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网络软件开发技术概念篇

发布日期:2020年06月21日 浏览次数:次  编辑:admin

  汇集软件开拓技巧 —观念篇 西安交通大学 算计机教学实践核心 1 因特网概述 因特网? 因特网是正在TCP/IP制定基本上创办的邦 际互联网。它是“算计机汇集的汇集”, 即将全天下分别邦度、分别地域、分别部 门和机构的分别类型的算计机汇集互联正在 沿途,酿成一个天下周围的音讯汇集。 2 Internet 敏捷生长的成分(1) ● 1983年,TCP、IP制定研制告成 (Transmission Control Protocol)、 (Internet Protocol) ARPA的鲍勃?凯恩,斯坦福的温登?泽夫配合创造 ARPA网机整体采用TCP/IP;Internet 行动使 用TCP/IP制定联贯的 各个汇集的总称被正式采用Internet,是各网联络总称 ● 1985年, NSFNet 美邦邦度基金会资助创办,联贯美5大超等算计核心的科技网 也取得军方的增援(NSFNet,MILNet) ● 1986年,众制定途由器 Cisco公司创造 ● 1984年, HTML 超文本置标讲话 (HyperText Markup Languge) 日内瓦欧洲粒子物理实践室,Time Berners-Lee ● 1989年,制告成 (world wide web) 1991年告示 3 Internet 敏捷生长的成分(2) ● 1990年,电子邮件,FTP,音讯组等Internet 运用受到人们的接待, TCP/IP制定正在UNIX体例中的达成 更进一步胀励了这一生长 ● 1993年,Mosaic开拓告成 美邦伊利诺依大学邦度超等算计机核心开拓告成了浏览器材 NCSA的青年科学家 Marc Andreeason Netscape 1994年 推出 Internet Explorer 2019年 ● 90年代, 汇集的相易技巧,ATM,GB以太网等技巧的生长 ● 2019年, Java技巧 SUN公司(James Cosling), 汇集序次安排讲话、Write once run anywhere Applet 小序次、虚拟机、平台无合 人们称是一场“革命” ● 瘦客户机 手上电脑(HPC) ● Internet2, NGI(Next Generation Internet) 等的磋议; ● Internet的贸易化运做 4 Internet的构成 成千上万个相互联贯起来的算计机设 备: 主机,端体例 PC机, 效劳器 搬动算计机, PDA 各样各样的汇集软件 通讯链途 光纤, 铜线, 无线电, 卫星 途由器:正在汇集上传达(转发)数据分 组 制定:节制音讯的发送给与 如TCP,IP,HTTP, FTP, PPP 5 Internet的构成(续) 因特网: “由成千上万个汇集联贯起来的汇集”-汇集的网 络 松散的主意组织 公用的因特网与私有的内联网 因特网的程序 RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force 6 主机 主机 汇集组织 汇集的边际: 主机(端体例) 汇集的主题: ?途由器 ?由汇集组成的汇集 探访汇集的物理介质: 通讯链途 通讯链途 途由器 主机 主机 主机 7 因特网的边际 端体例 (主机): ?正在“汇集的鸿沟” ?运转汇集运用序次,如 WWW, email等 客户/效劳器模子 ?客户发出恳求, 给与效劳器的效劳 ?比方, WWW客户(浏览器)/ 效劳器; email客户/效劳器 peer-peer模子: ?主机之间的交互统统对称 ?比方: Windows 98用户相互探访 8 因特网时期的到来 因特网的展示记号着汇集时期的到来 因特网是环球性的汇集 丰盛的音讯和便当的运用是其范畴疾速伸长的重要驱动力 截止到2000年, Internet的范畴为 汇集数105(以数十万计), 主机数107 (以数万万 计), 用户数108 (以数亿计) ,主干速度为 2.5Gbit/s 美邦政府资助的“下一代因特网打算”倾向是 主干网的速度比现正在的因特网高1000倍 端到端的速度要抵达100Mbit/s~10Gbit/s 9 什么是制定? 人际交换的制定: introductions “I have a question” “what’s the time?” … 证据发送的音讯 … 证据给与到某音讯 后所应采纳的行径 汇集制定: 算计机之间 Internet中悉数的通讯 运动都是由制定所控 制定:制 界说了汇集实体间发送和给与报文的格 式、纪律以及当传送和给与音讯时应采 获得举措 10 什么是制定? 