計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理與實(shí)踐（第2版）配套課件

機(jī)械工業(yè)出版社2013年第7章應(yīng)用層徐磊主編本章內(nèi)容7.1應(yīng)用層的基本概念7.2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的工作模式7.3因特網(wǎng)上的域名機(jī)制7.4因特網(wǎng)上的基本應(yīng)用7.5因特網(wǎng)上的新型應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)程之間的消息交互由誰來進(jìn)行約定？誰來規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程之間所傳遞信息的語義、語法和順序？網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要有哪些工作模式？7.1應(yīng)用層的基本概念應(yīng)用層：規(guī)定應(yīng)用進(jìn)程在通信時(shí)所遵循的協(xié)議。因特網(wǎng)的應(yīng)用層協(xié)議主要有：文件傳輸協(xié)議：FTP。用于實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)中交互式文件傳輸功能。遠(yuǎn)程終端協(xié)議：Telnet。用于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中遠(yuǎn)程終端功能。電子郵件協(xié)議：如簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)、郵局協(xié)議(POP)。用于實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)中電子郵件傳送功能。

網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議：如簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)。用于管理與監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。域名解析協(xié)議：DNS。用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名到IP地址映射的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。超文本傳輸協(xié)議：HTTP。用于WWW服務(wù)。應(yīng)用層協(xié)議的特點(diǎn)應(yīng)用層協(xié)議大多采用客戶/服務(wù)器方式。應(yīng)用層協(xié)議通常定義客戶和服務(wù)器進(jìn)程之間在通信時(shí)所遵循的規(guī)范?？蛻簦–lient）和服務(wù)器（Server）都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程，描述進(jìn)程之間服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求方是客戶端進(jìn)程，提供服務(wù)方是服務(wù)器進(jìn)程?？蛻?服務(wù)器進(jìn)程通信客戶端：（1）在打算通信時(shí)主動(dòng)向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)起通信。（2）在進(jìn)行通信時(shí)臨時(shí)成為客戶，但也可在本地進(jìn)行其它計(jì)算。（3）可與多個(gè)服務(wù)器進(jìn)行通信。（4）不需要特殊的硬件和很復(fù)雜的操作系統(tǒng)。服務(wù)器：（1）當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)即自動(dòng)調(diào)用并一直不斷地運(yùn)行著。（2）被動(dòng)地等待并接受來自客戶的通信請(qǐng)求。（3）可同時(shí)處理多個(gè)遠(yuǎn)程或本地客戶的請(qǐng)求。（4）一般需要強(qiáng)大的硬件和高級(jí)的操作系統(tǒng)支持?？蛻?服務(wù)器進(jìn)程通信示意圖7.2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的工作模式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的工作模式：C/S（Client/Server）工作模式B/S（Browser/Server）工作模式P2P（PeertoPeer）工作模式7.2.1C/S工作模式任務(wù)合理分配到客戶端和服務(wù)器端來實(shí)現(xiàn)，有效降低系統(tǒng)的通信開銷。服務(wù)器是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的資源存儲(chǔ)、用戶管理以及數(shù)據(jù)運(yùn)算的中心。大部分的運(yùn)算工作由服務(wù)器完成。客戶機(jī)則主要完成請(qǐng)求的傳遞以及界面的表示，對(duì)服務(wù)器有相當(dāng)程度的依賴。

C/S工作模式要點(diǎn)在客戶/服務(wù)器模式中，客戶機(jī)與服務(wù)器扮演著完全不同的角色，其工作模式如下：（1）客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。（2）服務(wù)器收到請(qǐng)求后，對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理。（3）服務(wù)器將處理結(jié)果返回給客戶機(jī)。（4）客戶機(jī)收到結(jié)果，將其以一定格式形成界面表示。

C/S工作模式的特點(diǎn)C/S結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的結(jié)果。服務(wù)器控制管理數(shù)據(jù)的能力已由文件管理方式上升為數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式。服務(wù)端集中進(jìn)行共享數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和存取，服務(wù)器注重?cái)?shù)據(jù)定義及存取安全備份及還原，并發(fā)控制及事務(wù)管理。通過選擇檢索和索引排序等功能，能夠通過網(wǎng)絡(luò)把用戶所需的處理后的數(shù)據(jù)而不是整個(gè)文件傳送到客戶端，減輕了網(wǎng)絡(luò)的傳輸負(fù)荷。

C/S工作模式的局限客戶端軟件需要針對(duì)不同的操作系統(tǒng)開發(fā)不同版本的軟件。客戶端的部署和升級(jí)比較煩瑣.難適應(yīng)百臺(tái)電腦以上規(guī)模的局域網(wǎng)用戶同時(shí)使用。7.2.2B/S工作模式B/S工作模式是隨著Internet技術(shù)的興起，是對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)。用戶界面通過WWW瀏覽器來實(shí)現(xiàn)的，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（Server）實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器：Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，三層結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了客戶端載荷，減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。

C/S模式與B/S模式

B/S工作模式要點(diǎn)（1）客戶端運(yùn)行瀏覽器軟件，瀏覽器以超文本傳輸協(xié)議向Web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。（2）Web服務(wù)器接受客戶端請(qǐng)求后，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為SQL語法，并交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器收到請(qǐng)求后，驗(yàn)證其合法性，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后將處理后的結(jié)果返回給Web服務(wù)器。（4）Web服務(wù)器將得到的所有結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成HTML文檔形式，轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端瀏覽器以Web頁(yè)面的形式顯示結(jié)果。

B/S工作模式的特點(diǎn)不需要在客戶端額外安裝軟件，只需要瀏覽器就可以訪問服務(wù)器，是一種瘦客戶端的體系結(jié)構(gòu)。能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)平臺(tái)和管理訪問權(quán)限，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)也很安全。常見應(yīng)用開發(fā)技術(shù)ASP/PHP/JSP等，方便、快捷、高效。C/S與B/S工作模式的比較C/S模式為兩層結(jié)構(gòu)，軟件開發(fā)成本較高，客戶端的維護(hù)和升級(jí)不方便。B/S模式是對(duì)C/S模式的一種擴(kuò)展。瘦客戶端，軟件應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯完全在應(yīng)用服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，用戶表現(xiàn)完全在Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。7.2.3P2P工作模式近年在Internet上實(shí)施網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新模式。IBM的解釋：P2P系統(tǒng)是由若干互聯(lián)協(xié)作的計(jì)算機(jī)構(gòu)成，且至少具有如下特征之一：系統(tǒng)依存于邊緣化（非中央式服務(wù)器）設(shè)備的主動(dòng)協(xié)作，每個(gè)成員直接從其它成員而不是從服務(wù)器的參與中受益。系統(tǒng)成員同時(shí)扮演服務(wù)器與客戶機(jī)兩種角色。系統(tǒng)應(yīng)用的用戶能夠意識(shí)到彼此的存在，并構(gòu)成一個(gè)虛擬或?qū)嶋H的群體。P2P工作模式特點(diǎn)服務(wù)器與客戶端的界限淡化或者消失。每個(gè)參與應(yīng)用的結(jié)點(diǎn)均以“平等”的方式共享其它結(jié)點(diǎn)的共享資源，如CPU、存儲(chǔ)空間等。在P2P系統(tǒng)中，實(shí)體一般既是資源的請(qǐng)求者，又是資源的提供者，即同時(shí)扮演客戶機(jī)和服務(wù)器兩種角色。從結(jié)構(gòu)上看，P2P系統(tǒng)是分布式的。兩類P2P系統(tǒng)目前存在兩類P2P系統(tǒng)：混雜P2P系統(tǒng)：由客戶機(jī)與中央服務(wù)器構(gòu)成，其典型案例為Napster。純粹P2P系統(tǒng)：完全由客戶機(jī)構(gòu)成，其典型案例為Gnutella。NapsterMP3共享軟件，是最早出現(xiàn)的P2P應(yīng)用之一，第一代P2P軟件。非純粹的P2P系統(tǒng)，它通過中央服務(wù)器（目錄服務(wù)器）保存所有用戶上傳的音樂文件索引和存放位置的信息。實(shí)現(xiàn)了文件查詢與傳輸?shù)姆蛛x，可節(jié)省中央服務(wù)器的帶寬消耗，減少系統(tǒng)的文件傳輸延時(shí)。中央服務(wù)器為瓶頸，服務(wù)器失效會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。沒有提供有效的安全機(jī)制。后來陷入訴訟危機(jī)（版權(quán)問題）。Napster（混雜P2P系統(tǒng)）的

