概述
目录
WWW
互联网的蓬勃发展
WWW基本概念
URI
HTML
HTTP
试用HTTP命令
JavaScript、CGI、Cookie
JavaScript
CGI
Cookie
网络管理
SNMP
MIB
RMON
SNMP应用举例
其他应用层协议
多媒体通信实现技术
H. 323
SIP
RTP
数字压缩技术
P2P
LDAP
WWW
互联网的蓬勃发展
万维网(WWW, World Wide Web)是将互联网中的信息以超文本形式展现 的系统。也叫做Web。可以显示WWW信息的客户端软件叫做Web浏览器。目 前人们常用的Web浏览器包括微软的Internet Explorer、Mozilla基金会的Firefox、 Google公司的Google Chrome、Opera软件公司的Opera以及Apple公司的Safari等。
借助浏览器,人们不需要考虑该信息保存在哪个服务器,只需要轻轻点击鼠 标就可以访问页面上的链接并打开相关信息。
通过浏览器进行访问后回显在浏览器中的内容叫做"Web页"(或WWW页)。
公司或学校等组织以及个人的Web页被称作主页。在日本,很多公司的主页地址 形式如下:
http: //www. 公司名称. co. jp/
这一类主页当中通常会发布公司概况、产品信息、招贤纳士等内容。人们可 以通过点击这些标题的图标或链接就可以跳到对应的页面上。而这些页面上所提 供的信息不仅仅是文字内容,还有图片或动画乃至声音或其他程序等各式各样的 信息。此外,通过Web页不仅可以获取信息,还可以通过自己制作Web页来向全 世界发布信息。
WWW基本概念
WWW定义了3个重要的概念,它们分别是访问信息的手段与位置(URI, Uniform Resource Identifier)、信息的表现形式(HTML, HyperText Markup Language) 以及信息转发(HTIP , HyperText Transfer Protocol)等操作。
URI
URI是Uniform Resource Identifier的缩写,用于标识资源。URI是一种可以用 于WWW之外的高效的识别码,它被用于主页地址、电子邮件、电话号码等各种 组合中。如下所示:
http: //www. rfc-editor. org/rfc/rfc4395. txt
http: //www. ietf. org: 80/index. html
http : / /localhost : 631/
这些例子属于一般主页地址,也被叫做URL (Uniform Resource Locator)。
URL常被人们用来表示互联网中资源(文件)的具体位置。
但是URI不局限于标 识互联网资源,它可以作为所有资源的识别码。现在,在有效的RFC文档中,已 经不再使用URL, 转而在使用URI。相比URL狭义的概念,URI则是一个广义 的概念。因此,URI可以用于除了WWW之外的其他应用协议中。
URI所表示的组合叫方案(Scheme)。在众多URI的Scheme中WWW主要 用其中的http和https表示Web页的位置和访问Web页的方法。
URI的http方案的具体格式如下:
http://主机名/路径
http://主机名:端口号/路径
http://主机名:端口号/路径?访问内容#部分信息
其中主机名表示域名或IP地址,端口号表示传输端口号。省略端口号时,则表示采用http的默认端口80。路径是指主机上该信息的位置,访问内容表示要传给CGI的信息,部分信息表示 页面当中的位置等。
这种表示方法可以唯一地标识互联网中特定的数据。不过,由于用http方案 展现的数据随时都有可能发生变化,所以即使将自己喜欢的页面的URI (URL) 记住,也不能保证下次是否还能够访问到该页。
HTML
HTMP是记述Web页的一种语言(数据格式)。它可以指定浏览器中显示的文字、文字的大小和颜色。此外,不仅可以对图像或动画进行相关设置,还可以设置音频内容。
HTML具有纯文本的功能。在页面中不仅可以为文字或图像附加链接,当用户点击那些链接时还可以呈现该链接所指示的内容,因此它可以将整个互联网中任何一个www服务器中的信息以链接的方式展现。绝大多数互联网中的Web页,都以链接的形式指向关联的其他信息。逐一点开这些链接就可以了解全世界的信息。
HTML也可以说是www通用的数据表现协议。即使是在异构的计算机上,只要是可以用HTML展现的数据,那么效果基本上是一致的。如果把它对应到 OSI参考模型,那么可以认为HTML属于www的表示层。不过,鉴于现代计算机网络的表示层尚未完全准备就绪,根据操作系统和所用软件的不同,最终表现出来的效果也可能会出现细微差别。
图展示了一个通过HTML表现数据样本的例子。如果将其用浏览器(例如Firefox)打开的话,效果如图所示。
