计算机网络-应用层要点课件.ppt

1、2022-12-17CN-Chapter10110.6 WWW WWW(World Wide Web)，简称Web。WWW开始于1989年CERN(European center for nuclear research)。1993年，第一个图形browser推出：Mosaic。1995年初期，Netscape公司的Navigator。1995年后期，Microsoft的Explorer。2022-12-17CN-Chapter10210.6 WWW WWW是一个分布式Hypermedia系统。Hypertext与Hypermedia?结点与链 WWW以浏览器/服务器方式工作。Web文档驻留的

2、计算机运行服务器程序，称为Web服务器。客户机上的浏览器显示Web的页面page。2022-12-17CN-Chapter10310.6 WWW 问题是：如何标识Internet上的WWW文档和实现Web上的link？如何在Browser与服务器之间传送页面？如何保障Web文档的兼容性？2022-12-17CN-Chapter10410.6 WWW 解决方案 URL(Uniform resource locator)：Internet上唯一的标识符；HTTP(Hypertext Transfer Protocol)：应用层协议，用TCP连接实现可靠传送；HTML(Hypertext Marku

3、p Language)。2022-12-17CN-Chapter10510.6.1 统一资源定位符URL URL(Uniform Resource Locator)定义：是对可以从Internet上得到的资源的位置和访问方式的一种简洁的表示。资源：Internet上可访问的任何对象文件目录、文件、文档、图像、声音等。访问方式：访问这些对象的方式，例如FTP,HTTP等。2022-12-17CN-Chapter10610.6.1 统一资源定位符URL一、URL的格式 格式:为URL的访问方式：ftp http gophergopher协议 mailtoemail地址2022-12-17CN-Ch

4、apter10710.6.1 统一资源定位符URL newsUSENET新闻 nntp网络新闻传送协议访问USENET新闻 telnet waiswide area information servers file特定主机的文件名 prospero分布目录服务2022-12-17CN-Chapter10810.6.1 统一资源定位符URL 以/开始，一般形式为：/:/常见的URL举例：http:/www.cs.vu.nl/ast/ftp:/ftp.cs.vu.nl/pub/minix/README/usr/suzanne/prog.c本地文件news:comp.os.minox新闻组2022-

5、12-17CN-Chapter10910.6.1 统一资源定位符URLnews:AA0134223112cs.utah.edu 新闻文章gopher:/gopher.tx.umn.edu/11/Librariesmailto:kimacm.orgtelnet:/www.w3.org:80 下面学习常用的FTP、HTTP和Gopher的URL。2022-12-17CN-Chapter101010.6.1 统一资源定位符URL二、FTP的URL FTP服务器的访问ftp:/rtfm.mit.edu 文件 ftp:/rtfm.mit.edu/pub/abc.txt 目录 ftp:/rtfm.mit.

6、edu/pub2022-12-17CN-Chapter101110.6.1 统一资源定位符URL三、HTTP的URL 对Web服务器的访问 一般形式：http:/:/Homepage：http:/ Web中的一个文档：http:/ 统一资源定位符URL四、Gopher的URL 基于菜单的层次结构服务，用于在Internet上查找分布信息资源。一般格式gopher:/:/gopher的默认端口号为70。2022-12-17CN-Chapter101310.6.2 超文本传送协议HTTP一、什么是HTTP(Hypertext Transfer Protocol)在浏览器和Web服务器之间传送HTM

7、L页面，交换命令和响应的协议。是面向事务的应用层协议。每个事务独立进行。HTTP客户和服务器之间的每次交互都是由一个ASCII码串构成的请求和一个类似MIME的响应组成。2022-12-17CN-Chapter101410.6.2 超文本传送协议HTTP二、Web的工作过程 Web服务器的服务进程监听TCP端口80；浏览器请求建立TCP连接，请求某个页面；服务器返回请求的页面作为响应；TCP连接释放。用户浏览页面的方法：用户键入URL；用户点取hotspot。2022-12-17CN-Chapter101510.6.2 超文本传送协议HTTP 示例：用户点取以下热字后的事件过程http:/ww

