应用层（一）

博主： Xherlock
发布时间：2022 年 03 月 16 日
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2243字数
分类：计算机网络

# 应用层（一）

## 应用层协议原理

**研发网络应用程序**

* 运行在不同端系统
* 通过网络彼此通信

eg：web服务器和浏览器通信

**不需要给网络核心设备写软件**

* 网络核心设备不在应用层上运行
* 网络核心设备不在应用层起作用

### 应用程序体系结构

#### client-server 客户机-服务器架构

* server：总是打开，永远在线，固定IP
* client：间断（intermittently）连接，可能动态IP，不相互直接通信

include：Web、FTP、Telnet、email

![image-20220314100852972.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/2794955709.png)

通常大型因特网服务都配备了数据中心，装有大量服务器和数据

#### peer-to-peer（P2P）对等网络架构

对位于数据中心的专用服务器有最小的依赖，应用程序在间断连接的主机对之间直接通信，这些主机称为对等方（peer）

应用：BitTorrent、迅雷、

![image-20220314101807196.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/771557792.png)

特点：

自扩展性：在一个P2P文件共享应用中，尽管每个对等方都由于请求文件产生工作负载，但每个对等方向其他对等方分发文件也为系统增加服务能力，使得其不需要庞大的服务器基础设施和服务器带宽

#### hybrid of client-server and P2P 混合C/S和P2P架构

即时通信应用服务器用于跟踪用户IP，但用户到用户间的报文在用户主机之间直接发送

### 进程通信

进行通信的实际上是进程而不是程序

**进程**

* 运行在端系统的一个程序
* 通过跨越计算机网络交换报文而相互通信

#### 客户进程和服务器进程

会话开始时发起与其他进程联系的进程$\rightarrow$客户，等待联系的进程$\rightarrow$服务器

eg：

* 在Web中，浏览器是一个客户进程，Web服务器是一台服务器进程
* 在P2P文件共享中，下载文件的peer标识为客户，上传文件的peer标识为服务器

#### 套接字（sockets）

进程与计算机网络之间的接口

可以将进程比作房子，套接字比作门

![image-20220314113108001.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/3787017880.png)

也被称作API，应用程序编程接口

#### 寻址过程

为向另一台主机发送分组，接收进程需要有一个地址：IP地址（IPv4-Ch4）

**IP地址区分不同主机，端口号区分相同主机不同进程**，eg：HTTP server-80，邮件服务-25

### 可供应用程序使用的运输服务

#### 可靠数据传输

分组不丢失$\rightarrow$可靠数据传输（数据完整性）

* no loss
* loss-tolerant

#### 吞吐量

发送进程能够向接收进程交付比特的速率

* 具有吞吐量需求的，bandwidth-sensitive，带宽敏感的应用
* elastic，弹性应用

#### 及时性

实时应用（对时延有约束）和非实时应用

#### 安全性

数据完整性、加密、端点鉴别

### 因特网提供的运输服务

TCP OR UDP？

**网络应用需求**

![image-20220316204626240.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/1797200850.png)

**TCP**：

* 面向连接
* 可靠数据传输
* 流量控制：发送方不会淹没接收方
* 拥塞控制
* 不提供：及时性、最小的吞吐量保证、安全性

**UDP**：

* 不可靠数据传输

扩展：安全性：**SSL**，安全套接字层加强TCP，提供**加密连接、数据完整性、端点鉴定**

**流行的应用及其应用层协议和支撑的运输协议**

![image-20220316210009662.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/3149876018.png)

不提供吞吐量或及时性保证

### 应用层协议

定义了：

* 交换的报文类型：请求（request）、响应（response）
* 各种报文类型的语法：报文中各个字段及其描述
* 字段的语义：这些字段中的信息含义
* 确定一个进程何时以及如何发送报文，对报文响应的规则