工作模式

系統(tǒng)由客戶機(jī)與中央服務(wù)器（目錄服務(wù)器）構(gòu)成：（1）目錄服務(wù)器記錄在線用戶的IP地址、端口號(hào)以及網(wǎng)絡(luò)中MP3文件的目錄信息。（2）客戶機(jī)向目錄服務(wù)器發(fā)送搜索某MP3文件請(qǐng)求，請(qǐng)求得到其它客戶機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址。（3）目錄服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求搜索目錄數(shù)據(jù)庫(kù)，找到包含該文件的其它客戶機(jī)，將其地址發(fā)送給該客戶機(jī)。（4）客戶機(jī)依據(jù)這些地址，向其它客戶機(jī)發(fā)送請(qǐng)求。（5）其它客戶機(jī)收到請(qǐng)求后，對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理，并將結(jié)果返回給發(fā)送方。Napster（混雜P2P系統(tǒng)）的特點(diǎn)與傳統(tǒng)C/S模式相比，混雜的P2P系統(tǒng)只設(shè)目錄服務(wù)器，為客戶機(jī)的尋址提供服務(wù)，而不承擔(dān)主要的運(yùn)算工作。系統(tǒng)中的每個(gè)客戶機(jī)均可以作為服務(wù)器，接受其它客戶機(jī)發(fā)送的請(qǐng)求，為其它客戶機(jī)提供服務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)中央服務(wù)器的依賴性明顯降低。Gnutella文件共享系統(tǒng)，第二代P2P軟件，將P2P的理念向前又推進(jìn)一步。真正意義上的對(duì)等分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。純粹的P2P系統(tǒng)，沒有目錄服務(wù)器，用戶只要安裝了該軟件，立即變成一臺(tái)能夠提供完整目錄和文件服務(wù)的服務(wù)器，并會(huì)自動(dòng)搜尋其它同類服務(wù)器，從而聯(lián)成一臺(tái)由無數(shù)PC組成的網(wǎng)絡(luò)超級(jí)服務(wù)器。Gnutella的工作模式Gnutella系統(tǒng)中沒有服務(wù)器，完全由客戶機(jī)構(gòu)成：（1）每個(gè)客戶機(jī)都維護(hù)一個(gè)相鄰客戶機(jī)列表，當(dāng)客戶機(jī)A需要搜索文件時(shí)，它向所有相鄰客戶機(jī)發(fā)送搜索請(qǐng)求。（2）相鄰客戶機(jī)再將客戶機(jī)A的搜索請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給它們各自相鄰的客戶機(jī)，該轉(zhuǎn)發(fā)工作將持續(xù)進(jìn)行，直到系統(tǒng)中所有客戶機(jī)均收到該搜索請(qǐng)求。（3）能提供該搜索文件的客戶機(jī)按原路向客戶機(jī)A發(fā)送其IP地址和端口號(hào)。（4）客戶機(jī)A接收到響應(yīng)消息后，依據(jù)一定規(guī)則（如：路徑最短規(guī)則等）與相應(yīng)的客戶機(jī)建立連接，下載文件。根據(jù)以上的描述可以看出，在純粹的P2P系統(tǒng)中，沒有目錄服務(wù)器，每個(gè)客戶機(jī)都具有發(fā)現(xiàn)其它客戶機(jī)的能力。P2P與C/S工作模式的比較（1）安全性C/S模式：服務(wù)器是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的資源存儲(chǔ)、用戶管理和數(shù)據(jù)運(yùn)算中心，只需確保服務(wù)器的安全，就能有效地保障整個(gè)系統(tǒng)的安全，安全性較高。P2P模式：每個(gè)結(jié)點(diǎn)既可以是客戶機(jī)又可以是服務(wù)器，因此系統(tǒng)的安全管理比較困難。P2P與C/S工作模式的比較（2）資源可維護(hù)性C/S模式：共享資源通常集中存放在服務(wù)器上，資源的查找更新較為簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)也容易實(shí)現(xiàn)，資源可維護(hù)性較好。P2P模式：共享資源可以存放在系統(tǒng)中的任何一臺(tái)客戶機(jī)上，資源的查找更新比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)備份工作也更為困難，可維護(hù)性差。P2P與C/S工作模式的比較（3）可擴(kuò)充性C/S模式：服務(wù)器性能會(huì)隨著系統(tǒng)客戶端數(shù)量的增多而下降，因而制約了客戶端數(shù)目的增長(zhǎng)，系統(tǒng)可擴(kuò)充性較弱。P2P模式：每個(gè)客戶機(jī)都具有很強(qiáng)的處理功能，極少依賴或不依賴中央服務(wù)器，因此，客戶機(jī)的增加不會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器的性能下降，系統(tǒng)可擴(kuò)充性強(qiáng)。P2P與C/S工作模式的比較（4）可持續(xù)性C/S模式：大部分運(yùn)算工作由服務(wù)器承擔(dān)，當(dāng)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，所有客戶端都無法進(jìn)行正常工作，整個(gè)系統(tǒng)將陷于癱瘓之中，可持續(xù)性差。P2P模式：每個(gè)客戶機(jī)均可作為服務(wù)器，當(dāng)某臺(tái)為其它客戶機(jī)提供服務(wù)的服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，其它客戶機(jī)可承擔(dān)該服務(wù)器的角色，接管發(fā)生故障的服務(wù)器的工作，可持續(xù)性高。P2P與C/S工作模式的比較（5）網(wǎng)絡(luò)通訊性能C/S模式：網(wǎng)絡(luò)通訊主要集中在客戶機(jī)與服務(wù)器之間，客戶機(jī)與客戶機(jī)之間一般并無直接交互行為，網(wǎng)絡(luò)流量分布集中。P2P模式：對(duì)于純粹的P2P系統(tǒng)，客戶機(jī)將向系統(tǒng)中的所有結(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，尋找提供服務(wù)的結(jié)點(diǎn)，而對(duì)于混雜P2P系統(tǒng)，客戶機(jī)也將首先訪問中央服務(wù)器，獲取其它客戶機(jī)的地址，而后進(jìn)行類似C/S模式的客戶機(jī)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)通訊。P2P模式需要占用更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬，網(wǎng)絡(luò)通訊更頻繁。P2P與C/S工作模式的比較結(jié)合實(shí)際情況選擇系統(tǒng)的工作模式對(duì)于需要強(qiáng)調(diào)集中控制、集中管理以及安全性較高的系統(tǒng)，可采用C/S模式對(duì)于強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的直接共享以及網(wǎng)上直接交互的系統(tǒng)，則應(yīng)選擇P2P模式。7.3因特網(wǎng)上的域名機(jī)制分層的域名空間域名服務(wù)與域名解析7.3.1分層的域名空間域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，DNS）是采用層次結(jié)構(gòu)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，在因特網(wǎng)中將域名映射到IP地址的系統(tǒng)。IETFRFC1034和1035對(duì)域名系統(tǒng)做出了明確的定義和規(guī)范。為滿足因特網(wǎng)中大規(guī)模的名字空間，域名系統(tǒng)采用了層次名字空間（hierarchicalnamespace）。層次名字空間以分布的方式實(shí)現(xiàn)域名和IP地址的映射，同時(shí)支持對(duì)名字空間分配和管理的分級(jí)控制。中心管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)名字空間的統(tǒng)一劃分，并為下面各級(jí)管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行授權(quán)，各級(jí)管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對(duì)其授權(quán)范圍內(nèi)的名字空間進(jìn)行分配和管理。層次名字空間的域名系統(tǒng)采用域名分級(jí)命名方案。域名的層次結(jié)構(gòu)常用頂級(jí)域名及其描述域名描述aero