人的制定和汇集制定之间的对照 Hi Hi Got the time? 2:00 time TCP connection req. TCP connection reply. Get xjtu.edu/index.htm file 11 汇集体例组织 汇集体例组织生长的配景——汇集的情况 ?众种通讯序言——有线、无线、。。。 ?分别品种的筑设——通用、专用、。。。 ?分别的操作体例——Unix、DOS、Windows、。。。 ?分别的运用境况——固定、搬动、。。。 ?分别品种生意——分时、交互、及时、。。。 ?贵重的投资和堆集——有形、无形、。。。 ?用户生意的延续性——禁止许展示大的跌荡晃动 它们互订交织,酿成了极度繁复的体例运用境况。这 种状况称为汇集的异质性。 12 题目: 异质境况中放肆两台算计机之间若何通讯? 汇集体例组织界说了一个框架,它使这些用分别 序言联贯起来的分别筑设和汇集体例正在分别的运用 境况下达成互操作性,并满意各样生意的需求,它 营制了一种“生计空间”——任何厂商的任何产物、 以及任何技巧只须恪守这个空间的举动礼貌,就能 够正在此中生计并生长。 汇集体例组织处理异质性题目采用的是分层方 法。——把繁复的汇集互联题目划分为若干个较小 的、简单的题目,正在分别层上予以处理。 13 汇集体例组织的几个根基观念 制定:为实行汇集中的数据相易(通讯)而创办的礼貌、程序或商定。 (=语义+语法+礼貌)。 分别层具有各自分别的制定。 实体:任何可能发送或给与音讯的硬件/软件过程。 对等层:两个分别体例的同名主意。 对等实体:位于分别体例的同名主意中的两个实体。 制定是对等实体之间互订交流所运用的讲话。 接口:相邻两层之间交互的界面,界说相邻两层之间的 操作及基层 对上层的效劳。 效劳:某一层及其以下各层的一种材干,通过接供词给 给其相邻上 层。 14 怒放体例互联参考模子(OSI/RM) ?OSI/RM邦际程序的正式文本是ISO 7498 ?OSI体例组织将汇集的分别效用划分为7层 7 运用层Application 6 显露层Presentation 5 会线 传输层transport 3 汇集层Network 2 数据链途层Data Link 1 物理层Physical 惩罚汇集运用 数据显露 主机间通讯 端到端的联贯 寻址和最短途径 介质探访(接入) 二进制传输 15 OSI参考模子 16 TCP/IP参考模子 OSI/RM太繁复,不适用 TCP/IP来源于美邦邦防部高 级磋议筹办署(DARPA)的一 项磋议打算——达成若干 台主机之间的彼此通讯。 现正在TCP/IP已成为Internet上通 信的程序。 TCP/IP界说五层制定的 体例组织 5 运用层Application 4 传输层transport 3 汇集层Network 2 数据链途层Data Link 1 物理层Physical 17 TCP/IP与OSI参考模子的对应合联 OSI参考模子 7 运用层 6 显露层 5 会线 物理层 TCP/IP观念主意 运用层 传输层 汇集层 汇集接口 (数据链途层 +物理层) TCP/IP增援 悉数程序的数 据链途层和物 理层制定 Ethernet,802.3,802.5,FDDI 等等 18 TCP/IP与运用层 运用层制定增援了文献传输、电子邮件、长途登录、网 络解决、Web浏览等运用。 运用层 传输层 汇集层 数据链途层 物理层 文献传输 ●FTP、TFTP、NFS 电子邮件 ●SMTP、POP3 WWW运用 ●HTTP 长途登录 ●Telnet、rlogin 汇集解决 ●SNMP 域名体例 ●DNS 19 传输层供给了两种传输制定 运用层 ●TCP 传输层 网际层 ●UDP 数据链途层 汇集接口 物理层 20 TCP/IP与汇集层 ?网际层的重要制定——IP。本层供给无联贯的传输服 务(不确保投递,不保序)。本层的重要效用是寻找 一条不妨把数据报送到宗旨地的途径。 ?网际层的PDU称为IP数据报; ? ICMP(Internet Control Message Protocol)供给节制和传达音讯 的效用; ?ARP(Address Resolution Protocol)为已知的IP地方确定相应的 MAC地方; ?RARP(Reverse Address Resolution Protocol)凭据MAC地方确定相 应的IP地方。 21 TCP/IP网际层的四个重要制定 运用层 传输层 网际层 数据链途层 物理层 ●IP ●ICMP ●ARP ●RARP 22 数据封装 一台算计机要发送数据到另一台算计机,数据最初务必 打包,打包的历程称为封装。 