HTTP
当用户在浏览器的地址栏里输人所要访问Web页的URI以后,HTTP的处理 即会开始。HTTP中默认使用80端口。它的工作机制,首先是客户端向服务器的 80端口建立一个TCP连接,然后在这个TCP连接上进行请求和应答以及数据报 文的发送。
HTTP中常用的有两个版本,一个HTTP1.0,另一个是HTTP1. 1。
在 HTTP1.0中每一个命令和应答都会触发一次TCP连接的建立和断开。
而从 HTTP1.1开始,允许在一个TCP连接上发送多个命令和应答。由此,大量地减少了TCP连接的建立和断开操作,从而也提高了效率。
试用HTTP命令
当允许HTTP服务器和TELNET连接时,可以以如下形式登录 HTTP服务器后,再以手动形式执行表所列的命令。
telnet 服务器名或其IP地址 80
假定自己是HTTP客户端,输入ASCII码字符串的命令,并确认表中的应答结果。
JavaScript、CGI、Cookie
JavaScript
Web的基本要素为URI、HTML和H'ITP。然而仅有这些还无法更改与条件相 符的动态内容。为此,通过在浏览器端和服务器端执行特定的程序可以实现更加 精彩、多样的内容。例如实现网络购物或搜索功能。
我们称Web浏览器端执行的程序为客户端程序,在服务器端执行的程序为服 务器端程序。
JavaScript是一种嵌人在HTML中的编程语言,作为客户端程序可以运行于多 种类型的浏览器中。这些浏览器将嵌入JavaScript的HTML下载后,其对应的 JavaScript程序就可以在客户端得到执行。这种JavaScript程序用于验证客户端输 入字符串是否过长、是否填写或选择了页面中的必须选项等功能。JavaScript还 可以用于操作HTML或XML的逻辑结构(DOM, Document Object Model)以及动 态显示Web页的内容和页面风格上。最近,更是盛行服务器端不需要读取整个页 面而是通过JavaScript操作DOM来实现更为生动的Web页面的技术。这就是Ajax (Asynchronous JavaScrip and XML)技术。
CGI
CGI是Web服务器调用外部程序时所使用的一种服务端应用的规范。
一般的Web通信中,只是按照客户端请求将保存在Web服务器硬盘中的数据 转发而已。这种情况下客户端每次收获的信息也是同样(静态)的内容。而引入 CGI以后客户端请求会触发Web服务器端运行另一个程序,客户端所输入的数据 也会传给这个外部程序。该程序运行结束后会将生成的HTML和其他数据再返回 给客户端。
利用CGI可以针对用户的操作返回给客户端有各种各样变化(动态)的信 息。论坛和网上购物系统中就经常使用CGI调用外部程序或访问数据库。
Cookie
Web应用中为了获取用户信息使用一个叫做Cookie的机制。web服务器用 Cookie在客户端保存信息(多为“用户名”和“登录名”等信息), Cookie常被用于保存登录信息或网络购物中放入购物车的商品信息。从Web服务器检查Cookie可以确认是否为同一对端的通信。从而存放于购物车里的商品信息就不必要在保存到服务器了。
网络管理
SNMP
以前,网络管理都是凭借管理员的记忆和直觉进行。然而随着网络规模变得越来越大,个人的记忆、经验或直觉已经无法与之匹配,需要一个严密的管理工具或方法显得格外重要。在TCP/IP的网络管理中可以使用SNMP (Simple Network Management Protocol)收集必要的信息。它是一款基于UDP/IP的协议。
SNMP中管理端叫做管理器(Manager,网络监控终端),被管理端叫做代理 (路由器、交换机等)。
决定管理器与代理之间的通信中所要交互信息的正是 SNMP, SNMP中如果将MIB看做代理所管理的信息在数据库中的值,那么它可以新增一个值。
起初SNMP的安全机制并不完备。虽然在SNMPV2中有人提出过安全方面的建议,但是由于最终意见未能达成一致,所以支持基于团体认证方式的SNMPV2c成为了当时的标准。不过,该标准并没有采用安全机制。
后来的SNMPv3, 不仅集合了所有SNMP的功能于同一个版本,定义了个别 的功能模块(Component) , 并可以结合各种不同版本进行通信。
SNMPv3中将“消息处理”、“用户安全”和“访问控制”三部分分开考虑. 可以为每一个部选择各自必要的机制。
例如,在消息处理中除了有SNMPv3中所定义的处理模型以外,还有SNMPvl 和SNMPv2的处理模型可供选择。实际上,在SNMPv3中选用SNMPv2的消息处 理模型进行通信的情况居多。