8、w.w3.org/protocols/HTTP-NG/activity.html 浏览器得到URL；浏览器向DNS请求解释www.w3.org的IP地址；通过IP地址与服务器建立TCP连接(80端口)；浏览器发出取文件命令：GET/protocols/HTTP-NG/activity.html 服务器把activity.html文件发送给浏览器；TCP连接释放。2022-12-17CN-Chapter101610.6.2 超文本传送协议HTTP三、HTTP定义的三种不同的操作：1.用户代理和源服务器直接建立一个TCP连接；2.用户代理和源服务器之间通过多段TCP连接。请求和响应由请求链和响应链

9、构成。3.高速缓存的连接。中间系统缓存部分高概率的Web数据，可以响应对应的请求。2022-12-17CN-Chapter101710.6.2 超文本传送协议HTTPHTTP的三种不同的操作(a)直接、(b)多段、(c)缓冲UAOriginServerRequest chainRequest chainRequest chainResponse chainResponse chainResponse chain2022-12-17CN-Chapter101810.6.3 超文本置标语言HTML一、HTML概念 HTML(Hypertext Markup Language)是一种编写Web页面的

10、语言。Markup：通过标记(tag)来对文档格式化。HTML是SGML(Standard Generalized Markup Language)的特定实例。HTML由W3C(WWW Consortium)制定。2022-12-17CN-Chapter101910.6.3 超文本置标语言HTML二、HTML格式和标签 元素(element)：HTML的基本组成。用一对标签或多对标签标识一个元素；一对标签：开始标签和结束标签。HTML文档的主要元素：head,body。Head：e.g.Title,.Body：e.g.Paragraph,table,list,.2022-12-17CN-Cha

11、pter102010.6.3 超文本置标语言HTML常见的HTML标签2022-12-17CN-Chapter102110.6.3 超文本置标语言HTMLHTML页面实例：2022-12-17CN-Chapter102210.6.3 超文本置标语言HTML显示的页面2022-12-17CN-Chapter102310.6.4 Web中的超链 每个链接有一个起点和终点 起点：文字（热字）、图（热区）等 终点：页面、文件、页面的一个锚(anchor)等。2022-12-17CN-Chapter102410.6.4 Web中的超链1.链接到其它网点上的页面（远程链）Hyper-Link的定义：X A

12、表示anchor；HREF表示hyper-reference X为链的起点；为链的终点，为URL 例如：国防科大 2022-12-17CN-Chapter102510.6.4 Web中的超链2.链接到本地文件（本地链）文件：html文档、图像、视频或音频文件。这时，“HREF”的后面为本地的一个文件名，包括路径。路径：相对路径 绝对路径2022-12-17CN-Chapter102610.6.4 Web中的超链3.链接到本地文件的某个地方 用于长文档页面的关联。链的终点用命名锚(named anchor)。锚的定义：X X为终点的热字；“”是锚的名字 例：Web原理2022-12-17CN-C

13、hapter102710.6.4 Web中的超链 与锚有关的链定义：X “#”就是锚的名字 锚也可以插到本地的其它HTML文件中，这时在#之前要加上该文件名。例如：Web Web 2022-12-17CN-Chapter102810.6.4 Web中的超链4.浏览器的结构 控制模块 一组客户模块，例如HTTP，FTP等 一组解释模块，例如HTML，Java等 缓冲 网络接口 用户和表现接口2022-12-17CN-Chapter102910.6.4 Web中的超链控制模块HTML解释器HTTP客户可选客户缓冲网络接口用户和表现接口可选解释器浏览器主要组成2022-12-17CN-Chapter

