计算机网络笔记No.4

网络应用基础

• 网络应用体系结构
• 进程通信、Socket编程
• 网络应用服务需求与Internet传输层服务模型

网络应用体系结构

我们每天都会使用各种各样的网络应用，比如 QQ、email、百度、迅雷、支付宝、微信等等
网络应用的特点——与单机应用有何不同——这些不同造成网络应用应该有怎样的结构？
1 需要网络的连接，并且无法用一台主机完成
2.在端系统主机上有程序运行，在互联网上也会有数据和程序运行并且会涉及数据传输和交换

• 网络应用的体系结构：
  • 客户机/服务器结构(Client-Server, C/S)
    • 服务器：
      • 7*24小时提供服务、
      • 永久性访问地址/域名、
      • 利用大量服务器实现可扩展性
    • 客户机：
      • 与服务器通信， 使用服务器提供的服务
      • 间歇性接入网络
      • 可能使用动态IP地址
      • 不会与其他客户机直接通信
        
  • 点对点结构(Peer-to-peer, P2P)
    • 没有永远在线的服务器
    • 任意端系统/节点之间可以直接通讯
    • 节点间歇性接入网络
    • 节点可能改变IP地址
    • 优点：高度可伸缩；缺点：难于管理
  • 混合结构(Hybrid)
    • 例子：Napster
      • 文件传输使用P2P结构
      • 文件的搜索采用C/S结构——集中式
        

进程通信、Socket编程

网络应用的基础：进程 间通信
进程：主机上运行的程序
同一主机上运行的进程之间如何通信？——进程间通信机制、操作系统提供
不同主机上运行的进程间如何通信？——消息交换

• 客户机进程：发起通信的进程
• 服务器进程：等待通信请求的进程

进程间通信利用 socket发送/接收消息 实现

消息交换何如寻址？
不同主机上的进程间通信，那么每个进程必须拥有标识符（IP+端口号）

• 如何寻址主机？——IP地址
• 主机上的不同进程？——端口号/Port number

具体消息交换如何实现？——应用层协议

• 网络应用需遵循应用层协议（公开协议——HTTP、SMTP；私有协议——多数P2P文件共享）
• 应用层协议的内容：
  • 消息的类型(type)
  • 消息的语法(syntax)/格式
    • 消息中有哪些字段(field)？
    • 每个字段如何描述
  • 字段的语义(semantics)
  • 规则(rules)
    • 进程何时发送/响应消息
    • 进程如何发送/响应消息

网络应用服务需求与Internet传输层服务模型

• 网络应用对传输服务的要求：
  • 数据丢失(data loss)/可靠性(reliability)
    • 某些网络应用能够容忍一定的数据丢失：网络电话
    • 某些网络应用要求100%可靠的数据传输：文件传输，telnet
  • 时间(timing)/延迟(delay)
    • 有些应用只有在延迟足够低时才“有效
    • 网络电话/网络游戏
  • 带宽(bandwidth)
    • 某些应用只有在带宽达到最低要求时才“有效”：网络视频
    • 某些应用能够适应任何带宽——弹性应用：email
      
• Internet提供的传输服务
  • TCP服务 与 UDP服务
    
    典型网络应用所使用的传输层服务： 应用层和传输层
    

思考题：

• 盘点你计算机上的所有网络应用，制作一个清单，包括网络应用的名字、功能、协议等
• 基于上述清单，制作表格，分析这些网络应用对传输服务的需求
• 分析这些网络应用所使用的传输服务是TCP还是UDP

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