封装即是正在数据前面加上特定的制定头部。 数据 制定头 数据 发送邮件的例子:信装入写有源地方和宗旨地方的信封中发送,还 要写明用航空或挂号…。 23 数据封装 汇集体例组织中每一层都要仰赖下一层供给的效劳。为了提 供效劳,基层把上层的PDU行动本层的数据封装,然后参加本 层的头部(和尾部)。头部中含有落成数据传输所需的节制信 息。 数据自上而下递交的历程实质上即是不休封装的历程。抵达 宗旨地后自下而上递交的历程即是不休拆封的历程。由此可知 ,正在物理线途上传输的数据,其外面实质上被包封了众层“信 封”。 某一层只可识别由对等层封装的“信封”,而对付被封装正在 “信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层,本层不作 任那处理。 24 数据众层封装 数据 封装 拆封 数据 段头 数据 汇集头 段头 数据 段 数据包 帧头 汇集头 段头 数据 帧尾 110 帧 比特 电脉冲 25 实质例子:TCP/IP制定的封装 运用层 传输层 网际层 运用层数据 TCP头 运用层数据 IP头 TCP头 运用层数据 数链层 帧头 IP头 TCP头 运用层数据 帧尾 26 TCP/IP制定族 汇集互联的根蒂倾向是躲避悉数底层汇集硬件的细节,同时供给通常的通 信效劳。 TCP制定和IP制定是最具有代外性,是汇集体例组织的要害之一。 TCP/IP 是“黏合剂”,它达成了Internet的“金瓯无缺”。结果上,TCP/IP是一 个制定族,它是ARP,IP,ICMP,IGMP,UDP,TCP等众个制定的纠合。 HTTP FTP SMTP POP3 DNS Telnet 运用层 TCP UDP 传输层 IP ICMP BGP OSPF ARP RARP 汇集层 Ethernet PPP HDLC Token Ring ATM FDDI 通讯接口层 27 IP地方 ?IP汇集中每台主机都务必有一个惟一的IP地方; ?IP地方是一个逻辑地方; ?IP是主意性地方:汇集号+主机号 ?因特网上的IP地方具有环球独一性; ?32位,4个字节,常用点分的十进制记号法: 如 00001010 00000010 00000000 00000001 记为 10.2.0.1 ?IP地方划分为五类:A-E类,常用的为A、B、C类 A类地方:准许27-2个汇集,每个汇集224-2个主机; B类地方:准许214个汇集,每个汇集216-2个主机; C类地方:准许221个汇集,每个汇集28-2个主机; 28 IP地方分类 7bits 24 bits A类 0 汇集号 主机号 B类 1 0 14 bits 汇集号 16 bits 主机号 C类 1 1 0 21bits 汇集号 8bits 主机号 地方周围 A类 0.0.0.0 ~ 126.255.255.255 B类 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 C类 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 29 保存的IP地方 以下这些IP地方具有分外的寓意: 00...00 0000 ... 0000 本机 00...00 主机号 本网中的主机 11...11 1111 ... 1111 局域网中的播送 汇集号 1111 ... 1111 对指定汇集的播送 汇集号 0000 ... 0000 汇集地方 127 放肆值 回途 通常来说,主机号局限为全“1 ”的IP地方保存用作播送地方; 主机号局限为全“0 ”的IP地方保存用作汇集地方。 30 域名效劳DNS DNS域名体例是一种助助人们正在Internet上用名字来独一标识本身的 算计机,并确保主机名和IP地方逐一对应的汇集效劳。DNS用于正在主 机名和IP地方间实行转换。 DNS效劳重要基于UDP来达成,端标语=53。 三个构成局限:域名空间、名字效劳器、解析序次 域名效劳器担负解决存放主机名和IP地方的数据库文献,以及域中的 主机名和IP地方映照。域名效劳器是一个分散式的体例 域名空间:分散式的、主意型(分级)的树形组织,根没驰名字,顶 层域由构制域(如org、com、edu)和邦度域(如cn)组成。正在往下分 还可分为若干层子域,如下页图。