《现代网络技术教程-自顶向下分析与设计》课件第3章.ppt

1、第 3 章互联网应用技术第3章互联网应用技术3.1 互联网应用技术的发展与工作模式互联网应用技术的发展与工作模式3.2 互联网的基本应用与应用层协议互联网的基本应用与应用层协议 3.3 基于基于Web的网络应用的网络应用 3.4 基于基于P2P的网络应用的网络应用 3.5 其他应用其他应用 习题习题 第 3 章互联网应用技术 3.1 互联网应用技术的发展与工作模式互联网应用技术的发展与工作模式3.1.1 互联网应用技术发展的三个阶段互联网应用技术发展的三个阶段 图3-1给出了互联网应用的发展趋势示意图。从图中可以看出，互联网应用的发展大致可以分成三个阶段。第 3 章互联网应用技术图3-1 互联

2、网应用的发展趋势第 3 章互联网应用技术1.第一阶段(1)远程登录(TELNET)服务实现终端远程登录服务功能。(2)电子邮件(E-mail)服务实现电子邮件服务功能。(3)文件传送(FTP)服务实现交互式文件传输服务功能。(4)电子公告牌(BBS)服务实现网络中人与人之间交流信息的服务功能。(5)网络新闻组(Usenet)服务实现人们对所关心的问题开展专题讨论的服务功能。第 3 章互联网应用技术2.第二阶段第二阶段互联网应用的主要特征是：Web技术的出现，以及基于Web技术的电子政务、电子商务、远程医疗与远程教育应用的快速发展。第 3 章互联网应用技术3.第三阶段第三阶段互联网应用的主要特征

3、是：P2P网络应用将互联网应用推向了一个新的阶段。在继续发展基于Web的网络应用的基础上，出现了一批基于对等结构的P2P网络新应用。这些新的网络应用主要有：网络电话、网络电视、博客、播客、即时通信、搜索引擎、网络视频、网络游戏、网络广告、网络出版、网络存储与网络地图等。这些新的网络应用为互联网与现代信息服务业增加了新的产业增长点。第 3 章互联网应用技术3.1.2 C/S模式与模式与P2P模式模式1.C/S模式的基本概念1)C/S结构的特点从应用层的应用程序工作模型的角度，应用程序分为客户端程序与服务器程序。以E-mail应用程序为例，E-mail应用程序分为服务器端的邮局程序与客户端的邮箱程

4、序。用户在自己的计算机中安装并运行客户端的邮箱程序，就能够成为电子邮件系统的客户端，发送和接收电子邮件。第 3 章互联网应用技术2)采用C/S模式的原因互联网应用系统采用C/S模式的主要原因是网络资源分布的不均匀性。网络资源分布的不均匀性表现在硬件、软件和数据三个方面。(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。它可以是一台大型计算机、高档服务器，也可以是一台个人计算机，甚至是一个PDA或家用电器。它们在运算能力、存储能力和外部设备的配备等方面存在着很大差异。第 3 章互联网应用技术(2)从软件的角度来看，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访问

5、服务器，成为合法用户之后才能够使用网络的软件资源。(3)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。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是非常必要的。第 3 章互联网应用技术网络资源分布的不均匀性是网络应用系统设计者的设计思想的体现。组建网络的目的就是要实现资源的共享，“资源共享”表现出网络中的结点在硬件配置、运算能力、存储能力以及数据分布等方面存在差异与分布的不均匀性。能力强、资源丰富的计算机充当服务器，能力弱或需要某种资源的计算机作为客户。客户使用服务器的服务，服务

6、器向客户提供网络服务。第 3 章互联网应用技术2.P2P模式的基本概念研究P2P技术涉及三方面内容：P2P通信模式、P2P网络与P2P实现技术。(1)P2P通信模式是指P2P网络中对等结点之间直接通信的能力。(2)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。(3)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。第 3 章互联网应用技术3.P2P与C/S工作模式的区别与联系图3-2给出了C/S与P2P工作模式的区别。在传统的互联网中，信息资源的共享是以服务器为中心的C/S工作模式。以Web服务器为例，Web服务器是运行Web服务器程序且计算能

7、力与存储能力强的计算机，所有Web页都存储在Web服务器中。服务器可以为很多Web浏览器客户提供服务。但是，Web浏览器之间不能直接通信。显然，在传统互联网的信息资源的共享关系中，服务提供者与服务使用者之间的界限是清晰的。第 3 章互联网应用技术图3-2 C/S与P2P工作模式的区别第 3 章互联网应用技术P2P网络则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，以达到“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”的目的。在P2P网络环境中，成千上万台计算机之间处于一种对等的地位，整个网络通常不依赖于专用的集中式服务器。P

8、2P网络中的每台计算机既可以作为网络服务的使用者，也可以向其他提出服务请求的客户提供资源和服务。第 3 章互联网应用技术从网络体系结构的角度来看，传统互联网C/S与P2P模式在传输层及以下各层的协议结构相同，差别主要表现在应用层。采用传统的C/S工作模式的应用层协议主要包括DNS、SMTP、FTP、Web等。P2P网络应用层协议主要包括支持文件共享类Napster与BitTorrent服务的协议、支持多媒体传输类Skype服务的协议等。第 3 章互联网应用技术4.P2P网络发展的基础网络操作系统的设计思想的基础是网络用户资源共享模式。对比网络操作系统的发展过程就会发现，网络操作系统经历了从对等