14、103010.6.5 动态HTML与CGI1.动态文档的概念 static document：HTML文档的内容在浏览时不变。每次用户的读取的结果相同。dynamic document：文档的内容在浏览器访问Web服务器时才由应用程序动态创建。应用程序的输出（HTML文档）作为对浏览器的响应。两者的差别：在服务器方。2022-12-17CN-Chapter103110.6.5 动态HTML与CGI2.CGI(Common Gateway Interface)通用网关接口、公共网关接口。实现动态文档的一种方法。CGI程序：服务器的应用程序，它可以访问其它服务器资源，如数据库等。CGI标准：服务器

15、与CGI程序的接口标准。CGI程序是一种脚本(script)语言。一些脚本语言如Perl,JavaScript,Tcl/Tk.2022-12-17CN-Chapter103210.6.5 动态HTML与CGI3.表单(form)将用户数据从浏览器传递给Web服务器。Form：输入域、选择、按钮等构成格式化输入界面。表单常与CGI程序配合使用。表单标签：2022-12-17CN-Chapter103310.6.6 Active Doc与Java1.活动文档Active Doc 动态文档仍然不能满足Internet环境的交互要求。活动文档技术。把工作从服务器移到浏览器。当浏览器请求一个活动文档时，

16、服务器把一段程序传送给浏览器，使它在浏览器上运行。2022-12-17CN-Chapter103410.6.6 Active Doc与Java 服务器不做进一步更新。所有更新工作由浏览器自己在本地完成。在服务器上，活动文档是不变的，这点与动态文档不同。活动文档本身并不包括其运行所需的全部软件，大部分支持软件可以事先挂在浏览器上。2022-12-17CN-Chapter103510.6.6 Active Doc与Java2.Java技术 Java起源于Sun开发的一种新语言，它从C和C+借鉴了许多概念和语法，但是它是一种全新的面向对象语言。Java用于交互式页面的主要想法：一个页面可以嵌入Jav

17、a小应用程序applet。Application-applet pig-piglet2022-12-17CN-Chapter103610.6.6 Active Doc与Java Java技术的三个主要部分：(1)Java语言 传统的程序和Applet(2)运行环境 Java虚拟机(JVM)(3)类库(Class Library)面向对象的类库2022-12-17CN-Chapter103710.6.6 Active Doc与Java Java的解释执行 传统的编译程序：把源程序编译为某种特定计算机体系结构的二进制目标程序；Java编译程序：把源程序转换为一种与机器无关的二进制代码，称为Java

18、 bytecode。用解释程序interpreter读取字节码，并解释执行。2022-12-17CN-Chapter103810.6.6 Active Doc与Java3.JavaScript JavaScript是Netscape开发的一种解释语言（脚本语言）。使用了一些Java思想，但是与Java相差很大。HTML可以直接使用JavaScript，浏览器解释执行。2022-12-17CN-Chapter103910.6.7 Web上的信息检索 用搜索引擎实现信息检索一、数据结构 利用Web页面标题中的关键字作为索引 索引算法需要三种数据结构：线性数组(url_table)堆(heap)散列

19、表(hash table)2022-12-17CN-Chapter104010.6.7 Web上的信息检索1.线性数组(url_table)每个页面占用一项；每项有两个指针：一个指向URL；一个指向页面的标题。2.堆(heap)虚存中的巨大的非结构数据块，页面URL和标题字符串可以不断地追加到堆的后面。2022-12-17CN-Chapter104110.6.7 Web上的信息检索3.散列表(hash table)n个条目的散列表；任何一个URL经过Hash函数产生一个小于n的非负数；所有具有Hash值k的URL都链接到以Hash值k为标识的一个链表中。作用：可以迅速地确定一个URL是否在ur

20、l_table中。2022-12-17CN-Chapter104210.6.7 Web上的信息检索搜索引擎使用的数据结构2022-12-17CN-Chapter104310.6.7 Web上的信息检索二、信息收集 通过一个递归过程process_url，从Web上获取URL及其对应的标题。通过散列表，评定一个URL是否已经处理过。深度搜索 广度搜索2022-12-17CN-Chapter104410.6.7 Web上的信息检索三、建立索引 抽取关键字，建立索引 对url_table逐项进行，去调非用词表(stop list)，如前置词、连词、冠词等，留下关键词。关键词对应于url_table中