---

* 公开协议：由RFC文档定义，遵循RFC规则
* 私有协议（proprietary protocol）：Skype、QQ、Thunder

最后修改：2022 年 03 月 16 日

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顶点软件
你写得非常清晰明了，让我很容易理解你的观点。
mars
博主你好，请问怎么知道的alloc函数属于Buffer下的方法...
lj
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Mr.Guan
:@(赞一个)
Typecho
欢迎加入 Typecho 大家族

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应用层（一）

Xherlock • 2022 年 03 月 16 日

# 应用层（一）

## 应用层协议原理

**研发网络应用程序**

* 运行在不同端系统
* 通过网络彼此通信

eg：web服务器和浏览器通信

**不需要给网络核心设备写软件**

* 网络核心设备不在应用层上运行
* 网络核心设备不在应用层起作用

### 应用程序体系结构

#### client-server 客户机-服务器架构

* server：总是打开，永远在线，固定IP
* client：间断（intermittently）连接，可能动态IP，不相互直接通信

include：Web、FTP、Telnet、email

![image-20220314100852972.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/2794955709.png)

通常大型因特网服务都配备了数据中心，装有大量服务器和数据

#### peer-to-peer（P2P）对等网络架构

对位于数据中心的专用服务器有最小的依赖，应用程序在间断连接的主机对之间直接通信，这些主机称为对等方（peer）

应用：BitTorrent、迅雷、

![image-20220314101807196.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/771557792.png)

特点：

#### hybrid of client-server and P2P 混合C/S和P2P架构

即时通信应用服务器用于跟踪用户IP，但用户到用户间的报文在用户主机之间直接发送

### 进程通信

进行通信的实际上是进程而不是程序

**进程**

* 运行在端系统的一个程序
* 通过跨越计算机网络交换报文而相互通信

#### 客户进程和服务器进程

会话开始时发起与其他进程联系的进程$\rightarrow$客户，等待联系的进程$\rightarrow$服务器

eg：

* 在Web中，浏览器是一个客户进程，Web服务器是一台服务器进程
* 在P2P文件共享中，下载文件的peer标识为客户，上传文件的peer标识为服务器

#### 套接字（sockets）

进程与计算机网络之间的接口

可以将进程比作房子，套接字比作门

![image-20220314113108001.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/3787017880.png)

也被称作API，应用程序编程接口

#### 寻址过程

为向另一台主机发送分组，接收进程需要有一个地址：IP地址（IPv4-Ch4）

**IP地址区分不同主机，端口号区分相同主机不同进程**，eg：HTTP server-80，邮件服务-25

### 可供应用程序使用的运输服务

#### 可靠数据传输

分组不丢失$\rightarrow$可靠数据传输（数据完整性）

* no loss
* loss-tolerant

#### 吞吐量

发送进程能够向接收进程交付比特的速率

* 具有吞吐量需求的，bandwidth-sensitive，带宽敏感的应用
* elastic，弹性应用

#### 及时性

实时应用（对时延有约束）和非实时应用

#### 安全性

数据完整性、加密、端点鉴别

### 因特网提供的运输服务

TCP OR UDP？

**网络应用需求**

![image-20220316204626240.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/1797200850.png)

**TCP**：

* 面向连接
* 可靠数据传输
* 流量控制：发送方不会淹没接收方
* 拥塞控制
* 不提供：及时性、最小的吞吐量保证、安全性

**UDP**：

* 不可靠数据传输

扩展：安全性：**SSL**，安全套接字层加强TCP，提供**加密连接、数据完整性、端点鉴定**

**流行的应用及其应用层协议和支撑的运输协议**

![image-20220316210009662.png](http://xherlock.top/usr/uploads/2022/03/3149876018.png)

不提供吞吐量或及时性保证

### 应用层协议

定义了：

---

* 公开协议：由RFC文档定义，遵循RFC规则
* 私有协议（proprietary protocol）：Skype、QQ、Thunder

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