210.39.2.1772.6.4域名解析的基本原理递归解析第 2步 netlab.csse. 第 7步 netlab.csse. 210.39.2.177 第 6步 第 1步 netlab.csse. 第 8步 netlab.csse. 客户 210.39.2.177 本地域名服务器 netlab.csse. 210.39.2.177 根域名服务器第 3步
59.37.71.87 szu域名服务器第 5步 netlab.csse. 210.39.2.177第 4步 csse. 210.39.15.198 csse域名服务器2.6.5 域名系统的高速缓存1．复制 每个根目录被复制，该服务器副本存放在整个网络上。当一个新的网络加 入互联网时，在本地的DNS服务器中配置一个根服务器表。 2．缓存 使用高速缓存优化查询开销。每个服务器都保留了一个域名缓存，查询一 个新的域名时，服务器将该绑定的一个副本置于它的缓存中2.7 远程登录服务与TELNET协议2.7.1 TELNET协议产生的背景? 始于20世纪60年代后期，使用大型计算机时，必须首先直接连接到主机 的一个终端，使用用户名和密码登录成为合法用户之后，才能将软件与 数据输入到主机，完成科学计算的任务。 ? 引入网络虚拟终端（NVT），提供一种专门的键盘定义，用来屏蔽不同计算机系统在键盘输入上的差异性。? 1971年，公布TELNET协议（RFC97）。2.7.2 TELNET协议工作原理? 典型的客户/服务器模式? 用户终端数据格式转换成标准的NVT格式，传输到TELNET服务器端。 ? 服务器将接收到的NVT格式数据转换成主机内部数据格式，传输给主机。主机系统内部格式 NVT格式 主机 操作系统 远程 计算机系统 TELNET 服务器端 TELNET协议 互联网用户终端格式 TELNET 客户端 终端 操作系统 用户终端2.7.3 Windows下使用Telnet如何使用远程登录（两个条件）? 用户的计算机要有TELNET应用软件（如，Windows 的TELNET客户端 程序）。 ? 用户在远程计算机上有自己的用户账户（包括用户名与密码），或者该 远程计算机提供公开的用户账户（匿名账户）。2.7.3 Windows下使用Telnet1. Windows命令行使用telnet2. Windows窗口下使用远程桌面连接2.8 网络配置服务与网络管理协议2.8.1 动态主机配置协议DHCP1．DHCP协议重要性主机接入互联网必须配置的参数有： ?本地网络默认路由器地址。?本机使用的IP地址、地址掩码。?为主机提供特定服务的服务器地址（DNS、E-mail等）。 ?本地网络最大传输单元（MTU）长度值。 ?IP分组的生存时间（TTL）值。2.8.1 动态主机配置协议DHCP1．DHCP协议重要性?DHCP实现主机参数配置自动化 ?自动分配IP地址及其他一些重要的 参数（高效率） ?支持远程主机、移动设备、无盘工 作站、地址共享的配置任务2.8.1 动态主机配置协议DHCP2．DHCP发展过程? BOOTP早期仅用于TCP/IP网络的主机配置，但缺少对动态IP地址分配的支持 ? 1996年，动态IP地址分配需求，产生DHCP协议（即插即用联网）? 新DHCP协议可以给各种服务器分配永久IP地址，服务器重启时IP地址不变。2． DHCP的发展过程2.8.1 动态主机配置协议DHCP3．DHCP服务功能 （1）DHCP服务器主要功能 ? 地址储存与管理（哪些占用，哪些可用） ? 配置参数储存和管理（储存和维护配置参数） ? 租用管理（租用期长度。4bit，秒为单位）? 客户主机请求响应（响应客户机请求分配地址、传送配置参数）? 服务管理（查看/改变/分析地址、租用等参数）2.8.1 动态主机配置协议DHCP3．DHCP服务功能（2） DHCP客户端主要功能? 发起配置过程（随时向DHCP服务器发起获取IP地址请求） ? 配置参数管理（从DHCP获取全部配置参数，维护） ? 租用管理（了解租用状态，更新租用） ? 报文重传（采用不可靠UDP，负责检测UDP报文丢失，重传）DHCP客户端DHCP服务器2.8.1 动态主机配置协议DHCP4．DHCP客户与服务器的交互过程端口号:68 ① ② 租用期 定时器 ③ ④ 端口号:67 DHCPDISCOVER DHCPOFFER DHCPREQUEST DHCPACK⑤ T1=0.5T ⑥DHCPREQUEST DHCPACK⑦DHCPRELEASE图4-10 DHCP客户与DHCP服务器的交互过 程第4章 应用层协议与应用系统设计方法2.8.1 动态主机配置协议DHCP5．DHCP中继代理广播 DHCPDISCOVER 10.1.9.9 DHCP客户A DHCP代理 10.2.9.9 DHCP服务器 10.2.0.1DHCPDISCOVER 客户A与代理的 DHCPDISCOVER DHCPOFFER交互 单播客户A带有参数的 DHCPDISCOVER 地址为10.1.0.1 是否可以？ 需要其他参数 T1=0.5T 地址为10.1.0.1 其他参数 其他参数图4-11 DHCP中继代理采用单播方式转发发现报文4.8.2 网络管理1．网络管理的基本概念组成：管理进程、被管对象、代理进程、管理信息库、网络管理协议网络管理系统 命令 管理进程 响应被管系统 被 管 对代理进程MIB事件MIB象网络管理员 图4-43 网络管理系统结构4.8.2 网络管理2． 网络管理的功能（1）配置管理（拓扑、设备、链路、资源） （2）性能管理（测量/监控利用率、吞吐量） （3）记账管理（流量统计分析、计费） （4）故障管理（故障检测、跟踪、故障日志）（5）安全管理（访问权限、访问控制、安全审计）2.8.3 SNMP协议的基本内容1. SNMP协议工作原理网络管理结点 管理应用 MIB数据 管理代理 管理对象Get-next-requestGet-next-requestMIBGet-responseGet-responseGet-requestSet-requestGet-requestSet-requesttraptrapMIBSNMP管理进程 UDP IP 数据链路层与物理层SNMP消息SNMP代理进程 UDP IP 数据链路层与物理层网络2.8.3 SNMP协议的基本内容2. 管理信息结构SMIroot()itu-t(0)iso(1)iso/itu(2)??org(1)??dod(6)??internet(1)1.3.6.1mgmt(2) mib-2(2) 1.3.6.1.2.1 ?private(4) enterprise(1) cisco(9)security(5) 1.3.6.1.4.1 1.3.6.1.4.1.9snmpV2(6)int(2) ?ip(4) ?icmp(5) ?tcp(6) ?udp(7) ?egp(8) ??2.8.3 SNMP协议的基本内容3．管理信息库MIB组名 System/sys Interface/int Ip/ip Icmp/icmp Tcp/tcp Udp/udp Egp/egp 完整的组标识符 .1.2.1.1 .1.2.1.2 .1.2.1.4 .1.2.1.5 .1.2.1.6 .1.2.1.7 .1.2.1.8 包含的主要内容 与主机或路由器的操作系统相关的对象 与网络接口相关的对象 与IP协议运行相关的对象 与icmp协议运行相关的对象 与tcp协议运行相关的对象 与udp协议运行相关的对象 与外部网关协议EGP运行相关的对象2.8.3 SNMP协议的基本内容4．SNMP的基本操作
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