中科大 计算机网络 应用层原理

Posted 2021-10-19 DQ_CODING

应用层大纲

传输层向应用层提供的服务，形式是Socket API（原语）

一些网络应用的例子

互联网层次中，应用层协议最多
流媒体应用：直播

网络核心最高的层次就是网络层

应用进程通信方式

C/S：
客户端：可能是动态IP（DHCP）
服务器：固定IP（中心，地位不平等）
可扩展性差

对等体：

混合体：
应用：Napster(音乐共享软件)
注册，登录:C/S
用户越多，资源越多，下载速度越快

QQ：
目录查询，注册，登记:C/S
会话：p2p方式

进程通信

在同一个主机上，应用进程通信只需要操作系统本身应用进程通信的方式【管道，消息队列，共享缓冲区】，不需要符合网络的标准
在不同的主机，两个应用进程互相发送报文，需要符合网络的规范

客户端（主动）
服务器（被动）

分布式进程通信需要解决的问题

进程标识：标识自己，让别的能够找到（唯一）

通过Socket ApI来访问传输层向应用层提供的服务
地点：SAP，服务访问点
形式：Socket API

问题一：对进程进行编址

终端地址：IP
UDP,TCP：传输层协议
端口

知名端口：
web应用（HTTP：80），FTP（21），Talent(23)

任何一对应用进程之间的通信都可以由两个端节点（end port）来标识

问题二：需要穿过层间的信息

信息：
发的什么：SDU报文
谁发的：IP+TCP/UDP端口
发给谁：对方的IP+TCP/UDP端口

把信息拿到后封装【段头+数据部分】

TCP Socket

每次都传输这么多东西：减少传输的信息量–》Socket，便于管理
一个整数
一旦与对方建立连接后，就会返回一个整数，主机之间会话的关系：Socket【本地意义上的标识，对方主机不知道】
四元组：TCP
[本机IP 本机端口号 对方IP 对方端口号]

Socket只有应用层，传输层知道【应用层与传输层的约定】，网络层不知道

在TCP中操作Socket值，就是操作会话关系；与文件系统，操作句柄就是在操作文件一样

Socket值：操作系统分配的整数【每个会话不一样】
当前状态在不断地更新

源IP,目标IP：往下交给IP的协议，让IP来封装IP的数据报
SDU+源IP+目标IP封装

数据本身+【本地IP+本地端口+对方的IP +对方的TCP端口号】-》TCP Socket
会话要交两种

同一个进程对应一个端口

UDP Socket

无握手
每个报文传输都是独立的
UDP Socket:本地IP 本地UDP端口【二元组】
本地意义上的二元组的映射关系

数据本身+【本地IP+本地端口】-》UDP Socket
会话必须要对方的IP 和 对方的UDP端口号，所以会话要交三种

问题三：使用传输层提供的服务实现应用

应用层的协议：分布式的应用进程在通信时应该遵守的规范

应用协议不是应用的全部，仅仅是应用的一部分【应用交互过程中与网络相关的部分】
应用实体【遵守协议，与网络相关的部分】

Skype:通过互联网打电话

传输层向应用层提供服务的衡量指标：
数据丢失率【可靠性】
延迟大：如打电话时，自己在说，对方也在说【延迟，现在才穿过来】
吞吐量：取决于瓶颈链路

数据丢失率：文件传输
实时音视频：吞吐量

传输层提供的服务TCP UDP

TCP：
实体：实现网络协议的软件或硬件模块【运行当中的】
流量控制：协调发送与接受速率
拥塞控制：能够感知路径的拥塞程度，实时调整
不能保证：时间【定时】 吞吐量 安全性

IP只能提供主机到主机的区分，不能进程到进程的区分
UDP：通过端口号进行进程到进程的区分

TCP的可靠性消耗了时间和空间的代价

有些防火墙会过滤UDP

TCP和UDP都没有安全性
SSL安全套接字层【跑在TCP层上】：提供安全性的服务，在应用层{说传输层也可以}
HTTPS：在TCP的SSL上【安全】