消息处理中如果选择了SNMPv2的模型,那么会进行以下8种操作。它们分 别是:查询请求,上次要求的下一个信息的查询请求(GetNextRequest-PDU)、应 答、设置请求、批量查询请求(GetBulkRequest- PDU)、向其他管理器发送信息 通知(lnformRequest- PDU)、事件通知、用管理系统定义的命令(Report - PDU) 等操作。
通常,根据查询请求和应答可以定期检查设备的运行动作,根据设置请求可 以修改设备的参数。SNMP的处理可以分为从设备读取数据和向设备写人数据两 种。它们采用Fetch和Store模式。这些操作类似于计算中的输入输出等基本 操作。
如果出于某种原因网络设备的状况发生变化,将这个变化通知给SNMP管理 器时就可以使用Trap。有了Trap, 即使没有管理器到代理的请求,也能在设备发 生变化时收到从代理发来的通知。
MIB
SNMP中交互的信息是MIB (Management Information Base)。MIB是在树形结 构的数据库中为每个项目附加编号的一种信息结构。
SNMP访问MIB信息时使用数字序列。这些数字序列各自都有其易于理解的名 字。MIB分为标准MIB(MIB、MIB一II、FDDI-MIB等)和各个提供商提供的扩展 MIB。不论是哪种类型的MIB都通过SMI (Structure of Management Information)定 义,其中SMI使用ISO提出的ASN.1方法。
MIB相当于SNMP的表示层,它是一种能够在网络上传输的结构。SNMP中 可以将MIB值写入代理,也可以从代理中读取MIB值。通过这些操作可以收集冲 突的次数和流量统计等信息,可以修改接口的IP地址,还可以进行路由器的启 停、设备的启动和关闭等处理。
RMON
RMON是Remote Monitoring MIB的缩写。MIB由监控网络中某个设备接口 (某个点)的众多参数构成。相比之下,RMON则由监控网络上线路的众多参数 构成。
RMON中可监控的信息从原来的一个点扩展到了一条线上。这样可以更高效 率地监控网络。可监控的内容上也增加了很多从用户角度看极为有意义的信息, 如网络流量统计等。
通过RMON可以监控某个特定的主机在哪里通过什么样的协议正在与谁进行 通信的统计信息,从而可以更加详细地了解网络上成为负荷的主体并进行后续 分析。
RMON中从当前使用状况到通信方向性为止,可以以终端为单位也可以以协 议为单位进行监控。此外,它不仅可以用于网络监控,以后还可以用于收集网络 扩展和变更时期更为有意义的数据。尤其是通过WAN线路或服务器段部分的网 络流量信息,可以统计网络利用率,还可以定位负载较大的主机及其协议相关信 息。因此,RMON是判断当前网络是否被充分利用的重要资料。
SNMP应用举例
下面举一个使用SNMP的例子。
MRTG (Multi Router Traffic GRAPl-lER)是利用RMON定期收集网络中路由器的网络流量信息的工具。该用具可以从以下网站获取:
http : / / oss. oetiker. ch/ mrtg/
其他应用层协议
互联网一直以来作为数据通信网络得到了蓬勃的发展。最近它的利用范围有 了更进一步的扩大。不仅用于实时收发音频、图像、视频等多媒体数据领域,还 被用于电视电话会议、现场转播等即时性、双向性的领域。
多媒体通信实现技术
由于TCP具有流控制、拥塞控制、重发机制等功能,有时应用所发出去的数 据可能无法迅速到达对端目标主机。然而在互联网电话(使用的VoIP)和电视 会议当中,即使有少许丢包,也希望系统延时少一点,非常注重系统的即时性。 因此,在实时多媒体通信当中采用UDP。
然而,只使用UDP还不足以达到进行实时多媒体通信的目的。
例如,在互联 网电视电话议会中需要提供查询对方号码、模拟电话机的拨号以及以什么形式交 互数据等功能。为此,需要一个叫做“呼叫控制”的支持。呼叫控制主要采用 H.323与SIP协议。
此外,还需要RTP协议(结合多媒体数据本身的特性进行传 输的一种协议)和压缩技术(在网络上传输音频、视频等大型多媒体数据时进行 压缩)的支持。
结合上述众多技术才能够真正实现实时多媒体通信。此外,互联网电视电话 会议对实时性的要求远远高于到目前为止的任何一个数据通信领域。因此在搭建 网络环境时有必要考虑QoS、线路容量和线路质量等方面的要求。
H. 323
H. 323是由ITU开发用于在IP网上传输音频、视频的一种协议。起初,它主 要是作为接人ISDN网和IP网之上的电话网为目的的一种规范而被提出的。
H. 323定义了4个主要组件。它们分别是终端(用户终端)、网关(吸收用 户数据压缩顺序的不一致性)、网闸(电话本管理、呼叫管理)以及多点控制单 元(允许多个终端同时使用)。
SIP
