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计算机网络（Ⅵ）应用层原理

article 2024/10/31 11:34:39

一些网络应用的例子:

E-mail Internaet电话

Web 电子支付

文本信息搜索

P2P文件共享流媒体

即时通讯实时电视会议

.... ....

创建一个网络应用：

1.编程

2.在不同的端系统上运行。

网络应用的体系架构

可能的应用架构

1.客户-服务器模式（C/S:client/server）

2.对等模式（P2P：Peer To Peer）

2.混合体：客户-服务器模式+对等体系结构

C/S模式

服务器

1.一直在运行

2.固定的IP和周知的端口号

3.扩展性：服务器场

数据中心进行扩展

扩展性差

客户端

1.主动与服务器通讯

2.与互联网有间歇性连接

3.可能是动态的IP地址

4.不直接与其他客户端通信

注意：C/S模式随着用户数量的增加，性能断崖式下降！！！！（原因：以服务器为核心，服务器压力变大）

P2P模式

1.（几乎）没有一直运行的服务器

2.任意系统之间可以进行通信

3.每一个节点既是客户端，又是服务器

自扩展性-新peer节点带来新的服务能力，当然也带来新的服务需求

4.参与的主机间接性连接且可以改变IP地址

难以管理

混合体

进程通信

进程：在主机上运行的应用程序

1.在同一个主机内，使用进程间通信机制通信

2.不同主机，通过交换报文（Message）来通讯

使用OS提供的通信服务

按照应用同协议交换报文

借助传输层提供的服务

注意：P2P架构的应用也有客户端进程和服务器进程之分

客户端进程：发起通讯的进程

服务器进程：等待连接的进程

分布式进程的通讯需要解决的问题

1.进程的标示和寻址问题（服务用户）

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）

注：SDU（service data unit）服务数据单元。

3.如何使用传输层提供的服务，实现应用进程之间的报文交换，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。

TCP之上的套字编程

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识。

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）

应用使用这个标示，与远程的应用进程通信

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

UDP之上的套字编程

UDP服务，两个进程之间的通讯之前无需建立连接

        每一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表示

        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：必须呀提供对方IP，port

        接收报文时：传输层需要上传对方的IP，port

对于使用无连接服务（UDP）的应用而言，套接字是二元组的一个具有本地意义的标示

2元组：IP，port（源端指定）

UDP套接字制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的ip和port

但是在发送报文时，必须要指定对方的ip和udp port（另外一个端节点）