计算机网络第五讲

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域名系统的功能
DNS名字空间 层次名字 体系结构
DNS名字结构 与命名规则
域名规约
名字注册
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
域名系统(DNS)
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
端系统又被统称为主机（host）；
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端系统的概念（2）
在未来的网络应用中，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，如手持终端PDA、固 定与移动电话、数字相机、电视机、 无线传感器网络的传感器结点，以及 各种家用电器。
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应用程序体系结构的概念
网络应用程序运行在端系统，核心交 换部分为应用程序进程通信提供服务；
所有结点都是可以萌发新枝叶的点，通 常将结点和叶都称为结点。
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RFC1034表示的域名空间结构
MIL
EDU
ARPA
BRL
NOSC DARPA
IN-ADDR SRI-NIC
ACC
UCI
MIT
ISI
UDEL
YALE
MIT XX
ACHILLES A C VAXA
VENERA
Mockapetris
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第7步 202.113.56.10
第6步
202.113.56.10
根域名服务器
第3步
nankai域名服务器
第5步
202.113.56.10
互联网边缘部分主要包括大量接入互联 网的主机和用户设备；
边缘部分利用核心交换部分所提供的数 据传输服务功能，使得接入互联网的主 机之间能够相互通信和共享资源。
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端系统的概念（1）
边缘部分的用户设备也称为端系统（end system）；
端系统是能够运行FTP应用程序、E-mail 应用程序、Web应用程序，或P2P文件共 享的Napster应用程序、Skype即时通信 应用程序的计算机；
应用程序体系结构（application architecture）的概念使得网络应用系 统的设计开发过程变得容易和规范。
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应用程序体系结构的基本概念
应用层
网络应用程序体系结构研究的是运行在端系统应用层的软件结构
应用层
应用层
传输层 网络层
数据 链路层 物理层
端系统
传输层 网络层
数据 链路层 物理层
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4.1 网络应用与应用系统设计方法
4.1.1 互联网端系统与核心交换的基本概念 面对复杂的互联网结构，研究者必须遵
循网络体系结构研究中“分而治之”的分 层结构思想，在解决过程中对复杂网络 进行简化和抽象。在各种简化和抽象方 法中，将互联网系统分为边缘部分与核 心交换部分是最有效的方法之一。
核心交换部分包括由大量路由器互联的 广域网、城域网和局域网。
N
服务器所辖子域?
Y
从数据库中取 出相应地址
反复解析 哪种解析方式?
递归解析
执行递归 解析过程
执行反复 解析过程
接收查询结果
发送查询结果
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递归解析中客户与服务器的交互过程
第2步
第3步 202.113.16.10
根域名服务器
用的实际需求来决定传输层是选 择TCP协议还是UDP协议，以及 主要的技术参数；
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传输层协议是在主机的操作系统 控制下，为应用程序提供确定的 服务。
传输层QoS表现在：可靠性、带 宽与延时等方面。
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E-mail、FTP、TELNET、Web、IM、IPTV、 VoIP，以及金融应用系统、电子政务、电子商 务、远程医疗、远程数据存储等应用对数据传 输的可靠性、带宽和延时要求不同；
户请求查询的某个域名对应的IP地址；
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域名空间和资源记录、域名服务器与地址解析程序的关系
用户通过本地地址解析程序的简单的过程 调用或系统调用，对域名系统进行访问；
从地址解析程序的角度看，域名系统是由 数量未知的域名服务器构成的系统，地址 解析程序将每一个域名系统使用的数据库 视为基本静态的数据库；
客户
第1步
第8步 202.113.56.10
本地域名服务器
第4步
第5步 202.113.27.1
nankai域名服务器 202.113.16.10
第6步
在客户/服务器模式中，客户与服务器分 别表示相互通信的两个应用程序进程。
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进程通信中的客户/服务器模式
主机A
主机B
互联网
客户 进程
请求 响应
服务器 进程
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C/S工作模式的特点（1）
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
服务器
输入名字 处理主机名解析请求 将名字解析为地址 请求资源
访问资源