与H.323相对的TCP/IP协议即是SIP (Session Initiation Protocol)协议。SIP 的提出要晚于H.323, 但是被普遍认为更适用于互联网。H. 323的规范内容较多、 对应起来比较复杂,而相比之下SIP的构成则简单了许多。
终端之间进行多媒体通信时,需要具备事先解析对方地址、呼出对方号码并 对所要传输的媒体信息进行处理等功能。此外,还需要具备中断会话和数据转发的功能。这些功能(呼叫控制与信令)都被统一于SIP协议中。它相当于OSI参 考模型中的会话层。
通过终端之间收发消息,可以令SIP进行呼叫控制并做一些多媒体通信中必 要的准备。不过仅凭SIP对数据收发的准备工作还不足以进行多媒体数据的传输。 SIP消息通常都由终端进行直接处理,但是也有在服务器上进行处理的情况。由 于SIP非常相似于HTTP的工作机制不仅在VoIP, 在其他应用当中也已经被 广泛使用。
RTP
UDP不是一种可靠性传输协议。因此有可能发生丢包或乱序等现象。因此采 用UDP实现实时的多媒体通信需要附加一个表示报文顺序的序列号字段,还需要 对报文发送时间进行管理。这些正是RTP (Real-Time Protocol)的主要职责。
RTP为每个报文附加时间戳和序列号。接收报文的应用,根据时间戳决定数 据重构的时机。序列号则根据每发出一次报文加一的原则进行累加。RTP使用这 个序列号对同一时间戳的数据,'进行排序,掌握是否有丢包的情况发生。
RTCP (RTP Control Protocol)是辅助RTP的一种协议。通过丢包率等线路质 扯的管理,对RTP的数据传送率进行控制
数字压缩技术
通过有效的压缩可以大量减少音频和视频数据的大小。在有限的网络资源中 进行多媒体数据的传输,压缩技术成为一个必要的手段。
MPEG (Moving Picture Experts Group)是决定数字压缩规范的ISO/IEC工作 组。在这里所制定的规范叫做MPEG。在MPEG的众多规范当中,MPEGl主要用 于VideoCD, 而MPEG2主要用于DVD和数字电视播放领域。此外,还有MPEG4和MPEG7等规范。连音乐压缩的MP3也属于MPEG的规范。另一方面,由ITU-T的H. 323所规定H. 261、H. 263与MPEG共同协作的产生了H. 264,除此之外,还有微软公司自己的规范。这些都属于数字压缩技术的范畴。由于它们着重于数据格式上的处理,可以认为它们相当于OSI的表示层。
P2P
互联网上电子邮件的通信,普遍属于一台服务器对应多个客户端的C/S模 式,即1对N的通信形态。
与之不同,网络上的终端或主机不经服务器直接l对1相互通信的情况叫做 P2P (Peer To Peer)。这就好比使用无线收发器进行一对一通话。P2P中主机具备 客户端和服务端两方面的功能,以对等的关系相互提供服务。
IP电话中也有使用P2P的例子。使用P2P以后,可以分散音频数据给网络带 来的负荷,实现更高效的应用。例如互联网电话Skype就采用了P2P的功能。
除了IP电话外,其他实现互联网的文件传输应用如Bit Torrent协议或一部分 群组软件等,也是用到了P2P的技术。
不过,也有不支持P2P的环境。例如在服务器与客户端分离型的环境中,服 务器要在一个可以由互联网直接访问的地方,而客户端即使是在NAT内侧也不会 有问题。然而在P2P中这个结构却行不通。它必须具备从互联网越过NAT令双方 终端能够访问的功能。
LDAP
LDAP (Lightweight Directory Access Protocol)是访问目录服务的一种协议, 也叫轻量级目录访问协议。所谓“目录服务”是指网络上存在的一种提供相关资 源的数据库的服务。这里的目录也有地址簿的意思。可以认为目录服务就是管理 网络上资源的一种服务。
LDAP用于访问这种目录服务。目录服务的规范作为X. SOOT于1988年由ISO (国际标准化组织)制定。而LDAP在TCP/IP上实现了X.500中的一部分功能。
就像DNS为了更简单地对网络上的各个主机进行管理一样,LDAP是为了更 简单地管理网络上的各种资源。
LDAP定义了目录树的结构、数据格式、命名规则、目录访问顺序和安全认证。图列出了LDAP设置的一般结构。图则为单纯目录树的例子。
在大规模的公司或教育机关中,所要管理的对象如使用者(用户)和设备的数量往往非常庞大。那么为了让这些用户能够使用计算机或某个应用,有必要事先进行可否使用计算机或应用的设置。此时如果这些设备和应用应对了LDAP,并在一个可以进行统一管理的LDAP服务器中注册了所有用户,那么就可以对这些用户是否有效进行判断。LDAP常被用于这一类的认证管理和资源管理中。
最后
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