计算机网络 第七章应用层

第七章 应用层
应用层概述 客户/服务器模型 域名服务 简单网络管理协议SNMP 网络安全 电子邮件 WWW 文件传输协议FTP
应用层概述（1）
• 互联网提供一个通用的通信构架，并不指明提供哪些服务，由哪些计 算机来运行这些服务，如何确定服务的存在，以及如何使用这些服务。
• 应用层为用户提供高层服务，并决定了用户对底层互联网能力的认知。
• 应用决定了信息显示的格式以及用户选择和访问信息的机制。最重要 的是，应用能定义符号名字来标识互联网上可用的物理资源和抽象资 源。
• 比如，应用软件能为计算机和输入输出设备（如打印机）定义名字， 也能为抽象的对象（如文件、电子邮件信箱、数据库等）定义名字。 符号名字能帮助用户在高层次上区分和定位信息与服务，而不必理解 或记忆底层软件协议所使用的低级地址。
客户/服务器模型（5）
客户/服务器模型（6）
客户/服务器模型（7）
– 多种服务：一台计算机上可以运行多个服务器软件， 但是要求计算机有强大的硬件资源（服务器级别的 计算机）和多任务操作系统（UNIX和 WIN95/98/2000/NT）。
– 服务的标识：客户是通过服务的标识来访问某种服 务的，比如在INTERNET中，服务是用端口号来标 识，UNIX在/etc/services文件中定义。服务器软件 启动时将其标识通知传送层实体。
客户/服务器模型（3）
• 数据在客户和服务器之间是双向流动的，一般是客户发 出请求，服务器给出响应。
• 服务器软件的并发性
– 由于服务器软件要支持多个客户的同时访问，它必须具备并发 性。服务器软件为每个新到的客户创建一个进程或线程来处理 和这个客户的通信。服务器方传送层实体使用客户的源端口号 和服务的端口号来确定正确的服务器软件进程（线程）。
客户/服务器模型（2）
• 客户软件
– 任何一个应用程序当需要进行远程访问时成为客户，这个应用程 序也要完成一些本地的计算；
– 一般运行于用户的个人计算机上； – 向服务器主动发起通信请求； – 可以访问多个服务器，但一次只能访问一个； – 不需要特殊的硬件和复杂的操作系统。
• 服务器软件
– 是专用的提供某种服务的特权程序，可以同时处理多个远程客户； – 一般在系统启动时被执行，并连续运行以处理多次会话； – 被动的等待远程客户发起通信； – 需要特殊的硬件和复杂的操作系统。
application
transport network data link physical
application
transport network data link physical
application
transport network data link physical
客户/服务器模型（1）
• 服务器软件的组成
– 服务器软件一般分为两部分：一部分用于接受请求并创建新的 进程或线程，另一部分用于处理实际的通信过程。
客户/服务器模型（4）
• 客户/服务器之间使用的传送层协议
– 可以是基于连接的TCP协议，要求建立和释放连接，适用于可 靠的交互过程；
– 也可以是无连接的UDP协议，适用于可靠性要求不高的或实时 的交互器软件的实现或服务 器软件同时和TCP、UDP协议交互，不对客户做限制。
• 客户和服务器的交互
– 支持协议：在INTERNET中，客户和服务器的交互通过使用 TCP/IP协议栈来完成。因此，客户和服务器所在的机器要求支 持完全的协议栈。客户/服务器通过套接字访问传送层服务。
客户/服务器模型（8）
为一个服务建立多个服务器副本：一套计算机系统如果允许同时运 行多个应用程序，则称它支持并发（c o n c u r r e n c y），而具有 一个以上控制线程（有些系统使用术语进程（ p r o c e s s）或任务 （ t a s k）来表示控制线程）的程序称为并发（c o n c u r r e n t） 程序。并发性是客户／服务器交互模式的基础，因为一个并发服务 器同时为多个客户提供服务，而不要求每个客户等待服务器对前一 个客户的服务结束。
– 当网络规模比较小时，例如ARPANET，每台主机只需查找一个 文件（UNIX的host），该文件中列出了主机与IP地址的对应关系。
动态服务器创建：大多数并发服务器是动态操作的，服务器在每个 请求到来时创建一个新的线程。事实上，服务器程序由两部分组成： 一部分负责接收请求和生成新线程，另一部分包含处理单个请求的 代码。当一个并发服务器开始执行时，只有第一部分在运行。当请 求到达时，主线程创建一个新的服务线程来处理它。处理请求的线 程运行第二部分代码（即为请求提供服务的部分），然后终止。同 时，主线程保持服务器处于活动状态—在创建处理请求的线程后， 主线程继续等待下一个请求到来。
客户/服务器模型（9）
复杂的客户／服务器交互：
• 客户应用并不限于只能访问一个服务。同一个应用能够先是某个服 务的客户，以后又成为另一个服务的客户。对每种服务，客户可 与不同的服务器（可能在不同的计算机上）进行通信。
• 客户应用访问某一服务时并不限于一个服务器。在有些服务中，在 不同计算机上运行的服务器会提供不同的信息。在另一些服务中， 所有服务器提供相同的信息。在这些情况下，客户可能通过向多 个服务器发出请求来提高性能—它使用最先应答的服务器所发送 的信息。
• 服务器进行其他客户／服务器交互不受限制—提供某种服务的服务 器能成为另一个服务的客户。
域名服务（1）
• 产生原因
– 32比特的IP地址难于记忆，应该使用符号地址，比如用 表示202.38.64.2。但是，网络本身是使用IP地址 的，因此需要一个完成二者之间相互转换的机制。
• 基本概念
– 客户/服务器模型 是所有网络应用的 基础。客户/服务 器分别指参与一次 通信的两个应用实 体，客户方主动地 发起通信请求，服 务器方被动地等待 通信的建立。
application transport network data link physical
application transport network data link physical