计算机网络 | 应用层（1）--应用层协议原理

  💓个人主页：mooridy
💓专栏地址：《计算机网络：自定向下方法》 大纲式阅读笔记
关注我🌹，和我一起学习更多计算机的知识
🔝🔝🔝

目录

1. 应用层协议原理

1.1 网络应用程序体系结构

客户 - 服务器体系结构

对等（P2P, peer to peer）体系结构

1.2 客户与服务器

进程寻址

1.3 套接字

1.4 可供应用程序使用的运输服务

可靠数据传输 (reliable data transfer)

吞吐量

定时

安全性

1.5 因特网提供的运输服务

TCP

面向连接服务

可靠的数据传送服务

拥塞控制机制

UDP

SSL（Secure Sockets Layer, 安全套接字层）

---

1. 应用层协议原理

1.1 网络应用程序体系结构

客户 - 服务器体系结构

• 存在一个始终开启的主机作为服务器，用于处理众多客户主机的请求。
• 服务器通常部署在配备大量主机的数据中心内。
• 服务器 IP 地址固定，客户端 IP 地址可动态变化。

对等（P2P, peer to peer）体系结构

• 用户间的报文直接在主机之间传输，无需经过中间服务器。
• 对数据中心专用服务器依赖程度极低甚至无依赖。

1.2 客户与服务器

在进程通信会话中，主动发起通信的进程为客户（client），等待通信连接的进程为服务器（server）。

特别注意：在网络通信里，服务器一般指运行于目标主机上的进程（程序）。例如在 Web 应用中，浏览器（客户进程）与 Web 服务器（服务器进程）进行报文交换。

进程寻址

• 目标主机：通过 IP 地址进行标识。
• 目标主机上的指定接收进程（接收套接字）：依靠端口号标识。
  • 端口号取值范围为 0 - 65535，其中 0 - 1023 属于周知端口号。例如，Web 服务器常用 80 端口，邮件服务器常用 25 端口 。

1.3 套接字

• 进程借助套接字（socket）这一软件接口，实现与网络之间的报文收发。
• 进程如同房子，套接字则类似于房子的门。
• 套接字是主机中应用层与运输层之间的接口，也是应用程序与网络交互的 API。

1.4 可供应用程序使用的运输服务

可靠数据传输 (reliable data transfer)

提供确保数据准确交付的服务。

• 容忍丢失的应用 (loss-tolerant applications)：如交谈式音频 / 视频等应用，能够承受一定程度的数据丢失 。

吞吐量

保证吞吐量恒定。

• 带宽敏感的应用 (bandwidth-sensitive applications)：对吞吐量有明确要求的应用。
• 弹性应用 (elastic applications)：对吞吐量要求较低的应用。

定时

对交互式实时应用程序意义重大，例如因特网电话、虚拟环境、电话会议和多方游戏等，这些服务要求数据在严格的时间限制内完成交付。

安全性

实现数据的加密与解密。

1.5 因特网提供的运输服务

TCP

面向连接服务

• 客户与服务器在握手阶段建立全双工的 TCP 连接。
  • 握手阶段：在应用层数据报文传输前，TCP 使客户和服务器相互交换运输层控制信息。
  • 全双工：通信双方均可同时进行数据的收发。

可靠的数据传送服务

• 保障数据无差错、按顺序交付。

拥塞控制机制

当网络发生拥塞时，抑制发送进程的传输速率。

UDP

• 无连接特性，无需握手阶段，效率较高。
• 存在不可靠数据传输问题，数据可能乱序到达。
• 不具备拥塞控制机制 。

目前因特网运输协议无法保证吞吐量和定时，但在一定程度上可满足时间敏感应用的需求。

SSL（Secure Sockets Layer, 安全套接字层）

是 TCP 的增强版本 。