航空運(yùn)輸com

商業(yè)機(jī)構(gòu)edu

教育機(jī)構(gòu)gov

政府機(jī)構(gòu)int

國(guó)際組織mil

軍事機(jī)構(gòu)net

網(wǎng)絡(luò)支持機(jī)構(gòu)org

其他組織cn

中國(guó)uk

英國(guó)7.3.2域名服務(wù)器與域名解析域名服務(wù)器（DomainNameServer，DNS）：裝有從域名到IP地址轉(zhuǎn)換程序的機(jī)器。分布式的域名服務(wù)：分布式的域名服務(wù)器相互協(xié)作完成域名解析；域內(nèi)多臺(tái)域名服務(wù)器，防止服務(wù)器單點(diǎn)失效。域名解析：將域名轉(zhuǎn)換為與其對(duì)應(yīng)的IP地址的過程。域名服務(wù)器的層次結(jié)構(gòu)劃分為區(qū)域后的域名層次結(jié)構(gòu)域名解析過程當(dāng)用戶發(fā)出一個(gè)域名解析的請(qǐng)求時(shí)，域名服務(wù)器將向用戶返回與其相對(duì)應(yīng)的IP地址。域名解析從本地域名服務(wù)器開始。如果本地域名服務(wù)器不能解析該域名，可采用兩種方法：遞歸解析（recursiveresolution），本地DNS負(fù)責(zé)和能夠解析該域名的服務(wù)器進(jìn)行通信，并將查詢結(jié)果返回用戶。迭代解析（iterativeresolution），本地域名服務(wù)器將能進(jìn)行下一步解析的域名服務(wù)器地址返回給用戶。發(fā)出查詢遞歸和迭代結(jié)合的域名解析過程本地域名服務(wù)器查詢不到信息，則向頂級(jí)域名服務(wù)器發(fā)出查詢返回域名服務(wù)器信息發(fā)出查詢發(fā)出查詢返回查詢結(jié)果返回查詢結(jié)果返回查詢結(jié)果因特網(wǎng)域名服務(wù)器采用高速緩存（cashing）來優(yōu)化查詢的開銷。每個(gè)域名服務(wù)器都維護(hù)一個(gè)高速緩存，存放最近使用過的名字以及從何處獲得該名字映射信息的記錄。當(dāng)用戶發(fā)出域名解析的請(qǐng)求時(shí)，可以從高速緩存中獲得最近被解析過的域名信息，從而減少網(wǎng)絡(luò)開銷。7.4因特網(wǎng)上的基本應(yīng)用電子郵件萬維網(wǎng)文件傳輸服務(wù)遠(yuǎn)程登錄動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理及簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議7.4.1電子郵件電子郵件（ElectronicMail，簡(jiǎn)記為E-mail），是因特網(wǎng)應(yīng)用最廣泛并最受歡迎的服務(wù)之一。電子郵件是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一種通信形式，它為因特網(wǎng)用戶提供讀寫、發(fā)送和接收郵件的功能，并允許單個(gè)用戶或群組用戶之間進(jìn)行通信。1.電子郵件的組成結(jié)構(gòu)電子郵件的工作過程遵循C/S模式，發(fā)送方構(gòu)成客戶端，接收方構(gòu)成服務(wù)器端。工作過程可以與普通郵件的收發(fā)相類比收件人的姓名與地址（即郵件地址發(fā)送方的郵件服務(wù)器接收件方郵件服務(wù)器電子郵件系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：郵件用戶代理（MailUserAgent，MUA）郵件傳輸代理（MailTransportAgent，MTA）郵件投遞代理（MailDeliveryAgent，MDA）電子郵件的組成結(jié)構(gòu)2.電子郵件格式IETFRFC2822定義。電子郵件的地址格式由一個(gè)字符串組成，其格式如下所示：local-name@domain-name該字符串通過符號(hào)@（通常讀為“at”）分隔為兩個(gè)部分domain-name是目的郵件服務(wù)器的域名local-name是用戶在該郵件服務(wù)器上的郵箱名。電子郵件的標(biāo)準(zhǔn)格式由兩部分組成：信封信件內(nèi)容信件內(nèi)容：分為首部（header）和主體（body）兩個(gè)部分，中間用一個(gè)空行隔開。信件內(nèi)容的首部：主要包括收信人地址、抄送人地址、主題、發(fā)送人地址和發(fā)信日期等信息。信件內(nèi)容的主體：電子郵件所要傳送的信息。首部常用關(guān)鍵字及含義描述

關(guān)鍵字含義To收信人地址Cc抄送人地址Subject主題From發(fā)信人地址Date 發(fā)信日期Bcc暗送人地址Reply-To對(duì)方回信地址3.MIME