21、的选项，构成索引。搜索引擎就可以根据用户输入的关键词及其逻辑组合进行查询。2022-12-17CN-Chapter104510.7 网络管理 网络越来越复杂 人工管理的方法不能适应网络管理要求 那么什么是网络管理？管理网络中的什么东西？如何管理？用到什么协议？2022-12-17CN-Chapter104610.7.1 网络管理的基本概念1.网络管理(network management)的概念 从初期的电话交换网管理到计算机网络的管理。对公共交换网络，网络管理常指实时网络监控。狭义的网络管理指网络的交通管理。广义的网络管理指网络的系统管理。2022-12-17CN-Chapter104710

22、.7.1 网络管理的基本概念2.网络管理的功能(1)传统电信网络管理功能OAM&P 运营Operation：计费、通信量管理 系统管理Administration：网络资源管理 维护Maintenance：报警、故障定位、性能监视、电路测试、状态和控制 服务提高Provisioning：新业务和设备提供、通信活动和资源规划(planning)。2022-12-17CN-Chapter104810.7.1 网络管理的基本概念(2)OSI网络管理功能 故障管理(fault)：故障检测、定位和排除 配置管理(configuration)：网络被管对象的定义、标识、初始化、配备 计费管理(Accoun

23、ting)：资源使用计费 性能管理(Performance)：通信量管理、性能检测、网络资源管理 安全管理(Security)：授权使用网络2022-12-17CN-Chapter104910.7.1 网络管理的基本概念3.网络管理的基本术语 网络元素(element)：网络中的通信设备或逻辑实体，又程网元。对象(object)：通信和信息处理范畴里可以标识的且具有一定信息特性的资源。例如，网络和计算设备的状态变量。被管对象(managed)：使用管理协议进行管理和控制的网络资源的抽象表示。2022-12-17CN-Chapter105010.7.1 网络管理的基本概念 管理信息库MIB：网络

24、管理系统中的重要部件，由被管对象及其属性组成。它是一个数据库，提供有关被管网络对象的信息。综合网络管理INM：用统一的方法在一个异构网络中管理多厂商生产的网络计算设备和软件资源。2022-12-17CN-Chapter105110.7.2 简单网络管理协议SNMP1.概述 1990年，SNMP正式出台，称为事实上的网络管理标准。SNMP的基本功能：网络性能监测；网络差错检测；网络配置。SNMP可用于TCP/IP和其它网络上。2022-12-17CN-Chapter105210.7.2 简单网络管理协议SNMP1.SNMP模型 SNMP模型包括以下部分：被管结点：代理进程（A）管理站：管理进程（

25、M）管理信息：管理信息库（MIB）管理协议：SNMP SNMP报文用UDP传送。2022-12-17CN-Chapter105310.7.2 简单网络管理协议SNMPSNMP管理模型2022-12-17CN-Chapter105410.7.2 简单网络管理协议SNMPSNMP的配置代理进程SNMPUDPIP网络接口管理进程SNMPUDPIP网络接口代理进程SNMPUDPIP网络接口用户进程FTP等TCPMIB管理站主机路由器网络2022-12-17CN-Chapter105510.7.3 网络信息库MIB MIB保持被管理进程查询和设置的信息。SNMP管理的对象集合定义在MIB中。一、对象命名

26、树 定义一棵标准树，每个正式标准定义的对象都能够唯一地被标识。采用类似DNS的树型结构。对象标识符举例：mib-2(1.3.6.1.2.1)2022-12-17CN-Chapter105610.7.3 网络信息库MIB管理信息库的对象命名树2022-12-17CN-Chapter105710.7.3 网络信息库MIB管理信息库的对象命名树2022-12-17CN-Chapter105810.7.3 网络信息库MIB二、MIB管理的信息类别（对象组）2022-12-17CN-Chapter105910.7.3 网络信息库MIB三、MIB变量的例子MIB变量所属类别意义sysUpTimeSyste

