文章目录

  • 第二章 应用层
    • 0、总结
    • 1、应用层协议原理
    • 2、Web and HTTP
      • 2.1 Web与HTTP的一些术语
      • 2.2 HTTP概述
      • 2.3 HTTP连接
      • 2.4 HTTP请求报文
      • 2.5 响应报文
      • 2.6 用户-服务器状态：cookies
      • 2.7 Web缓存（代理服务器）
    • 3、FTP*
      • 3.1 FTP：文件传输协议
      • 3.2 FTP:控制连接与数据连接分开
      • 3.3 FTP命令、响应
    • 4、EMail
      • 4.1 电子邮件（email)
      • 4.2 EMail:邮件服务器
      • 4.3 EMail:SMTP[RFC 2821]
      • 4.4 举例：张三给李四发送报文
      • 4.5 SMTP:总结
      • 4.6 邮件报文格式
      • 4.7 邮件访问协议
    • 5、 DNS
      • 5.1 DNS(Domain Name System)
      • 5.2 问题1：DNS名字空间（The DNS Name Space)
      • 5.3 问题2：解析问题-名字服务器（Name Server)
      • 5.4 问题3：维护问题：新增一个域
    • 6、P2P应用
      • 6.1 纯P2P架构
      • 6.2 文件分发：C/S vs P2P
      • 6.3 P2P文件共享
    • 7、CDN
      • 7.1 多媒体：视频
      • 7.2 多媒体流化服务：DASH
      • 7.3 Content Distribution Networks
    • 8、TCP套接字编程
      • 8.1 Socket编程
      • 8.2 数据结构 socketaddr_in
      • 8.3 数据结构 hostent
      • 8.4 TCP套接字编程
      • 8.5 TCP套接字编程
      • 8.6 TCPsocket编程
      • 8.7 C/S socket 交互：TCP
    • 9、 UDP套接字编程
      • 9.1 UDP Socket编程
      • 9.2 Client/server socket 交互：UDP

第二章 应用层

0、总结

提纲

  1. 2.1 应用层协议原理
  2. 2.2 Web and HTTP
  3. 2.3 FTP*
  4. 2.4 Email
    • SMTP
    • POP3
    • IMAP
  5. 2.5 DNS
  6. 2.6 P2P应用
  7. 2.7 CDN
  8. 2.8 TCP套接字（Socket）编程
  9. 2.9 UDP套接字编程

目标

  1. 网络应用的原理：网络应用协议的概念和实现方面

    • 传输层的服务模型
    • 客户-服务器模式
    • 对等模式（peer-to-peer）
    • 内容分发网络
  2. 网络应用的实例：互联网流行的应用层协议
    • HTTP
    • FTP
    • SMTP / POP3 / IMAP
    • DNS
  3. 编程：网络应用程序
    • Socket API

1、应用层协议原理

1.0 创建一个新的网络应用

  1. 编程

    • 在不同的端系统上运行
    • 通过网络基础设施提供的服务，应用进程彼此通信
    • 如Web:
      • Web服务器软件与浏览器软件通信
  2. 网络核心中没有应用层软件
    • 网络核心没有应用层功能
    • 网络应用只在端系统上存在，快速网络应用开发和部署

1.1 网络应用的体系结构

可能的应用架构：

  1. 客户-服务器模式（C/S模式）
  2. 对等模式（P2P模式）
  3. 混合体：客户-服务器和对等体系结构

1.2 客户-服务器（C/S）体系结构

  1. 服务器：

    • 一直运行
    • 固定的IP地址和周知的端口号（约定）
    • 扩展性：服务器场
      • 数据中心进行扩展
      • 扩展性差
  2. 客户端：
    • 主动与服务器通信
    • 与互联网有间歇性的连接
    • 可能是动态IP地址
    • 不直接与其他客户端通信

1.3 对等体（P2P）体系结构

  1. （几乎）没有一直运行的服务器
  2. 任意端系统之间可以进行通信
  3. 每一个节点既是客户端又是服务器
    • 自扩展性-新peer节点带来新的服务能力，当然也带来新的服务请求
  4. 参与的主机间歇性连接且可以改变IP地址
    • 难以管理
  5. 例子：迅雷