IETFRFC2822中規(guī)定的電子郵件只能傳輸使用7位ASCII字符集表示的字符，而非英文字符、音視頻和二進(jìn)制格式文件等非ASCII數(shù)據(jù)不能在電子郵件中傳輸。為了能夠使用電子郵件傳輸非ASCII數(shù)據(jù)，多用途互聯(lián)網(wǎng)郵件擴(kuò)展（MultipurposeInternetMailExtensions，MIME）對(duì)電子郵件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展。MIME主要包括以下3個(gè)基本部分：首部行的擴(kuò)充發(fā)送數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換編碼方法MIME新增5個(gè)字段名稱及意義名稱意義MIME-VersionMIME的版本，目前的版本號(hào)為1.0Content-Type郵件內(nèi)容所包含的數(shù)據(jù)類型Content-Transfer-Encoding郵件內(nèi)容傳輸編碼Content-Id郵件內(nèi)容標(biāo)識(shí)符Content-Description

郵件內(nèi)容描述，類似于郵件主題MIME中的數(shù)據(jù)類型及子類型內(nèi)容類型子類型意義文本（text）plain純文本richtext格式化文本圖像（image）jpegJPEG圖像gifGIF圖像pngPNG圖像音頻（audio）basic一段聲音記錄視頻（video）mpegMPEG視頻應(yīng)

用（application）octet-stream二進(jìn)制數(shù)據(jù)流postscriptAdobePostScript文檔pdfpdf文檔mswordMicrosoftWord文件報(bào)文（message）rfc822RFC822郵件partial對(duì)郵件進(jìn)行分割external-body從網(wǎng)上獲取郵件多

部

分（multipart）mixed內(nèi)容中包含順序排列的多種類型數(shù)據(jù)alternative 相同內(nèi)容使用不同形式表示parallel必須同時(shí)讀取的幾個(gè)數(shù)據(jù)類型digest一個(gè)報(bào)文包含一組其他報(bào)文，每個(gè)部分為一個(gè)完整的RFC822郵件一個(gè)MIME郵件示例From：To：.cnMIME-Version：1.0Content-Type：multipart/mixed;boundary=ImageTransferTest--ImageTransferTestContent-Type：text/plainContent-Transfer-Encoding：7bittest,郵件中為測(cè)試用的圖片。bestlgd--ImageTransferTestContent-Type：image/jpegContent-Transfer-Encoding：base64…datafortheimage…4.電子郵件協(xié)議電子郵件協(xié)議包括：簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議郵件訪問協(xié)議1.簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議（SimpleMailTransferProtocol，SMTP）定義了郵件服務(wù)器之間交換郵件的標(biāo)準(zhǔn)，用于發(fā)送方郵件服務(wù)器到接收方郵件服務(wù)器之間的郵件傳輸。SMTP采用C/S模式，發(fā)送郵件的一方為客戶端，接收郵件的一方為服務(wù)器端。SMTP規(guī)定了收發(fā)郵件的服務(wù)器之間交換信息的命令及應(yīng)答格式，包括14條命令和21種應(yīng)答信息。SMTP通信包括連接建立、郵件傳輸和連接關(guān)閉三個(gè)階段。一個(gè)SMTP傳輸郵件的示例S:220SimpleMailTransferServiceReadyC:HELOS:250HelloC:MAILFROM:lgd@S:250OkC:RCPTTO:test@S:250OkC:DATAS:354Startmailinput；Endwith<CR><LF>.<CR><LF>C:Subject:thisisasimplemailC:From:lgd@C:To:test@C:…C:Hello,C:Thisisatest.C:Goodbye.C:…C:<CR><LF>.<CR><LF>S:250OkC:quitS:221Bye2.郵件訪問協(xié)議郵件訪問協(xié)議提供用戶從本地郵件服務(wù)器讀取郵件功能，有兩個(gè)郵件訪問協(xié)議：郵局協(xié)議（PostOfficeProtocolv3，POP3）：電子郵件客戶端與服務(wù)器建立TCP連接，經(jīng)過用戶驗(yàn)證后，下載服務(wù)器上未閱讀的郵件，然后從郵箱中刪除郵件。目前改進(jìn)的POP3允許下載郵件后在服務(wù)器上保留郵件。

IETFRFC1939對(duì)POP3做出了定義和規(guī)范。因特網(wǎng)報(bào)文訪問協(xié)議（InternetMessageAccessProtocolv4，IMAP4）IMAP4是版本號(hào)為4的因特網(wǎng)報(bào)文訪問協(xié)議IMAP4允許用戶通過多個(gè)地點(diǎn)在郵件服務(wù)器上直接訪問郵件，也稱聯(lián)機(jī)的郵件訪問協(xié)議。由IETFRFC3501定義和規(guī)范。7.4.2萬維網(wǎng)萬維網(wǎng)（WorldWideWeb，WWW）是指在因特網(wǎng)上以超文本為基礎(chǔ)形成的分布式的信息網(wǎng)，由以下3個(gè)部分組成：統(tǒng)一資源定位符超文本傳輸協(xié)議超文本標(biāo)記語言1.萬維網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)萬維網(wǎng)是一個(gè)龐大的信息網(wǎng)絡(luò)集合，由大量的萬維網(wǎng)頁(yè)面組成，用戶可以通過因特網(wǎng)訪問萬維網(wǎng)頁(yè)面。萬維網(wǎng)主要由萬維網(wǎng)瀏覽器（webbrower）和萬維網(wǎng)服務(wù)器（webserver）構(gòu)成。萬維網(wǎng)的工作過程遵循C/S模式，萬維網(wǎng)瀏覽器構(gòu)成客戶端，萬維網(wǎng)服務(wù)器構(gòu)成服務(wù)器端。2.統(tǒng)一資源定位符每一個(gè)萬維網(wǎng)頁(yè)面都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，該標(biāo)識(shí)被稱為統(tǒng)一資源定位符（UniformResourceLocater，URL）。統(tǒng)一資源定位符是對(duì)從因特網(wǎng)上獲取資源的位置和訪問方法的一種簡(jiǎn)潔表示。IETFRFC1738對(duì)URL做出了明確的定義和規(guī)范。統(tǒng)一資源定位符的標(biāo)準(zhǔn)格式如下：

