计算机网络(Ⅵ)应用层原理

news2024/11/5 14:52:16

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)

Internet传输层提供的服务

TCP服务

可靠的通信服务

流量控制:发送放不会淹没接收方

拥塞控制:当网络出现拥塞时,能够抑制发送方

不能提供的服务:时间保证,最小吞吐量和安全

面向连接:要求客户端进程和服务器之间建立连接

UDP服务

不可靠数据传输

不提供的服务:可靠,流量控制,拥塞控制,时间,带宽保证,建立连接

UDP存在的理由

UDP通过增加端口号,实现进程到进程之间的连接

安全TCP

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