1.4 C / S 和P2P体系结构的混合体

Napster

  1. 文件搜索：集中

    • 主机在中心服务器上注册其资源
    • 主机向中心服务器查询资源位置

  2. 文件传输：P2P

即时通信

  1. 在线检测：集中

    • 当用户上线时，向中心服务器注册其IP地址
    • 用户与中心服务器联系，以找到其在线好友的位置
    • 两个用户之间聊天：P2P

1.5 进程通信

客户端进程：发起通信的进程

服务器进程：等待连接的进程

  1. ==进程：==在主机上运行的应用程序
  2. 在同一个主机内，使用进程间通信机制通信（操作系统定义）
  3. 不同主机，通过交换==报文（Message)==来通信
    • 使用OS提供的通信服务
    • 按照应用协议交换报文
      • 借助传输层提供的服务

注意：P2P架构的应用也有客户端进程和服务器进程之分

1.6 分布式进程通信需要解决的问题

  1. 问题1：进程标示和寻址问题（服务用户）
  2. 问题2：传输层-应用层提供服务是如何（服务）
    • 位置：层间界面的SAP（TCP/IP:socket）
    • 形式：应用程序接口API(TCP/IP：socket API)
  3. 问题3：如何使用传输层提供的服务，实现应用程序之间的报文交换，实现应用（用户使用服务）
    • 定义应用层协议：报文格式，解释，时序等
    • 编制程序，使用OS提供的API，调用网络基础设施提供通信服务传报文，实现应用时序等；

1.7 问题1：对地址进行编址

  1. 进程为了接收报文，必须有一个标示，即:SAP（发送也需要标示）

    • 主机：唯一的32位IP地址

      • 仅仅有IP地址不能够唯一标识一个进程；在一台端系统上有很多应用进程在运行
    • 所采用的传输层协议：TCP or UDP
    • 端口号（Port Numbers)
  2. 一些知名端口号的例子：
    • HTTP:TCP 80
    • Mail:TCP 25
    • ftp:TCP 2
  3. 一个进程，用IP+port标示端节点
  4. 本质上，一对主机进程之间的通信由2个端节点构成

1.8 问题2：

1.8.1 问题2：传输层提供的服务-需要穿过层间的信息

  1. 层间接口必须要携带的信息

    • 要传输的报文（对于本层来说：SDU）
    • 谁传的：己方的应用进程的标示：IP+TCP(UDP)端口
    • 传给谁：对方的应用进程的标示：对方的IP+TCP(UDP)端口
  2. 传输层实体（tcp或者udp实体）根据这些信息进行TCP报文段（UDP数据报）的封装
    • 源端口号，目标端口号，数据等
    • 将IP地址往下交IP实体，用于封装IP数据报：源IP，目标IP

1.8.2 问题2：传输层提供的服务-层间信息的代表

  1. 如果Socket API每次传输报文，都携带如此多的信息，太繁琐易错，不便于管理
  2. 用个代号标示通信的双方或者单方：socket
  3. 就像OS打开文件返回的句柄一样
    • 对句柄的操作，就是对文件的操作
  4. TCP socket:
    • TCP服务，两个进程之间的通信需要之前要建立连接

      • 两个进程通信会持续一段时间，通信关系稳定
    • 可以用一个整数表示两个应用实体之间的通信关系，本地标示
    • 穿过层间接口的信息量最小
    • TCP socket:源IP，源端口，目标IP，目标端口

1.8.3 TCP之上的套接字（socket)

  1. 对于使用面向连接服务（TCP)的应用而言，套接字是4元组的一个具有本地意义的标示

    • 4元组：（源IP，源port，目标IP，目标port)
    • 唯一的指定了一个会话（2个进程之间的会话关系）
    • 应用使用的这个标示，与远程的应用进程通信
    • 不必在每一个报文的发送都要指定这4元组
    • 就像使用操作系统打开一个文件，OS返回一个文件句柄一样，以后使用这个文件句柄，而不是使用这个文件的目录名、文件名
    • 简单，便于管理

  2. TCP socket

  3. TCP socket

1.8.4 问题2：传输层提供的服务-层间信息代码

  1. UDP socket:

    • UDP服务，两个进程之间的通信需要之前无需建立连接

      • 每个报文都是独立传输的
      • 前后报文可能给不同的分布式进程
    • 因此，只能用一个整数表示本应用实体的标示
      • 因为这个报文可能传给另外一个分布式进程
    • 穿过层间接口的信息大小最小
    • UDP socket:本IP,本端口
    • 但是传输报文时：必须要提供对方的IP，port
      • 接收报文时：传输层需要上传对方的IP，port