27、m据上次重启动的时间ifNumberInterface网络接口数ifMtuInterface最大传送单元MTUipDefaultTTLipIP的TTL值ipInReceiveip接收到的数据报数目ipRoutingTableipIP选路表2022-12-17CN-Chapter106010.7.3 网络信息库MIB三、MIB变量的例子MIB变量所属类别意义 icmpInEchos icmp送到的ICMP回送请求数目 tcpRtoMintcpTCP允许的最小重传时间tcpMaxConntcp允许的最大TCP连接数tcpInSegstcp收到的TCP报文段数udpInDatagramsudp收到的

28、UDP数据报数egpInMsgsegp收到的EGP报文数2022-12-17CN-Chapter106110.7.4 SNMP协议一、SNMP的协议数据单元 SNMP规定了多种协议数据单元（SNMP报文），用于在管理进程与代理进程之间交换管理信息。SNMP的两种基本操作：“读”：用get报文检测被管对象的状态；“写”：用set报文控制被管对象的状态。2022-12-17CN-Chapter106210.7.4 SNMP协议二、轮询和陷阱 管理进程定时向被管理设备（代理进程）轮询，获得被管理对象的信息，或设置相应的状态。当特殊事件（例如故障状态）发生时，代理进程向管理进程报告事件。代理进程用端口

29、161接收get和set报文，管理进程用端口162来接收trap报文。2022-12-17CN-Chapter106310.7.4 SNMP协议SNMP报文类型2022-12-17CN-Chapter106410.7.5 管理信息结构SMI SMI(structure of management information)定义SNMP的数据结构。SMI对MIB的变量类型进行规格说明。用抽象语法记法ASN.1(abstract syntax notation)来定义MIB的变量。语法：符号串解释方法。在计算机中，比特串只有结合具体的数据类型，才能表达成数据。2022-12-17CN-Chapter

30、106510.7.5 管理信息结构SMI 局部语法：一类计算机系统的数据对象的结构。同一数据对象在不同的计算机上被表示为不同的符号串。传送语法：发送方把符合自己局部语法的比特串转换为符合传送语法的比特串，接收方再把此比特串转换为符合自己局部语法的比特串。局部语法传送语法局部语法。2022-12-17CN-Chapter106610.7.5 管理信息结构SMI 在应用层次，需要用一种标准的与制造商无关的方式定义SNMP对象，另外还需要标准的方式来编码用于网络传输。C语言可以满足第一个要求，但不能满足第二个要求。ANS.1。ANS.1：一种数据类型描述语言，类似OO程序设计语言中提供的类型机制。2

31、022-12-17CN-Chapter106710.7.5 管理信息结构SMI 抽象语法只描述数据的结构形式，与具体的编码格式无关，不涉及这些数据结构在计算机内如何存放。ASN.1传送语法定义了ASN.1类型的值如何明确地转换为适合传输的字节序列。ASN.1使用的传送语法叫作基本编码规则BER。2022-12-17CN-Chapter106810.7.5 管理信息结构SMI 基本编码规则BER：在发送端用BER编码，可将ASN.1表述的报文转换为唯一的比特序列；在接收端用BER解码，得到该比特序列表述的ASN.1码。ASN.1是用来定义和描述抽象语法的一种工具或语言；BER是描述数据单元类型所

32、代表的数据值。2022-12-17CN-Chapter106910.8 Summary Internet的命名使用分布式数据库系统DNS。通过查询DNS服务器，一个进程能将一个Internet域名映射到IP地址上，用于和那个域通信。网络日益膨胀，变得愈来愈难管理。因此需要网络管理系统和协议：SNMP。SNMP允许管理者和设备内的代理通信，读出它们的状态和向它们发布命令。2022-12-17CN-Chapter107010.8 Summary 我们学习了4中典型的网络应用及其协议：FTP Telnet Email中的SMTP、MIME、POP3、邮件加密 WWW中的HTTP、HTML、超链、动态文档、活动文档等