应用层引言

• 应用层下面的各层提供了传输服务，但它们并不真正为用户工作。在本章中，我们将学习一些实际的网络应用。然而，即使在应用层也仍然需要协议的支持，以便各种应用程序能够工作。因此，在开始介绍这些应用之前，我们将先介绍其中的一个协议。这个协议就是DNS ，它负责处理Internet 命名问题。之后，我们将介绍3 个实际应用：电子邮件、万维网（ World Wide Web)和多媒体。我们将以对内容分发应用的简单介绍来结束本章，包括对等网络的基本概念。

引言

• 虽然在理论上，所有程序通过使用它们存储的计算机网络地址（例如IP ），就可以访问Web 主页、邮箱和其他资源，但是这些地址很难让人记住。而且浏览一个公司在128.111.24.41 上的Web 主页，意味着如果该公司将主页移到了另一台机器上，且该机器具有了不同的IP 地址时，那么必须将该机器的IP 地址通知到每个人。因此，人们引入了可读性好的高层名字，以便将机器名字与机器地址分离开。在这种方式下，无论真正实用的IP 地址是什么，人们熟知的公司Web 服务器为 www.cs.washington.edu。然而，因为网络本身只能理解数字形式的地址，所以需要某种机制将名字转换成网络地址。下面，我们学习如何在Internet 上完成这种从名字到地址的映射。
• 早期的ARPANET，那时只有一个简单的文件，名叫hosts.bet，它列出了所有的计算机名字和它们的IP 地址。每天晚上，所有主机都从一个维护此文件的站点将该文件取回，然后在本地进行更新。对于一个拥有几百台大型分时机器的网络而言，这种方法工作得相当好。然而，当几百万台PC 连接到Internet 以后，使用网络的每个人都意识到这种方法将不能继续有效工作了。一方面，这个文件变得非常庞大。然而，更重要的是，除非集中管理机器名字，否则主机名冲突的现象将会频繁发生：而且在一个巨大的国际性网络中，由于负载和延迟，要实现这种集中式的管理简直难以想象。为了解决这些问题， 1983 年人们发明了域名系统（ DNS, Domain Name System ）。自发明以来，它一直是Internet 的关键组成部分。
• DNS 的本质是发明了一种层次的、基于域的命名方案，并且用一个分布式数据库系统加以实现。DNS 的主要用途是将主机名映射成IP 地址，但它也可以用于其他用途。RFC 1034、1035 、2181 给出了DNS 的定义，后来其他文档对它又做了进一步的阐述。简要地说， DNS 的使用方法如下所述。为了将一个名字映射成IP地址，应用程序调用一个名为解析器（ resolver）的库程序，并将名字作为参数传递给此程序。传输层Internet文件服务器实例中的gethostbyname 就是一个解析器例子。解析器向本地DNS 服务器发送一个包含该名字的请求报文：本地DNS 服务器查询该名字，并且返回一个包含该名字对应胆地址的响应报文给解析器，然后解析器再将IP地址返回给调用方。查询报文和响应报文都作为UDP 数据包发送。有了IP地址以后，应用程序就可以与目标主机建立一个TCP 连接，或者给它发送UDP 数据包。

1、DNS名字空间

• 管理一个大型并且经常变化的名字集合不是个简单的问题。在邮政系统中，名字管理要求所有的信件必须（隐式地或显式地）指定国家、州或省、城市、街道地址以及收件人的名字。通过这种地址的层次结构，纽约州White Plains 市Main 大街上的路人甲与德克萨斯州奥斯汀市Main 大街上的路人甲就不会产生混淆。DNS 采用了同样的工作方式。对于Internet，命名层次结构的顶级由一个专门组织负责管理。该组织名为Internet 名字与数字地址分配机构（ICANN, Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)创建于1998 年，它是Internet 成长为全球性并且受到经济关注的部分成熟标志。从概念上讲， Internet 被划分为超过250 个顶级域名（ top-level domains ），其中每个域涵盖了许多主机。这些域又被进一步划分成子域，这些子域可被再次划分，依此类推。所有这些域可以表示为一棵树，如下图所示。树的叶子代表没有子域的域（当然要包含机器）。一个叶结点域可能包含一台主机，或者代表一个公司，该公司包含数以千计的主机。
• 顶级域名分为两种类型：通用的和国家或地区的。在下表中列出的通用域名包括从20 世纪80 年代开始的原始域名和向ICANN 申请引入的新域名。将来或许会增加其他的通用顶级域名。国家或地区域名包括每个国家或地区，国家或地区的域名由ISO 3166 文档定义。2010年推出了使用非拉丁字母的国际化国家或地区域名（比如说.中国）。这些域名使得说阿拉伯语、西里尔文、中文或其他语言国家的人以自己的母语来命名他们的主机。获得一个二级域名容易得多，比如 name-of-company.com。顶级域名由ICANN 委任的注册机构（regis位ar）负责运行。要获得一个域名，只要到相应的注册机构（在这种情况下是com ），检查所需的名字是否可用，并且不是别人的商标。如果没有问题，请求注册域名的一方向管理域名的注册方支付一小笔年费，即可得到心仪的域名。
• 然而，随着Internet 变得越来越商业化和越来越国际化，它也变得更具争议性，特别是在有关域名的事务上。这样的争议包括ICANN 本身。例如，×××域名创造了好几年，法院己经审理要解决它。自愿将成人内容放在自己的域名空间中到底是好事还是坏事（有些人不希望成人内容对Internet 上的所有人都开放，而其他人则想把成人内容放在一个域名中，以便让保姆过滤器很容易地找到并阻止儿童看到）？有些域名可以自我组织，而另一些则对谁可以得到一个该域名空间中的名字有限制，正如下表中所指出的那样。但是，什么样的限制才是适当的呢？我们用pro 域名作为例子说明。这是一个分配给合格的专业人员所用的名字。但问题是谁才是专业的呢？显然医生和律师是专业人士，但自由摄影师、钢琴教师、魔术师、管道工、理发师、灭虫者、纹身艺术家和雇佣军等算专业人士吗？这些职业有资格当选吗？按照谁的标准呢？（有些限制否并非很严格，个人有钱也可以申请诸如pro所谓的限制域名，注）