<通信協(xié)議>://<主機(jī)>:<端口號(hào)>/<文件路徑><通信協(xié)議>指明了訪問資源時(shí)所使用的通信協(xié)議。<主機(jī)>是存放資源的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的域名或IP地址。<端口號(hào)>是可選的協(xié)議端口號(hào)，如果省略則使用其默認(rèn)端口號(hào)。每種通信協(xié)議都有各自默認(rèn)的端口號(hào)，如http的默認(rèn)端口號(hào)為80。<文件路徑>表示資源存儲(chǔ)的路徑。常用的通信協(xié)議及其意義通信協(xié)議意義http使用超文本傳輸協(xié)議傳輸https使用加密的超文本傳輸協(xié)議傳輸File訪問本地計(jì)算機(jī)上的文件ftp使用文件傳輸協(xié)議傳輸mailto訪問電子郵件地址news訪問Usenet新聞組gopher使用Gopher協(xié)議傳輸例如：/pub/rfc/rfc2091.txt3.超文本傳輸協(xié)議超文本傳輸協(xié)議（HyperTextTransferProtocol，HTTP）是萬維網(wǎng)瀏覽器和萬維網(wǎng)服務(wù)器之間的通信協(xié)議。因特網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的協(xié)議之一。HTTP1.1由IETFRFC2616定義和規(guī)范。HTTP萬維網(wǎng)瀏覽器萬維網(wǎng)服務(wù)器建立連接發(fā)送請(qǐng)求信息發(fā)送響應(yīng)信息釋放連接HTTP工作原理HTTP請(qǐng)求信息與響應(yīng)信息HTTP請(qǐng)求信息：主要包括請(qǐng)求行、請(qǐng)求頭部、空行和可選的消息體。其中，請(qǐng)求行包括請(qǐng)求類型、URL和HTTP版本。HTTP響應(yīng)信息：主要包括狀態(tài)行、響應(yīng)頭部、空行和可選的消息體。其中，狀態(tài)行包括HTTP版本、狀態(tài)代碼和描述狀態(tài)的短語。HTTP請(qǐng)求報(bào)文HTTP請(qǐng)求操作方法名稱方法描述OPTIONS返回服務(wù)器針對(duì)特定文檔所支持的HTTP請(qǐng)求方法GET請(qǐng)求讀取服務(wù)器上指定URL下的文檔HEAD請(qǐng)求獲取服務(wù)器上指定URL下文檔的狀態(tài)信息POST向服務(wù)器發(fā)送信息PUT從客戶端更新服務(wù)器文檔DELETE請(qǐng)求服務(wù)器刪除指定URL下的文檔TRACE回送服務(wù)器反饋

http的請(qǐng)求信息CONNECT預(yù)留給代理服務(wù)器使用HTTP響應(yīng)報(bào)文HTTP的狀態(tài)代碼名稱類型意義1xx消息服務(wù)器接收請(qǐng)求，繼續(xù)處理2xx成功請(qǐng)求已成功被服務(wù)器接收、理解、并接受3xx重定向需要繼續(xù)操作以完成請(qǐng)求4xx客戶錯(cuò)誤請(qǐng)求語法錯(cuò)誤或者無法被執(zhí)行5xx服務(wù)器錯(cuò)誤服務(wù)器不能響應(yīng)某個(gè)正確的請(qǐng)求HTTP報(bào)文示例一個(gè)HTTP請(qǐng)求報(bào)文一個(gè)HTTP響應(yīng)報(bào)文GET/example/imageHTTP/1.1Accept：image/gif，image/jpegHTTP/1.1200OKContent-Length:1024Server:NCEPUDate:Sat,8May201015:55:02GMTConnection:keep-alive4.超文本標(biāo)記語言超文本標(biāo)記語言（HyperTextMarkupLanguage，HTML）是用于設(shè)計(jì)和構(gòu)成網(wǎng)頁(yè)文檔的主要語言之一。用戶使用HTML語言可以編寫包括文本、圖形、聲音、動(dòng)畫以及連接等的萬維網(wǎng)頁(yè)面，使用HTML編寫的超文本文檔稱為HTML文檔。每個(gè)HTML文檔總是以<HTML>開始，</HTML>結(jié)束，并使用標(biāo)記<HEAD></HEAD>和<BODY></BODY>把文檔分成兩個(gè)部分。<HEAD>與</HEAD>用于標(biāo)記文件頭部，文件頭部包含文件的說明信息，它們并不和文件一起顯示。<BODY>與</BODY>用于標(biāo)記文件的主體部分，包括標(biāo)題、段落、列表、圖形和超文本鏈接等內(nèi)容。常用的HTML標(biāo)記標(biāo)記說明<HTML>…</HTML>聲明這是用HTML寫成的萬維網(wǎng)文檔<HEAD>…</HEAD>定義頁(yè)面的首部<TITLE>…</TITLE>定義頁(yè)面的標(biāo)題<BODY>…</BODY>定義頁(yè)面的主體<B>…</B>設(shè)置…為黑體字<Hn>…</Hn>定義一個(gè)n級(jí)題頭<BR>強(qiáng)制換行<P>一個(gè)段落開始<IMGSRC=”…”>插入一張圖像，其文件名為…<AHREF=”…”>X</A>定義一個(gè)超鏈接，連接的起點(diǎn)為X，目的地址為…一個(gè)HTML文檔示例<HTML>{HTML文檔開始}<HEAD>{文檔頭部開始}<TITLE>一個(gè)HTML示例</TITLE>{“一個(gè)HTML示例”是標(biāo)題}</HEAD>{文檔頭部結(jié)束}<BODY>{文檔主體開始}<H1>一個(gè)HTML的簡(jiǎn)單例子</H1>{“一個(gè)HTML的簡(jiǎn)單例子”是一個(gè)一級(jí)題頭}<P>這個(gè)一個(gè)段落{一個(gè)段落的開始}<BR>另起一行{強(qiáng)制換行，另起一行開始}</BODY>{文檔主體結(jié)束}</HTML>{HTML文檔結(jié)束}7.4.3文件傳輸服務(wù)文件傳輸協(xié)議（FileTransferProtocol，F(xiàn)TP）主要用于在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)文件的雙向傳輸。文件傳輸服務(wù)是指將文件從一臺(tái)計(jì)算機(jī)上傳送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，傳輸?shù)奈募愋桶ㄆ胀ㄎ淖痔幚砦臋n、聲音和圖像等多媒體文件。將文件從本地計(jì)算機(jī)上發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的過程稱為FTP上載（upload），而將遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的文件傳輸?shù)奖镜赜?jì)算機(jī)上的過程稱為FTP下載（download）。文件傳輸服務(wù)遵循TCP/IP協(xié)議組中的文件傳輸協(xié)議。因特網(wǎng)用戶可以通過FTP在任意兩臺(tái)因特網(wǎng)主機(jī)之間進(jìn)行文件的拷貝。使用FTP時(shí)必須首先登錄，在遠(yuǎn)程主機(jī)上獲得相應(yīng)權(quán)限以后，才可上載或下載文件。FTP工作原理與大多數(shù)因特網(wǎng)服務(wù)一樣，F(xiàn)TP采用C/S工作模式。用戶通過客戶端程序向服務(wù)器發(fā)出命令請(qǐng)求，服務(wù)器執(zhí)行用戶所發(fā)出的命令請(qǐng)求，并將執(zhí)行的結(jié)果返回到客戶機(jī)。客戶和服務(wù)器之間建立兩個(gè)TCP連接：控制連接：服務(wù)器監(jiān)聽端口，TCP/21數(shù)據(jù)連接：數(shù)據(jù)傳輸端口，TCP/20FTP客戶與服務(wù)器之間的連接7.4.4遠(yuǎn)程登錄遠(yuǎn)程登錄是一種訪問因特網(wǎng)的方式，也是因特網(wǎng)上較早提供的服務(wù)之一。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式是TELNET協(xié)議。用戶把本地主機(jī)當(dāng)作遠(yuǎn)程主機(jī)的一個(gè)終端，通過TELNET命令，直接訪問和控制遠(yuǎn)程系統(tǒng)。IETFRFC854對(duì)TELNET做出了明確的定義和規(guī)范。TELNET采用客戶/服務(wù)器的工作模式本地計(jì)算機(jī)上運(yùn)行TELNET客戶進(jìn)程，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行TELNET服務(wù)器進(jìn)程。遠(yuǎn)程登錄最大的優(yōu)勢(shì)：把本地計(jì)算機(jī)作為終端，跨系統(tǒng)和跨平臺(tái)地訪問和控制遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所不能實(shí)現(xiàn)的功能。需注意安全隱患。TELNET工作原理不同的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)及其操作系統(tǒng)會(huì)存在一定的差異。為了適應(yīng)這種異構(gòu)性，TELNET定義了網(wǎng)絡(luò)虛擬終端NVT格式，規(guī)定了TELNET數(shù)據(jù)和命令在因特網(wǎng)上傳輸?shù)姆绞?。TELNET對(duì)NVT格式的使用7.4.5動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）是一個(gè)局域網(wǎng)的通信協(xié)議，用于對(duì)局域網(wǎng)內(nèi)部的所有計(jì)算機(jī)自動(dòng)配置（如自動(dòng)分配IP地址）。DHCP的前身是引導(dǎo)程序協(xié)議（BOOTstrapProtocol，BOOTP）。IETFRFC2131對(duì)DHCP做出了明確的定義和規(guī)范。DHCP也采用C/S工作模式。DHCP客戶向DHCP服務(wù)器請(qǐng)求IP地址，DHCP服務(wù)器響應(yīng)客戶請(qǐng)求，向DHCP客戶分配IP地址。DHCP報(bào)文類型及其描述名稱意義DHCPDISCOVER客戶通過廣播方式查找可用的服務(wù)器DHCPOFFER服務(wù)器響應(yīng)DHCP發(fā)現(xiàn)報(bào)文DHCPREQUEST客戶向服務(wù)器請(qǐng)求租用或續(xù)租IP地址DHCPACK服務(wù)器對(duì)DHCP請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)DHCPNACK服務(wù)器對(duì)DHCP請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行否定應(yīng)答DHCPDECLINE客戶向服務(wù)器說明IP地址被占用DHCPRELEASE客戶不再租用服務(wù)器IP地址DHCPINFORM客戶向服務(wù)器請(qǐng)求本地配置參數(shù)DHCP的工作過程主要包括DHCP發(fā)現(xiàn)、DHCP提供、DHCP選擇、DHCP確認(rèn)、DHCP續(xù)租和DHCP釋放等階段。DHCP基于傳輸層的UDP工作，客戶使用UDP的68號(hào)熟知端口，服務(wù)器使用UDP的67號(hào)熟知端口。DHCP可以動(dòng)態(tài)地分配IP地址，此時(shí)，分配給DHCP客戶的IP地址都是臨時(shí)地址，服務(wù)器將這些地址在一段有效時(shí)間內(nèi)租給客戶使用，在租用期間，服務(wù)器不會(huì)再將同一地址租用給其他用戶。DHCP工作過程7.4.6網(wǎng)絡(luò)管理及簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議1.網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理（networkmanagement）是指網(wǎng)絡(luò)管理員對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的資源進(jìn)行監(jiān)視、配置、規(guī)劃、綜合、協(xié)調(diào)和控制時(shí)所發(fā)生的所有行為。網(wǎng)絡(luò)管理的體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)管理一般由三個(gè)部分組成：網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)被管理設(shè)備代理組成網(wǎng)絡(luò)管理主要功能包括以下幾個(gè)方面：配置管理故障管理性能管理安全管理記賬管理配置管理（configurationmanagement）用于初始化網(wǎng)絡(luò)，定義、識(shí)別和監(jiān)控被管理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)被管理對(duì)象的控制及網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。故障管理（faultmanagement）主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的被管理設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、分析和排除，以保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連續(xù)性和可靠性。性能管理（performancemanagement）通過收集和分析相關(guān)被管理設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，以實(shí)現(xiàn)使用最少的網(wǎng)絡(luò)資源并在最小時(shí)延的前提下，保障網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)、可靠的通信能力。安全管理（securitymanagement）通過授權(quán)機(jī)制、訪問控制、加密及密鑰管理和安全訪問日志的管理和維護(hù)等手段，提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的安全訪問。記賬管理（accountingmanagement）對(duì)用戶使用網(wǎng)絡(luò)資源的情況進(jìn)行記錄，計(jì)算其費(fèi)用和代價(jià)，同時(shí)通過監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)資源，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源使用情況進(jìn)行合理調(diào)整，以提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率2.簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SimpleNetworkManagementProtocol，SNMP）是一個(gè)支持網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)。SNMP使用最簡(jiǎn)潔的方式定義了一組操作，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理的基本功能。SNMP基于UDP（SNMP代理進(jìn)程端口為161/UDP，網(wǎng)管進(jìn)程端口為162/UDP）。目前使用的版本是SNMPv3。SNMP體系的三個(gè)組成部分：SNMP協(xié)議管理信息庫(kù)（ManagementInformationBase，MIB）管理信息結(jié)構(gòu)（StructureofManagementInformation，SMI）

SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的構(gòu)成：運(yùn)行SNMP客戶管理軟件的網(wǎng)管工作站。嵌入SNMP代理程序的被管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？蛻艄芾磉M(jìn)程和代理進(jìn)程通過SNMP進(jìn)行通信。SNMP網(wǎng)管系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

SNMPv3的8種協(xié)議數(shù)據(jù)單元名稱發(fā)送方/接收方使用說明GetRequest管理員/代理讀取一個(gè)或多個(gè)變量的值GetNextRequest管理員/代理讀取列表中下一個(gè)變量的值GetBulkRequest管理員/代理讀取大容量數(shù)據(jù)SetRequest管理員/代理設(shè)置一個(gè)變量的值Response代理/管理員對(duì)任意請(qǐng)求的響應(yīng)InformRequest管理員/管理員獲取第三方信息Trap代理/管理員報(bào)告異常事件Report管理員/管理員管理員間差錯(cuò)報(bào)告

SNMP的管理信息庫(kù)MIB每個(gè)被管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都有一個(gè)MIB，MIB中保存該設(shè)備的各項(xiàng)信息。MIB中的每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)——對(duì)象標(biāo)識(shí)符（objectidentifier），由對(duì)象在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的位置決定。管理信息結(jié)構(gòu)SMI規(guī)定了樹狀的管理信息的分層結(jié)構(gòu)。SMI采用抽象語法記法（AbstractSyntaxNotation1，ASN.1）的命名方案定義MIB對(duì)象。類別標(biāo)識(shí)符包含信息System1主機(jī)或路由器的操作系統(tǒng)Interfaces2各種網(wǎng)絡(luò)接口AddressTranslation3地址轉(zhuǎn)換（例如，ARP映射）IP4因特網(wǎng)協(xié)議軟件ICMP5因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議軟件TCP6傳輸控制協(xié)議軟件UDP7用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議軟件EGP8邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議軟件SNMP11簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議軟件