1.8.5 UDP之上的套接字（socket)

  1. 对于使用无连接服务（UDP）的应用而言，套接字是2元组的一个具有本地意义的标示

    • 2元组：IP，port(源端指定)
    • UDP套接字指定了应用所在的一个端节点（end point)
    • 在发送数据报时，采用创建好的本地套接字（标示ID），就不必在发送每个报文中指明自己所采用的ip和port
    • 但是在发送报文时，必须要指定对方的ip和udp port

1.8.6 UDP socket

1.8.7 套接字（Socket)

  1. 进程向套接字发送报文或从套接字接收报文
  2. 套接字<->门户
    • 发送进程将报文退出门户，发送进程依赖于传输层设施在另外一侧的门将报文交付给接收进程
    • 接收进程从另外一端的门户收到报文（依赖于传输层设施）

1.9 问题3：如何使用传输层提供的服务实现应用

  1. 定义应用层协议：报文格式，解释，时序等
  2. 编制程序，通过API调用网络基础设施提供通信服务传报文，解析报文，实现应用时序等

1.10 应用层协议

  1. 定义了：运行在不同端系统上的应用进程如何相互交换报文

    • 交换的报文类型：请求和应答报文
    • 各种报文类型的语法：报文中的各个字段及其描述
    • 字段的语义：即字段取值的含义
    • 进程何时、如何发送报文及对报文进行响应的规则
  2. 应用协议仅仅是应用的一个组成部分
    • Web应用：HTTP协议，web客户端，web服务器，HTML
  3. 公开协议：
    • 由RFC文档定义
    • 允许互操作
    • 如HTTP,SMTP
  4. 专用（私有）协议：
    • 协议不公开
    • 如：skype

1.11 应用层需要传输层提供什么样的服务？如何描述传输层的服务？

  1. 数据丢失率

    • 有些应用则要求100%的可靠数据传输（如文件）
    • 有些应用（如音频）能容忍一定比例以下的数据丢失

  2. 延迟

    • 一些应用出于有效性考虑，对数据传输有严格的时间限制

      • Internet电话，交互式游戏
      • 延迟、延迟差

  3. 吞吐

    • 一些应用（如多媒体）必须需要最小限度的吞吐，从而使得应用能够有效运转
    • 一些应用能充分利用可供使用的吞吐（弹性应用）

  4. 安全性

    • 机密性
    • 完整性
    • 可认证性（鉴别）

  5. 常见应用对传输服务的要求

    1.12 Internet 传输层提供的服务

    1. TCP服务：

      • 可靠的传输服务
      • 流量控制：发送方不会淹没接收方
      • 拥塞控制：当网络出现拥塞时，能抑制发送方
      • 不能提供的服务：时间保证、最小吞吐保证和安全
      • 面向连接：要求在客户端进程和服务器进程之间建立连接
    2. UDP服务：
      • 不可靠数据传输
      • 不提供的服务：可靠，流量控制、拥塞控制、时间、带宽保证、建立连接
    3. ==UDP存在的必要性
      • 能够区分不同的进程，而IP服务不能

        • 在IP提供的主机到主机端到端功能的基础上，区分了主机的应用进程
      • 无需建立连接，省去了建立连接时间，适合事务性的应用
      • 不做可靠性的工作，例如检错重发，适合那些对实时 性要求比较高而对正确性要求不高的应用
        • 因为为了实现可靠性（准确性、保序等），必须付出时间代 价（检错重发）
      • 没有拥塞控制和流量控制，应用能够按照设定的速度发送数据
        • 而在TCP上面的应用，应用发送数据的速度和主机向网络发送 的实际速度是不一致的，因为有流量控制和拥塞控制
    4. 安全TCP
      • TCP & UDP

        • 都没有加密
        • 明文通过互联网传输，甚至密码
      • SSL
        • 在TCP上面实现，提供加密的TCP连接
        • 私密性
        • 数据完整性
        • 端到端的鉴别
      • SSL在应用层
        • 应用采用SSL库，SSL库使用TCP通信
      • SSL socket API
        • 应用通过API将明文交给socket,SSL将其加密在互联网上传输

2、Web and HTTP

2.1 Web与HTTP的一些术语

  1. Web页：由一些对象组成
  2. 对象可以是HTML文件，JPEG图像，Java小程序，声音剪辑文件等
  3. Web页含有一个基本的HTML文件，该基本HTML文件又包含若干对象的引用（链接）
  4. 通过==URL（统一资源定位符）==对每个对象进行引用
    • 访问协议，用户名，口令字，端口等
  5. URL格式：[带方括号的为可选项]
    protocol

    计算机网络（中科大郑烇）第二章笔记相关推荐

    1. 计算机网络（中科大郑烇）学习笔记

      第一章 提纲 1.1什么是Internet 具体构成角度: 节点: 主机(端系统)及其上运行的应用程序 , 路由器.交换机等网络交换设备 边: 通信链路:包括接入网链路(主机连接到互联网的链路)和主干 ...