平时用点来隔离域的主意,如 xyz 31 根 INT MIL NET COM … JP CN … IBM intel edu net eng www xjtu jack www ftp 交大的Web效劳器:32 域名 com edu gov mil net org arpa cn DNS顶级域名 寓意 贸易构制,譬喻HP,Sun,IBM公司等 训诲机构,譬喻U.C.Berkeley,Stanford University,MIT等 政府部分,譬喻 NASA,the National Science Foundation 队伍构制,譬喻 the U.S Army 和 Navy 汇集构制和ISP等 非贸易构制 用于返向地方盘查的 居于邦度代码的域名,cn 显露“中邦” 顶级域名之下是二级域名。二级域名平时是由NIC授权给的其他单元或构制本身解决 的。一个具有二级域名的单元可能凭据本身的状况再将二级域名分为更初级的域名授权给 单元下面的部分解决。 DNS域名树的最下面的叶节点为单个的算计机。域名的级数平时不众于5个。 正在DNS树中,每一个节点都用一个轻易的字符串(不带点)标识。云云,正在DNS域名空间的 任何一台算计机都可能用从叶节点到根的节点标识,中央用点“.”相联贯的字符串来标识: 叶节点名.三级域名.二级域名.顶级域名 33 DNS名字效劳器:存放域树组织和主机音讯的数据 库。为减小盘查流量负载,进步牢靠性,DNS名字 空间被划分成若干不交叉的区域(Zone),不同存 放正在该区域的DNS效劳器中。 解析序次:从名字效劳器中提取音讯把主机域名翻 译成IP地方。 解析历程为: 1. 最初从当地Hosts文献查找。 2. 没找到就向当地DNS名字效劳器发出恳求; 3. 若当地DNS效劳器也找不到,它就把恳求发给顶层域名字效劳器,然 后由顶层域名字效劳器把恳求传达给相应子域的名字效劳器。 4. 终末由该名字效劳器把域名对应的IP地方按相反的途径传达给发出请 求的站点。 34 DNS盘查举例 root name server 主机 ctec.xjtu.edu 央浼 umass.edu 的IP 地方 1. 联络当地区名效劳器, 202.117.0.20 2.如有需要202.117.0.20 会 联络根域名效劳器 3.如有需要根域名效劳器会联络 授权域名效劳器, dns.umass.edu 2 5 local name server 202.117.0.20 16 requesting host ctec.xjtu.edu 3 4 authorititive name server dns.umass.edu umass.edu 35 传输层和汇集层之间的合联 传输层为运用过程之 间供给了逻辑通讯, 汇集层则是为主机之 间供给了逻辑通讯 逻辑通讯的寓意是指: 假使通讯实体之间并 没有物理上直接实行 联贯,然而从实体上 层的角度来看,它们 之间就坊镳具有物理 联贯相通可能直接通 信 运用过程 ... Internet 运用过程 ... 汇集层供给主机之间的逻辑通讯 传输层供给运用过程之间的逻辑通讯 36 传输层复用和分用 Internet的传输层制定包罗TCP和 UDP,它们都借助于端口(port) 与上层的运用过程实行交互 端口是一个编号和与编号对应的 P 1 软件数据组织 M 复用:运用层中分别过程的报文端 口 通过分别的端口向下交给传输层, 运用层 再往下就共用汇集层供给的效劳 传输层 分用:当这些报文被汇集传输到 汇集层 宗旨主机后,宗旨主机的传输层 就运用其分用效用,通过分别的 端口将报文不同交付到相应的应 用过程 音讯给与者 P3 P4 M M ’ 运用层 传输层 汇集层 P2 M ’ 运用层 传输层 汇集层 37 端标语 TCP和UDP都用端口(socket)号把音讯传到上层。 端标语指示了正正在运用的上层制定。 运用层 FTSDTS T eMNFN P l n e T P S T P M P t 传输层 21 23 25 53 69 161 TCP UDP 保存的端标语: <255,民众运用 255-1023,公司 >1023,未轨则 38 两类效劳: 面向联贯的和无联贯的效劳 宗旨:正在主机体例之间传输数据。 TCP – 传输节制制定 [RFC 793] 用于因特网的面向联贯的效劳 传输前需创办联贯 牢靠的, 有序的 字节宣传输 流量节制与堵塞节制 UDP – 用户数据报制定 [RFC 768]: 用于因特网的无联贯的效劳 不牢靠的数据传输 无流量节制 无堵塞节制 39 TCP和UDP的运用周围 ?运用TCP效劳的运用: HTTP (WWW) FTP (file transfer) Telnet (remote login) SMTP (email) ?运用UDP效劳的运用: 流媒体, 电信集会, 因特网电线

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