计算机网络应用层

1.1网络应用的体系架构

C/S模式（客户端服务器模式）

服务器：一直运行；固定的IP地址和周知的端口号约定可以扩展，

客户端：主动与服务器通信，与互联网间歇性连接；不直接与其他客户端通信。

缺点：扩展性较差；当用户数量较多时，服务器的能力较差。

P2P体系结构（peer 对等体）

1、每个节点既可以作为客户端又可以作为服务器。

2、没有一直运行的服务器，

3、自扩展性新的节点带来新的服务能力，也带来新的服务请求

4、缺点：每个节点可以上线也可以下线就难以管理。

5、例子：迅雷

C/S和P2P体系结构的混合体

NAPSTER

1、文件搜索：集中

　　1、主机在中心服务器上注册其资源

　　2、主机向中心服务器查询资源位置

2、文件传输：P2P

即时通信

1、在线检测：集中

　　1、当用户上线时，向中心服务器注册其IP地址

　　2、用户与中心服务器联系，以找到其在线好友的位置

　　3、两个用户之间的聊天;　　P2P

可以近似认为QQ和微信是C/S和P2P的两者混合

1.2 进程通信

1、进程：在主机上运行的应用程序；在同一个主机内，使用进程间的通信机制

2、不同主机，通过交换报文来通信

1.6 分布式进程通信需要解决的问题

问题1：进程标示和寻址问题（服务用户）
问题2：传输层-应用层提供服务是如何（服务）
位置：层间界面的SAP（TCP/IP:socket）
形式：应用程序接口API(TCP/IP：socket API)
问题3：如何使用传输层提供的服务，实现应用程序之间的报文交换，实现应用（用户使用服务）
定义应用层协议：报文格式，解释，时序等
编制程序，使用OS提供的API，调用网络基础设施提供通信服务传报文，实现应用时序等；

1.7 问题1：对地址进行编址

进程为了接收报文，必须有一个标示，即:SAP（发送也需要标示）
主机：唯一的32位IP地址
仅仅有IP地址不能够唯一标识一个进程；在一台端系统上有很多应用进程在运行
所采用的传输层协议：TCP or UDP
端口号（Port Numbers)
一些知名端口号的例子：
HTTP:TCP 80
Mail:TCP 25
ftp:TCP 2
一个进程，用IP+port标示端节点
本质上，一对主机进程之间的通信由2个端节点构成

1.8 问题2：

1.8.1 问题2：传输层提供的服务-需要穿过层间的信息

层间接口必须要携带的信息
要传输的报文（对于本层来说：SDU）
谁传的：己方的应用进程的标示：IP+TCP(UDP)端口
传给谁：对方的应用进程的标示：对方的IP+TCP(UDP)端口
传输层实体（tcp或者udp实体）根据这些信息进行TCP报文段（UDP数据报）的封装
源端口号，目标端口号，数据等
将IP地址往下交IP实体，用于封装IP数据报：源IP，目标IP
1.8.2 问题2：传输层提供的服务-层间信息的代表

如果Socket API每次传输报文，都携带如此多的信息，太繁琐易错，不便于管理
用个代号标示通信的双方或者单方：socket
就像OS打开文件返回的句柄一样
对句柄的操作，就是对文件的操作
TCP socket:
TCP服务，两个进程之间的通信需要之前要建立连接
两个进程通信会持续一段时间，通信关系稳定
可以用一个整数表示两个应用实体之间的通信关系，本地标示
穿过层间接口的信息量最小
TCP socket:源IP，源端口，目标IP，目标端口
1.8.3 TCP之上的套接字（socket)

对于使用面向连接服务（TCP)的应用而言，套接字是4元组的一个具有本地意义的标示

4元组：（源IP，源port，目标IP，目标port)
唯一的指定了一个会话（2个进程之间的会话关系）
应用使用的这个标示，与远程的应用进程通信
不必在每一个报文的发送都要指定这4元组
就像使用操作系统打开一个文件，OS返回一个文件句柄一样，以后使用这个文件句柄，而不是使用这个文件的目录名、文件名
简单，便于管理
TCP socket

TCP socket

1.8.4 问题2：传输层提供的服务-层间信息代码

UDP socket:
UDP服务，两个进程之间的通信需要之前无需建立连接
每个报文都是独立传输的
前后报文可能给不同的分布式进程
因此，只能用一个整数表示本应用实体的标示
因为这个报文可能传给另外一个分布式进程
穿过层间接口的信息大小最小
UDP socket:本IP,本端口
但是传输报文时：必须要提供对方的IP，port
接收报文时：传输层需要上传对方的IP，port
1.8.5 UDP之上的套接字（socket)

对于使用无连接服务（UDP）的应用而言，套接字是2元组的一个具有本地意义的标示
2元组：IP，port(源端指定)
UDP套接字指定了应用所在的一个端节点（end point)
在发送数据报时，采用创建好的本地套接字（标示ID），就不必在发送每个报文中指明自己所采用的ip和port
但是在发送报文时，必须要指定对方的ip和udp port
1.8.6 UDP socket