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处理应答
处理请求 产生响应
域名系统DNS必须具备的基本功能：
名字空间定义：系统必须提供一个所 有可能出现的结点命名的名字空间；
名字注册：系统必须为每台主机分配 一个在全网具有唯一性的名字；
名字解析：系统要为用户提供一种有 效的完成主机名与网络IP地址转换的 机制。
传输层 网络层
数据 链路层 物理层
端系统
互联网核心交换部分
端系统
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4.1.2 应用进程间相互作用模式
应用进程间相互作用模式的基本概念
在应用程序体系结构的分类中使用的客 户/服务器（C/S）的术语对于理解系统 结构是有利的，但是与应用进程间相互 作用模式容易产生混淆；
在TCP/IP协议体系中，进程之间相互作 用采用的是客户/服务器模式；
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将互联网抽象为边缘部分与核心交换部分的结构示意图
端系统：服务器端
C/SБайду номын сангаас
C/S
端系统：客户端 端系统：客户端
互联网核心交换部分 P2P （a）
端系统：服务器端
C/S
C/S
P2P
互联网核心交换部分
互联网边缘部分
（b）
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端系统：客户端 端系统：客户端
核心交换部分与边缘部分的关系
核心交换部分包括由大量路由器互联的 广域网、城域网和局域网；
大多数根域名服务器由多台服务器构成的服务 器集群组成。有些根域名服务器由分布在不同 地理位置的多台镜像DNS服务器组成。
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4.2.3 域名数据库
DNS必须有一个大型的、分布式的域名 数据库；
域名数据库存储的是按层次管理的域名 空间数据；
这种层次结构可表示为根在上面的树形 结构，结点都是根的子孙；
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
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选择TCP协议时需要注意的问题
TCP协议的拥塞控制机制是通过限 制每个TCP连接来达到公平使用网 络带宽的方法；
对于有最低带宽限制的实时视频应 用来说，抑制传输速率会造成严重 的影响；
实时视频应用应该选择UDP协议， 而不是TCP协议。
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对数据传输的可靠性 要求高；
IPTV、VoIP等对带宽和延时要求比较高，而 对数据传输的可靠性要求不是很严格，一个分 组的丢失一般不会影响语音与图像的收听或观 看的效果。
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4.1.6 网络应用系统对传输层协议的选择 TCP协议可以提供的服务：
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4.3.1 主机配置的基本概念
对于大规模的网络以及远程主机、 移动设备、无盘工作站和地址共 享配置，用手工进行主机配置已 经不可能实现；
传输层协议 TCP TCP TCP TCP UDP或TCP UDP或TCP UDP
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4.2 域名系统DNS
4.2.1 DNS的基本概念 DNS的作用是将主机域名转换IP
地址，它使得各种互联网应用成 为可能，因此它是互联网所有应 用层协议的基础。
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DNS 与其 他网 络应 用的 关系
用户
DNS
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4.2.2 DNS的实现
域名空间和资源记录 DNS名字空间被组织成“域”与“子域”
的层次结构，它在结构上像计算机中的树 状文件目录结构； 域名空间和资源记录是树型命名空间结构 和与域名相关数据的技术规范。
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域名服务器 域名服务器是一组用来保存域名树结构和
对应信息的服务器程序； 地址解析程序 地址解析程序可以从域名服务器中检索客
第4步
cs域名服务器
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4.3 主机配置与动态主机配置协议DHCP
对于TCP/IP网络来说，要将一台主机接入互联 网
必须配置以下一些参数：
本地网络的默认路由器地址； 主机应该使用的网络掩码； 为主机提供特定服务的服务器地址，如DNS、
E-mail服务器； 本地网络的最大传输单元MTU长度值； IP分组的生存时间TTL值。
响应。
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应用层协议的类型
标准的网络应用层协议 E-mail、FTP、TELNET、Web等 协议以RFC文档的方式公布 遵守RFC文档所制定的应用层协议开发的
应用系统之间可以实现互联和互操作；
专用的应用层协议 目前P2P文件共享的应用层协议一般都属
于专用协议。
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4.1.5 网络应用对低层提供服务的要求 应用程序的开发者将根据网络应
第7步 202.113.56.10
cs域名服务器 202.113.27.1
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反复解析中客户与服务器的交互过程
客户
本地域名服务器