MIB2包含的部分信息

ASN.1對(duì)象命名樹7.5因特網(wǎng)上的新型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新模式——P2P架構(gòu)。對(duì)等方既是客戶機(jī)，又是服務(wù)器。對(duì)等方不為服務(wù)提供商所有，可為用戶控制。不像C/S模式要求要求服務(wù)器總是打開，任意間斷連接的主機(jī)（對(duì)等方）可直接通信。P2P的兩個(gè)重要應(yīng)用基于P2P的文件分發(fā)基于P2P的因特網(wǎng)電話服務(wù)7.5.1基于P2P的文件分發(fā)基于P2P的文件共享協(xié)議，如：NapsterGnutellaeDonkeyeMule和BitTorrent等核心思想：每個(gè)結(jié)點(diǎn)既是文件的下載者，也是文件的上傳者。1.C/S和P2P模式下的文件分發(fā)在基于客戶機(jī)/服務(wù)器的文件分發(fā)中，文件的副本需要從服務(wù)器發(fā)向每個(gè)對(duì)等方，服務(wù)器因此消耗了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬。在基于P2P的文件分發(fā)中，每個(gè)對(duì)等方得到某個(gè)文件的一部分后可以重新將這部分文件繼續(xù)分發(fā)出去，從而提高了服務(wù)器的分發(fā)效率。

文件分發(fā)問題示例簡(jiǎn)化的定量模型服務(wù)器將一個(gè)文件分發(fā)給一組固定的對(duì)等方,通過因特網(wǎng)相連。一個(gè)C/S和P2P都適用的簡(jiǎn)單定量模型：us

服務(wù)器(或種子結(jié)點(diǎn)seed)接入鏈路的上載速率ui

第i個(gè)對(duì)等方接入鏈路的上載速率di

第i個(gè)客戶端（或?qū)Φ确剑┙尤腈溌返南螺d速率F被分發(fā)的文件長(zhǎng)度N要獲得文件副本的對(duì)等方的數(shù)量Dmini-CS和Dmini-P2P分別是兩種體系結(jié)構(gòu)下N個(gè)對(duì)等方得到文件副本所需要的最小分發(fā)時(shí)間（minimum

distributiontime）。

為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化問題，可以忽略一些次要因素。不考慮服務(wù)器集群和單服務(wù)器的區(qū)別。因特網(wǎng)核心擁有足夠的帶寬，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i在網(wǎng)絡(luò)接入鏈路上。各結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)接口帶寬都用于文件分發(fā)。

基于P2P的文件分發(fā)對(duì)最小分發(fā)時(shí)間的簡(jiǎn)單描述（RakeshKumar）：1）設(shè)dmin為下載速率最小的對(duì)等方的下載速率，即dmin=min{d1,d2,…,dN}。下載速率最小的對(duì)等方至少需要F/dmin秒才能獲得整個(gè)文件，這意味著Dmin-P2P不會(huì)小于F/dmin。2）在文件分發(fā)的初始階段，只有種子結(jié)點(diǎn)擁有文件。種子結(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)第一份文件拷貝至少需要F/us秒，這意味著Dmin-P2P不會(huì)小于F/us。3）整個(gè)P2P系統(tǒng)的總上載能力為：utotal=us+u1+…+uN，系統(tǒng)的總上載量為NF比特，這不可能以快于utotal的速率完成。所以，系統(tǒng)總的上載時(shí)間至少是NF/utotal秒，這意味著Dmin-P2P不會(huì)小于NF/utotal。綜上所述，最小分發(fā)時(shí)間取決于上述三項(xiàng)中的最大值：

不考慮其它影響因素（如對(duì)等方繼續(xù)分發(fā)文件的不同算法），可以取上式的下限，得到：

基于C/S的文件分發(fā)對(duì)應(yīng)地，客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的最小分發(fā)時(shí)間就可以簡(jiǎn)單表述為：

C/S和P2P的最小分發(fā)時(shí)間比較為考察系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，對(duì)比系統(tǒng)總的上載時(shí)間。假定所有對(duì)等方上載速率u，服務(wù)器us=10u設(shè)F/u=c為常量P2P和C/S系統(tǒng)總的上載時(shí)間分別為：

C/S體系結(jié)構(gòu)：隨著對(duì)等方數(shù)量的增加，總的上載時(shí)間隨N呈線性增長(zhǎng)并且沒有界。P2P體系結(jié)構(gòu)：總的上載時(shí)間并不隨著線性增長(zhǎng)，而是接近單個(gè)對(duì)等方的分發(fā)時(shí)間c（設(shè)c=1，見下圖）

。結(jié)論：采用P2P體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)具有良好的自我擴(kuò)展性，這是因?yàn)槊總€(gè)對(duì)等方除了下載文件外還是文件的上傳者。