    2. 中科大郑烇、杨坚《计算机网络》课程 第一章笔记

      中科大郑烇.杨坚全套<计算机网络(自顶向下方法 第7版,James F.Kurose,Keith W.Ross)>课程 链接:https://pan.baidu.com/s/14dxVgx ...

    3. 个人学习笔记：中科大郑烇、杨坚《计算机网络》课程 第1章笔记

      配套教材:中科大郑烇.杨坚全套<计算机网络(自顶向下方法 第7版,James F.Kurose,Keith W.Ross)>课程 计算机网络 第一章 第一章目录 计算机网络 第一章 0.课 ...

    4. 中科大郑烇、杨坚老师《计算机网络-自顶向下方法》课程 第1章 计算机网络和因特网笔记

      目录 1 前言 2 正文 2.1 什么是因特网? 2.2 网络边缘 2.3 网络核心 2.4 接入网和物理媒体 2.5 Internet 结构和 ISP 2.6 分组交换网中的时延.丢包和吞吐量 2. ...

    5. 计算机网络（中科大郑烇）第一章笔记

      文章目录 计算机网络 课程内容总结 第一章.计算机网络和互联网 1.什么是Internet? 2.网络边缘 3.网络核心 4.接入网和物理媒体 5.Internet结构和ISP 6.分组延时.丢失和吞 ...

    6. 中科大郑烇、杨坚《计算机网络》课程 第五章笔记

      第5章:网络层控制平面 本章目标:理解网络层控制平面的工作原理  传统路由选择算法  SDN 控制器  ICMP:Internet Control Message Protocol  网络管理 ...

    7. 计算机网络（中科大郑烇）第四章笔记

      文章目录 第四章 网络层:数据平面 1.导论 1.1 网络层:数据平面 1.2 网络层:数据平面.控制平面 1.3 网络层:控制平面 2.路由器组成 2.1 路由器结构概述 2.2 输入端口功能 2. ...

    8. 超说网络NO.4 | 深入了解应用层原理（中科大 郑烇）

      创作不易,来了的客官点点关注,收藏,订阅一键三连❤

    9. 计算机网络 华南理工大学期末重点 第二章 物理层 谢希仁

      计算机网络 华南理工大学期末重点 第二章 物理层 <计算机网络(第七版)>谢希仁 前言 笔者是自动化专业,以下是大二上学期期末时,整理的一些复习笔记,既一些常考点,这是第二章<物理层 ...

    最新文章

    1. 结构体解决念数字问题
    2. C#组件开发 -- 索引器
    3. 【LUA table 移除操作非常慢】
    4. 07、08 条件渲染、列表渲染
    5. Visual Studio 2008 十大新功能
    6. 网络通讯原理简介以及演示通讯过程
    7. MyCat分布式数据库集群架构工作笔记0008---Mycat主--从复制原理
    8. vivo z5和z5x有什么区别
    9. 《Algorithms》—— Dijkstra 的双栈算术表达式求值算法
    10. Win10电脑如何查看本机mac地址
    11. 闪迪u盘量产工具U盘正常显示但是多出几个空分区的解决方案
    12. C++开源项目:十行代码15个BUG,你入坑了吗？
    13. 如何用一台普通相机拍照红蓝立体3D图片
    14. 太空探测器 java_宇宙究竟有多大？这个探测器或将告诉你答案
    15. vs code常用的插件
    16. java可以进行爬虫吗,java可以写爬虫吗
    17. Java入门 第十二节(一) API
    18. Unity灯光烘焙设置详解
    19. 图书馆管理系统 13-架构设计
    20. 网页源码的编码与解码

    热门文章

    1. 做一个前端网页送给女朋友~轮播图+纪念日
    2. AndroidStudio导入SVG图片
    3. JavaScript 设计模式之发布-订阅模式（上）
    4. 查找list中重复数据
    5. 通过Python爬虫按关键词抓取相关的新闻
    6. Spine使用外部图片动画换肤
    7. 9.16nbsp;瑞晟软件笔试
    8. 二、MySQL操作数据库
    9. ADMob 原生广告展示不完全，mediaView无图片数据
    10. mysql中limit2,1和limit2 offset 1的区别