《计算机网络-自定向下方法与Internet特色 第三版 chapter2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络-自定向下方法与Internet特色 第三版 chapter2（108页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 应用层12：应用层第二章 应用层目的: r网络应用及应用层协议的概念、实现m传输层服务模型m客户服务器模式 m对等模式peer-to-peerr通过对主流应用层协议分析来掌握应用层协议 mHTTPmFTPmSMTP / POP3 / IMAPmDNSr网络应用编程 msocket API22：应用层第二章: 应用层r2.1 应用层协议原理r2.2 Web应用和 HTTP协议r2.3 文件传输协议： FTP r2.4因特网中的电子 邮件mSMTP, POP3, IMAPr2.5 DNS：因特网的 目录服务r*2.6 P2P 文件共享r2.7 TCP套接字编程r2.8 UDP套接字编程r*
2、2.9 构造一个简单的 Web服务器32：应用层一些网络应用r电子邮件rWebr即时讯息r远程登陆rP2P文件共享r在两台计算机之间的两 个帐户之间的文件传输r多用户网络游戏r流式存储视频片段r因特网电话r实时视频会议42：应用层研发网络应用程序研发网络应用程序的核心 ：m写出能够运行在不同的 端系统并通过网络彼此 通信的程序m例如，Web：Web服务 器软件和浏览器软件通 信应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层应用层传输层网络层数据链路层物理层没有应用程序软件运行在 网络核心设备上m网络核心设备不在应用 层起作用m这种设计方法促进了应 用程序的研发52：应用层
3、网络应用程序体系结构r客户机/服务器体系结构rP2P体系结构r客户机/服务器和P2P混合的体系结构62：应用层客户机/服务器体系结构服务器： m总是打开的主机m具有固定的、众所周 知的IP地址m主机群集常被用于创 建强大的虚拟服务器 客户机:m同服务器端通信m可以间断的同服务器 连接 m可以拥有动态IP地址m客户机相互之间不直 接通信72：应用层纯P2P体系结构r没有总是打开的服务 器r任意一对主机直接相 互通信r对等方间歇连接并且 可以改变IP地址r例如：Gnutella优点：高扩展性 缺点：难以管理82：应用层客户机/服务器和P2P混合的体系 结构 Napsterm文件直接在对等方之间交换
4、m文件搜索通过服务器 中心服务器记录对等方内容 对等方查询中心服务器来决定要求的文件位置 即时讯息 m两个聊天用户之间是P2Pm注册、查询通过服务器 用户上线时要在中心服务器上进行注册 用户与中心服务器联系以找出在线伙伴92：应用层进程通信进程：运行在端系统中 的程序r同一主机上的两个进 程通过内部进程通信 机制进行通信r不同主机上的进程通 过交换报文相互通信客户机进程:发起通信的进程 服务器进程: 等待联系的进程r注意：具有P2P体系结 构的应用程序有客户 机进程和服务器进程 。102：应用层套接字r进程通过它的套接字在 网络上发送和接收报文r套接字类比于门户m发送进程把报文推出门 户m发送
5、进程假定门户到另 外一侧之间有运输设施 ，该设施可以传送报文 到接收进程由操作系统控制进程具有缓存 、变量的 TCP套接字主机或 服务器进程具有缓存 、变量的 TCP套接字主机或 服务器Internet由应用开发者控制r套接字又叫做应用程序编程接口API r用户通过API对传输层的控制仅限于： (1) 选择传输协议; (2) 能设定几个参数112：应用层进程寻址r为了一个进程能接收 报文，它需要一个标 识r主机有唯一的32位IP 地址r问：主机的IP地址足 够标识进程吗？r答：不能。因为一台 主机上能够运行许多 进程。r主机上的进程标识包 括IP地址和端口号r常用应用程序的端口 号：mWeb服
6、务：80m邮件服务：25r将在第三章详细分析 端口号122：应用层应用层协议r交换的报文类型，如 请求报文和应答报文r报文类型的语法：报 文中的各个字段及其 详细描述r字段的语义，即包含 在字段中的信息的含 义r进程何时、如何发送 报文及对报文进行响 应公共领域协议：r由RFC文档定义r可供大家使用r例如：HTTP， SMTP 专用协议:r例如： KaZaA132：应用层应用需要什么样的服务？数据丢失率r一些应用 （如：实时音 频）能容忍一定程度的 数据丢失r另一些应用（如：文件 传输，telnet）需要 100可靠的数据传输定时r一些应用（如：因特网 电话、多方游戏）要求 低时延带宽r一些应
7、用（如：多媒 体）必须要达到所需 带宽r另一些应用（弹性应 用）根据需要充分利 用可供使用的带宽142：应用层常见应用的传输服务需求时间敏感不 不 不 是,100 msec是, 几秒 是, 100 msec 是和不是应用文件传输 电子邮件 Web 实时音频/视频存储音频/视频 交互式游戏 即时讯息数据丢失不能丢失 不能丢失 不能丢失 容忍丢失容忍丢失 容忍丢失 不能丢失带宽弹性 弹性 弹性 音频: 几kbps-1Mbps 视频:10kbps-5Mbps 同上 几 kbps 以上 弹性152：应用层因特网运输协议提供的服务TCP服务:r面向连接的服务：在客户 机程序和服务器程序之间 必须建立连接
8、r可靠的传输服务： 接收和 发送进程间r流量控制: 发送方不会淹 没接收方r 拥塞控制: 网络出现拥塞 时抑制发送进程r没有提供：时延保证，最 小带宽保证UDP 服务:r不可靠数据传输r没有提供：建立连接， 可靠性，流量控制，拥 塞控制，时延和带宽保 证162：应用层因特网应用：应用层协议，传输协议应用电子邮件 远程终端访问 Web 文件传输 流媒体因特网电话应用层协议SMTP RFC 2821 Telnet RFC 854 HTTP RFC 2616 FTP RFC 959 通常专用 (e.g. RealNetworks) 通常专用 (e.g., Dialpad)下面的传输协议TCP TCP
