应用层协议与网络应用

网络应用的体系结构

1、客户机/服务器（Client-Server， C/S）

服务器：

7*24小时提供服务
永久访问地址/域名
利用大量服务器实现可拓展性

客户机：

与服务器通信，使用服务器提供的服务
间歇性接入网络
可能使用动态IP地址
不会与其他客户机直接通信
例如：Web服务

2、点对点结构（Peer-to-peer，P2P）

没有永远在线的服务器
任意端系统/节点之间可以直接通信
节点间歇性接入网络
节点可能改变IP地址
缺点：难于管理
优点：高度可伸缩

3、混合结构（Hybrid）

Napster

文件传输使用P2P结构
文件的搜索采用C/S结构——集中式
每个节点向中央服务器登记自己的内容
每个节点向中央服务器提交查询请求，查找感兴趣的内容

网络应用的进程间通信
进程：
主机上运行的程序
客户机进程：发起通信的进程
服务器进程：等待通信请求的进程
注意：采用P2P架构的应用同样存在客户机进程/服务器进程之分

同一主机上运行的进程：

进程间通信机制
操作系统提供

不同主机上运行的进程：

消息交换

套接字：Socket

进程间通信利用scoket发送/接收消息实现
类似于寄信
发送方将消息送到门外邮箱
发送方依赖（门外的）传输基础设施将消息传到接收方所在主机，并送到接收方的门外
接收方从门外获取消息

传输基础设施向进程提供API

传输协议的选择
参数的设置

如何寻址进程？

不同主机上的进程间通信，那么每个进程必须拥有标识符
如何寻址主机？——IP地址
主机有了IP地址之后，并不足以定位进程，因为同一主机上可能同时有多个进程需要通信

端口号

为主机上每个需要通信的进程分配一个端口号
HTTP Server：80
Mail Server：25

进程的标识符
IP地址+端口号

应用层协议

网络应用需遵循应用层协议
公开协议
由RFC（Request For Comments）定义
允许互操作
HTTP，SMTP，……
私有协议
多数P2P文件共享应用

应用层协议的内容

消息的类型（type）
请求消息
响应消息
消息的语法（syntax）格式
消息中有哪些字段？
每个字段如何描述
字段的语义（semantics）
字段中信息的含义
规则（rules)
进程何时发送/响应消息

网络应用对传输服务的需求

数据丢失/可靠性
某些网络应用能容忍一定的数据丢失：网络电话
某些网络应用要求100%可靠的数据传输：文件传输,telnet
时间延迟
有些应用在延迟足够低时才“有效”
网络电话/网络游戏
带宽（bandwidth）
某些应用只有在带宽达到最低要求时才“有效”：网络视频
某些应用能够适应任何带宽——弹性应用：email

Internet提供的传输服务

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