9、到不对等的发展过程，为目前实现网络资源共享的P2P技术的发展奠定了基础。第 3 章互联网应用技术20世纪80年代初出现的很多网络操作系统实际上采取的是“对等结构”。对等结构网络操作系统的特点是：网络中所有结点安装的网络软件相同，每个结点从资源共享的关系上是平等的。联网的每台主机既是网络服务的提供者，也是网络服务的使用者。联网的主机前台为本地用户提供服务，后台为网络中的其他用户提供服务。当联网计算机的资源，尤其是硬件资源增强之后，网络操作系统的设计也从“对等结构”发展为“不对等结构”。第 3 章互联网应用技术当联网计算机的硬件资源增强之后，人们可以选择硬件配置好、运算能力与存储能力强的高档个人计

10、算机作为网络服务器，为硬件资源比较差的客户提供服务。不对等结构网络操作系统分为协同操作的两个部分，一部分运行在网络服务器上，另一部分运行在网络客户上。服务器集中管理网络中的共享资源，这些共享的资源主要包括硬件(存储空间、打印机、通信网关等)、软件与数据。运行在服务器上的网络操作系统软件的功能与性能，直接决定了网络服务功能的类型、系统性能与安全性。第 3 章互联网应用技术3.2 互联网的基本应用与应用层协议互联网的基本应用与应用层协议3.2.1 远程登录服务与远程登录服务与TELNET协议协议1.TELNET协议产生的背景TELNET协议的研究开始于20世纪60年代后期，那时个人计算机(PC)还

11、没有出现，人们在使用大型或中型计算机时，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。第 3 章互联网应用技术异构计算机系统的差异性主要表现在不同厂商生产的计算机的硬件、软件与数据格式不同，它给联网计算机系统之间的互操作带来了很大困难。不同计算机系统的差异性最明显的表现是对终端键盘输入命令的解释。例如，有的系统用return或enter作为行结束标志，有的系统用ASCII字符的CR作为行结束标志，而有的系统用ASCII字符的LF作为行结束标志。键盘定义的差异给远程登录带来了很多问题。第 3 章互联网应用技术在中断一个程序

12、时，有些系统使用“C”，而另一些系统使用“Esc”键。发现这个问题之后，各个厂商都开始研究如何解决互操作性的方法。例如，Sun公司制定远程登录协议rlogin，但是该协议是专为BSD UNIX系统开发的，它只适用于UNIX系统，并不能很好地解决不同类型计算机之间的互操作性问题。第 3 章互联网应用技术为了解决异构计算机系统互联中存在的问题，人们开始研究TELNET协议。TELNET协议引入网络虚拟终端(Network Virtual Terminal，NVT)的概念，它提供了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。TELNET协议

13、的优点是能解决不同类型的计算机系统之间的互操作问题。第 3 章互联网应用技术远程登录服务是指用户使用TELNET命令，使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端的过程。一旦用户成功地实现远程登录，用户计算机就可以像一台与远程计算机直接相连的本地终端一样工作。TELNET协议是1969年在ARPANET雏形上演示的第一个应用程序。专门用于定义TELNET协议的RFC97是在1971年2月公布的。第 3 章互联网应用技术2.远程登录服务的工作原理远程登录服务采用典型的客户/服务器模式。图3-3给出了TELNET的工作原理。用户的实终端(Real Terminal)采用用户终端的格式与本地TEL

14、NET客户通信；远程计算机采用主机系统格式与TELNET服务器通信。在TELNET客户进程与TELNET服务器进程之间，通过网络虚拟终端(NVT)标准来进行通信。NVT是一种统一的数据表示方式，以保证不同硬件、软件与数据格式的终端与主机之间通信的兼容性。第 3 章互联网应用技术图3-3 TELNET的工作原理第 3 章互联网应用技术TELNET客户进程将用户终端发出的本地数据格式转换成标准的NVT格式，通过网络传输到TELNET服务器端。TELNET服务器将接收到的NVT格式的数据转换成主机内部的数据格式，再传输给主机。互联网上传输的数据都是标准的NVT格式。引入网络虚拟终端概念之后，不同的用

15、户终端与服务器进程将与各种不同的本地终端格式无关。TELNET客户与服务器进程完成用户终端格式、主机系统内部格式与标准NVT格式之间的转换。第 3 章互联网应用技术3.远程登录的使用方法使用TELNET功能时，需要具备以下两个条件：(1)用户的计算机要有TELNET应用软件，例如Windows 操作系统所提供的TELNET客户端程序。(2)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。第 3 章互联网应用技术用户在使用TELNET命令进行远程登录时，首先应在TELNET命令中给出对方计算机的主机名或IP地址，然后根据对方系统的询问，正确键入自己的用

16、户名与密码。有时还要根据对方的要求，回答自己所使用的仿真终端的类型。互联网有很多信息服务机构提供开放式的远程登录服务，登录到这样的计算机时，不需要事先设置用户账户，使用公开的用户名就可以进入系统。第 3 章互联网应用技术 用户可以使用TELNET命令，使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个仿真终端。一旦成功地实现了远程登录，用户就可以像远程计算机的本地终端一样进行工作，使用远程计算机对外开放的全部资源，如硬件、程序、操作系统、应用软件及信息资源，这个过程对于用户是透明的。因此，TELNET又被称为“终端仿真协议”。第 3 章互联网应用技术3.2.2 电子邮件服务与电子邮件服务与SMTP协议协议1.电子邮件服务的发展过程电子邮件(E-mail)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。电子邮件系统不但可以传输各种格式的文本信息，而且还可以传输图像、声音、视频等多种信息，电子邮件已成为多媒体信息传输的重要手段之一。第 3 章互联网应用技术初期的电子邮件协议是在ARPANET课题中开始研究的。第一个关于电子邮件的文档RFC1