（考研湖科大教书匠计算机网络）第六章应用层-第一、二节：应用层概述和C/S及P2P

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本节对应视频如下

• 【计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）】：应用层概述
• 【计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）】：客户—服务器方式和对等方式
  

一：应用层概述

应用层：是计算机网络体系结构的最顶层，是设计和建立计算机网络的目的，也就是计算机网络中发展最快的部分

• 早期基于文本的应用(电子邮件、远程登录、文件传输、新闻组)
• 20世纪90年代将因特网带入千家万户的万维网WWW
• 当今流行的即时通信、P2P文件共享及各种音视频应用
• 计算设备的小型化和“无处不在”，宽带住宅接入和无线接入的日益普及和迅速发展，为未来更多的新型应用提供了广阔的舞台

在本章中，我们以一些经典的网络应用为例来学习有关网络应用的原理、协议和实现方面的知识

• 万维网WWW
• 域名系统DNS
• 动态主机配置协议DHCP
• 电子邮件
• 文件传送协议FTP
• P2P文件共享
• 多媒体网络应用

二：客户/服务器（C/S）和对等（P2P）方式

网络应用程序运行在处于网络边缘的不同的端系统上,通过彼此间的通信来共同完成某项任务。开发一种新的网络应用首先要考虑的问题就是网络应用程序在各种端系统上的组织方式和它们之间的关系。目前流行的主要有以下两种：

• 客户/服务器方式（client/Server, C/S）
• 对等方式（Per-to-Pe, P2P）

（1）客户/服务器（C/S）方式

客户/服务器方式（client/Server, C/S）：客户和服务器是指通信中所涉及的两个应用进程。客户/服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。服务器总是处于运行状态，并等待客户的服务请求。服务器具有固定端口号(例如HTTP服务器的默认端口号为80)，而运行服务器的主机也具有固定的IP地址

如下图，处于网络边缘中的主机A运行的是客户程序（正在运行的客户程序称之为客户进程，可简称为客户），处于网络边缘中的主机B运行的是服务器程序（正在运行的服务器程序称之为服务器进程，可简称为服务器）。在C/S方式下，客户向服务器请求服务，服务器收到请求后向客户提供服务

C/S方式是因特网上传统的、同时也是最成熟的方式，很多我们熟悉的网络应用采用的都是C/S方式。包括万维网WWW.电子邮件、文件传输FTP等。基于C/S方式的应用服务通常是服务集中型的，即应用服务集中在网络中比客户计算机少得多的服务器计算机上

• 由于一台服务器计算机要为多个客户机提供服务，在C/S应用中，常会出现服务器计算机跟不上众多客户机请求的情况
• 为此，在C/S应用中，常用计算机群集(或服务器场) 构建一个强大的虚拟服务器

（2）对等（P2P）方式

对等方式（Per-to-Pe, P2P）：在P2P方式中，没有固定的服务请求者和服务提供者，分布在网络边缘各端系统中的应用进程是对等的，被称为对等方。对等方相互之间直接通信，每个对等方既是服务的请求者，又是服务的提供者

如下图，处于网络边缘的主机C、D、E、F中，运行着同一种P2P程序（例如某种下载软件），C和D中的P2P进程互为对等方、E和F中的P2P进程互为对等方、E和D中的P2P进程互为对等方。可以想象成E的P2P进程正在从F下载文件，与此同时还为D的P2P进程提供下载服务

目前，在因特网上流行的P2P应用主要包括P2P文件共享、即时通信、P2P流媒体、分布式存储等。基于P2P的应用是服务分散型的，因为服务不是集中在少数几个服务器计算机中，而是分散在大量对等计算机中，这些计算机并不为服务提供商所有，而是为个人控制的桌面计算机和笔记本电脑，它们通常位于住宅、校园和办公室中。P2P方式的最突出特性之一就是它的可扩展性。因为系统每增加一个对等方，不仅增加的是服务的请求者，同时也增加了服务的提供者，系统性能不会因规模的增大而降低。P2P方式具有成本上的优势，因为它通常不需要庞大的服务器设施和服务器带宽。为了降低成本，服务提供商对于将P2P方式用于应用的兴趣越来越大