C/S和P2P的最小分發(fā)時(shí)間比較BitTorrent（BT）工作原理BitTorrent是由BramCohen設(shè)計(jì)的開源軟件。一種支持多點(diǎn)傳輸?shù)腜2P文件分發(fā)協(xié)議。BitTorrent系統(tǒng)：追蹤器（tracker）種子（seed）下載者（leecher）BitTorrent系統(tǒng)追蹤器（tracker）：目錄服務(wù)器，記錄當(dāng)前在線所有結(jié)點(diǎn)的信息（IP地址，所擁有的文件段等）。幫助新加入的結(jié)點(diǎn)找到其他結(jié)點(diǎn)。如果用戶想加入BitTorrent系統(tǒng)，需要先連上追蹤器，得到其他結(jié)點(diǎn)的信息，然后才能開始P2P通信。種子（seed）：擁有完整文件的在線結(jié)點(diǎn),不需要下載數(shù)據(jù)，只給其他結(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)。下載者（leecher）：只擁有部分文件的在線結(jié)點(diǎn)，下載數(shù)據(jù)的同時(shí)也上傳數(shù)據(jù)給其他下載者。BitTorrent工作原理（1）文件提供者（種子）在追蹤器上登記，并使用種子制作軟件生成.torrent文件。（在BitTorrent系統(tǒng)中，追蹤器并不提供文件下載，文件由種子提供）。（2）文件提供者在Web頁(yè)面上發(fā)布.torrent文件，供其他結(jié)點(diǎn)下載。（3）下載者從Web頁(yè)面下載.torrent文件，或者通過其它途徑獲得.torrent文件。（4）運(yùn)行BitTorrent軟件，BitTorrent軟件會(huì)根據(jù).torrent文件中注明的追蹤器地址與其建立連接，并從追蹤器處獲取其他結(jié)點(diǎn)的地址信息。（5）根據(jù)結(jié)點(diǎn)的地址信息，BitTorrent軟件與這些結(jié)點(diǎn)建立連接并下載數(shù)據(jù)。文件提供者（seed）Web頁(yè)面追蹤器下載者（leecher）Web頁(yè)面追蹤器文件提供者下載者下載者下載者在追蹤器上登記，并生成.torrent文件發(fā)布.torrent文件下載.torrent文件在追蹤器上登記，并獲得其他節(jié)點(diǎn)的地址信息開始下載文件BT網(wǎng)絡(luò)BitTorrent工作原理示意圖BitTorrent的文件段分發(fā)算法決定文件段在結(jié)點(diǎn)間的傳播過程的兩個(gè)算法：最稀罕優(yōu)先算法（RarestFirst）針鋒相對(duì)算法（Tit-for-Tat，TFT）最稀罕優(yōu)先算法結(jié)點(diǎn)通過與它的鄰居結(jié)點(diǎn)交換信息，可以知道在它的鄰居結(jié)點(diǎn)中每個(gè)文件段的拷貝數(shù)。拷貝數(shù)最少的文件段組成一個(gè)集合，稱為最稀罕文件段（RarestPieces）集合。結(jié)點(diǎn)在這個(gè)集合中隨機(jī)選取一個(gè)自己感興趣的文件段來下載。這就是最稀罕優(yōu)先算法。保證了每個(gè)文件段的拷貝在結(jié)點(diǎn)之間能夠較平均的分布。針鋒相對(duì)算法下載者的針鋒相對(duì)算法：每隔10秒，根據(jù)自已從鄰居結(jié)點(diǎn)下載數(shù)據(jù)的速率來對(duì)鄰居結(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。選出速率最快且向自己提出下載請(qǐng)求的前三個(gè)結(jié)點(diǎn)來上傳數(shù)據(jù)。每隔30秒，隨機(jī)選擇一個(gè)對(duì)自己提出下載請(qǐng)求的結(jié)點(diǎn)來上傳數(shù)據(jù)。因此，在同一時(shí)間，下載者最多只能向四個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)。針鋒相對(duì)算法種子的針鋒相對(duì)算法種子在同一時(shí)間也只能向四個(gè)結(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)。每隔30秒根據(jù)四個(gè)結(jié)點(diǎn)的下載速率對(duì)它們進(jìn)行排序，斷開與下載速率最低的那個(gè)結(jié)點(diǎn)的連接。然后隨機(jī)選擇一個(gè)對(duì)自己提出下載請(qǐng)求的結(jié)點(diǎn)來上傳數(shù)據(jù)。種子只根據(jù)下載速率來選擇結(jié)點(diǎn)，并沒有綜合考慮結(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，因?yàn)橄螺d速率快的結(jié)點(diǎn)并不一定上傳速率大。針鋒相對(duì)算法的改進(jìn)對(duì)種子針鋒相對(duì)算法的改進(jìn)（BitTorrentv4.0.0）：種子每隔一段時(shí)間按下載時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。斷開與下載時(shí)間最長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)的連接。然后隨機(jī)選擇一個(gè)向自己提出下載請(qǐng)求的結(jié)點(diǎn)來上傳數(shù)據(jù)。針鋒相對(duì)算法的目的是為了激勵(lì)結(jié)點(diǎn)更多的上傳自己的數(shù)據(jù)?！按蠲赓M(fèi)車”問題P2P網(wǎng)絡(luò)是基于結(jié)點(diǎn)自愿共享資源的。網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)更多考慮最大化本結(jié)點(diǎn)的效用而不考慮P2P網(wǎng)絡(luò)的整體效用，從而導(dǎo)致了非常嚴(yán)重的“搭免費(fèi)車”（free-riding）現(xiàn)象。這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高效工作不利，會(huì)降低對(duì)等網(wǎng)的可用性、可靠性、健壯性及可擴(kuò)展性，進(jìn)一步加劇會(huì)導(dǎo)致整個(gè)P2P應(yīng)用系統(tǒng)最終崩潰?！按蠲赓M(fèi)車”問題，是指P2P網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)的自私行為所帶來的共性問題：結(jié)點(diǎn)只享用系統(tǒng)中的資源，而不對(duì)系統(tǒng)貢獻(xiàn)自己的資源，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中可共享資源數(shù)量不斷減少。措施：“阻塞”算法。讓每個(gè)結(jié)點(diǎn)限制允許下載的連接數(shù)，只允許那些為它上傳數(shù)據(jù)最多的結(jié)點(diǎn)從它這里下載數(shù)據(jù)；對(duì)于那些不傳輸數(shù)據(jù)，或者傳輸數(shù)據(jù)較少的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行阻塞。“阻塞”算法舉例假設(shè)結(jié)點(diǎn)S分別與4個(gè)結(jié)點(diǎn)A、B、C和D建立連接，A向S傳了10MB數(shù)據(jù)，B向S傳了20MB，C向S傳了5MB，D向S傳了15MB。在結(jié)點(diǎn)S看來，4個(gè)結(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)為B、D、A、C。如果S只允許3個(gè)結(jié)點(diǎn)下載，那么S允許B、D和A的請(qǐng)求下載，

阻塞結(jié)點(diǎn)C。通過阻塞算法，BitTorrent系統(tǒng)就成功的杜絕了“搭免費(fèi)車”現(xiàn)象，從而保證了系統(tǒng)公平性。7.5.2基于P2P的因特網(wǎng)電話服務(wù)Skype是即時(shí)通訊（InstantMessage，IM）的軟件。提供PC到PC、PC到電話、電話到PC和PC到PC的電話及視頻會(huì)議服務(wù)。和傳統(tǒng)即時(shí)通訊軟件不同之處：Skype是一種以P2P技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序。由創(chuàng)建Fastrack和Kazaa的開發(fā)人員設(shè)計(jì)開發(fā)，并于2005年被eBay公司以26億美元的價(jià)格收購(gòu)。實(shí)現(xiàn)了將網(wǎng)絡(luò)資源分散（即不是利用集中式的服務(wù)器資源，而是利用各個(gè)結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)資源）。語音呼叫的接通率、語音質(zhì)量在很大程度上甚至超過傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)。任何時(shí)候通常都有數(shù)以百萬計(jì)的用戶與之連接。Skype有以下一些特性：Skype的特性1——音質(zhì)清晰采用第三代的P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(GlobalIndex，GI)，是一個(gè)由超結(jié)點(diǎn)組成的多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)點(diǎn)之間均保持溝通。將這些結(jié)點(diǎn)資源動(dòng)態(tài)組合，參與流量分配、路徑選擇、處理需要較大帶寬的任務(wù)等，并保證最小的延時(shí)。設(shè)計(jì)上徹底解放傳統(tǒng)意義上300Hz到3000Hz頻率的電話語音效果?？梢允褂脩袈牭剿蓄l率的語音，即使是最低沉的或最尖銳的語音。Skype的特性2——安全性好采用了端到端的加密方式，Skype在信息發(fā)送前進(jìn)行加密，在接收端進(jìn)行解密。保證信息的安全性。采用了數(shù)字簽名的方式，對(duì)公共目錄中存儲(chǔ)的和用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)都采用了數(shù)字簽名，保證數(shù)據(jù)無法被篡改。Skype的特性3——跨平臺(tái)性有適用于Windows操作系統(tǒng)、PocketPC、和MacOS和Linux操作系統(tǒng)的版本，語音通話、文件交換等數(shù)據(jù)傳輸