9、 TCP TCP TCP or UDP典型用 UDP172：应用层第二章: 应用层r2.1 应用层协议原理r2.2 Web应用 和 HTTP协议r2.3 文件传输协议： FTP r2.4因特网中的电子 邮件mSMTP, POP3, IMAPr2.5 DNS：因特网的 目录服务r*2.6 P2P 文件共享r2.7 TCP套接字编程r2.8 UDP套接字编程r*2.9 构造一个简单的 Web服务器182：应用层Web 和HTTP常用术语 r网页（Web页，或称文档）由许多对象组成。 r对象就是文件，可以是HTML文件, JPEG图像 , Java applet, 音频文件 r多数网页由单个基本HT
10、ML文件和若干个所引 用的对象构成 r每个对象被一个URL(统一资源定位符)寻址 r举例URL: http:/www.someschool.edu/someDept/pic.gif主机名路径名协议192：应用层HTTP概述HTTP: 超文本传输协议 hypertext transfer protocolrWeb的应用层协议rclient/server模式mclient: 浏览器browser 请求, 接收, “解释显示” Web对象mserver: Web服务器响 应请求,发送 Web对象rHTTP 1.0: RFC 1945rHTTP 1.1: RFC 2616PC running Expl
11、orerServer running Apache Web serverMac running NavigatorHTTP requestHTTP requestHTTP responseHTTP response202：应用层2. HTTP概述(续) 使用TCP:r客户初始化一个与HTTP 服务器80端口的TCP连接 (创建套接字)rHTTP服务器接受来自客 户的TCP连接请求, 建立 连接 rBrowser (HTTP client) 和Web服务器 (HTTP server) 交换HTTP消息( 应用层协议消息)包括 HTTP请求和响应消息r最后结束(或叫关闭)TCP 连接HTTP是无状
12、态协 议rHTTP服务器不维 护客户先前的状态 信息维护状态的协议非常复杂!r必须维护过去历史 (状态信息)r如果server/client崩溃, 它们 各自的状态视图可能不一致, 因此必须保持协调一致。补充212：应用层3. HTTP连接持久HTTP连接r一个TCP连接上可以 传送多个对象rHTTP/1.1默认使用 持久HTTP连接非持久HTTP连接r每个TCP连接上只传 送一个对象rHTTP/1.0使用非持 久HTTP连接222：应用层(1). 非持久HTTP连接假设用户输入URL http:/www.someSchool.edu/someDepartment/home.index1a.
13、HTTP客户初始化1个与服务器主 机www.someSchool.edu中HTTP 服务器的TCP连接 2. HTTP客户发送1个HTTP请求消 息 (request message )包含 URL到TCP连接套接字. 消息指 出客户要Web对象 someDepartment/home.index1b. www.someSchool.edu服务器主 机中的HTTP服务器在80端口监 听来自HTTP客户的TCP连接请求 . 收到连接请求, 接受, 建立连 接, 通知客户.3. HTTP服务器接收请求消息, 产 生1个响应消息response message 包含被请求对象, 并发 送这个消息到自
14、身TCP连接套接 字time网页由1个HTML文件, 和10个jpeg图像构成232：应用层(1). 非持久HTTP连接(续.)5. HTTP 客户接收包含 html文件的响应消息, 显示html. 解析html文 件, 找出10个引用 jpeg 对象6. 对10个引用jpeg对象的 每1个重复步骤1-54. HTTP服务器结束TCP连接. time242：应用层响应时间模型定义往返时间RTT: 1个小 分组从客户主机到服务器 再到客户主机所花费的时 间. 响应时间:r1个RTT用于建立TCP连 接r1个RTT用于HTTP请求/ 响应消息的交互rHtml文件传输时间 total = 2RTT+
15、transmit time传输文件 的时间发起TCP 连接 RTT请求 文件RTT接收整 个文件客户机 的时间服务器 的时间252：应用层持久HTTP连接非持久HTTP连接的问题:r每个对象需要2个RTTrOS必须为每个TCP连接 分配主机资源r大量客户的并发TCP连接 形成服务器的严重负担持久HTTP连接r服务器发送响应消息后保 持连接r同1客户/服务器的后续 HTTP 消息继续在该连接 上传送不带流水线的持久HTTP连 接: r客户先前响应消息收到, 才发出新的请求消息 r每个引用对象经历1个 RTT带流水线的持久HTTP连接 : rHTTP/1.1默认使用 r客户遇到1个引用对象就 发送
16、请求消息 r所有引用对象只经历1个 RTT262：应用层HTTP报文格式r2类HTTP报文:请求报文request, 响应报文responserHTTP请求报文:mASCII文本 (易于人读格式)GET /somedir/page.html HTTP/1.1 Host: www.someschool.edu User-agent: Mozilla/4.0 /该代理类型的对象版本 Connection: Close /不使用持久连接 Accept-language:zh-cn /中文版本(额外的 回车换行) 请求行 (GET, POST, HEAD)头部行回车换行 指示结束272：应用层HTTP请求报文: 通用格式URL版本spcrlfsp方法值spcrlf首部字段名：值spcrlf首部字段名：crlf请求行首部行空 行实体主体282：应用层上载表单(各字段)输入值Post方法:r网页时常包含表单输 入r输入值在请求报文的 实体主体中被上载到 服务器URL方法:r使用GET方法r表单(各字段)
