《计算机网络自顶向下方法》 第二章—应用层 要点笔记

前言

此文章为作者期中复习笔记，主要记录了一些重点和作者本人的知识面盲点或记忆盲点。

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1.网络应用的体系结构

• 客户-服务器模式

  服务器先运行，一直运行，固定IP，周知端口号

  客户端主动通信，间歇性连接，可能是动态IP，不直接与其他客户端通信

  缺点：可扩展性差，可靠性差、服务能力不足

• 对等体模式

  （几乎）没有一直运行的服务器

  任意端系统可以进行通信

  每个节点既是客户端又是服务器（具有自扩展性）

  参与的主机间歇性连接且可以改变IP地址（难以管理)

• 混合体：客户-服务器和对等体系结构

  Napster

  • 文件搜索：集中
  • 文件传输：P2P

  即时通讯

  • 在线检测：集中
  • 两个用户之间聊天：P2P

2.进程通信

• 同一个主机，使用进程通信机制通信

• 不同主机，通过交换报文来通信

3.知名端口号例子

• HTTP:TCP 80

• Mail: TCP 25

• ftp: TCP 2

4.进程编址

一个进程：用IP+port 标识端节点

5.TCP之上的套接字（socket）

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）

不必再每一个报文的发送都要指定这个4元组

优点：简单，便于管理

6.UDP之上的套接字（socket）

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

不必再发送的每个报文中指明自己所采用的ip和port

但在发送报文时，必须要指定对方的ip和udp port

7.传输层提供的服务

• TCP服务

  可靠的、面向连接的传输服务

  流量控制、拥塞控制

  不能提供的服务：时间保证、最小吞吐保证和安全

• 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

  存在的必要性：

  • 能区分不同的进程，而IP服务不能
  • 无需建立连接，省去了建立连接的时间，适合事务性的应用
  • 不做可靠性的工作，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
  • 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

8.SLL

在TCP上面实现，提供加密的TCP连接

9.URL格式：

10.HTTP：超文本传输协议

10.1web的应用层协议 客户-服务器模式

10.2使用TCP：

• 客户发起一个与服务器的TCP连接，端口号80
• 服务器接收客户的TCP连接
• 在浏览器和web服务器交换HTTP报文
• TCP连接关闭

10.3HTTP是无状态的：服务器不维护关于客户的任何信息

10.4HTTP连接

• 非持久HTTP

  最多只有一个对象在TCP连接上传送

  下载多个对象需要多个TCP连接

  HTTP/1.0

  缺点：每个对象要两个RTT，操作系统必须为每个TCP连接分配资源

• 持久HTTP

  • 非流水方式：客户端收到响应后才能发出新请求
  • 流水方式：客户端遇到引用对象就立即发送请求，所有引用对象只花费一个RTT是有可能的

  多个对象可以在一个TCP连接上传输

  HTTP/1.1默认使用流水方式的持久连接

11.响应时间模型

RTT:一个小分组从客户端到服务器，再回答客户端的时间（忽略传输时间）

响应时间=2RTT+文件传输时间

12.HTTP报文

• HTTP请求报文（GET、POST、HEAD）

提交表单输入

• POST方式：包含在实体主体Entity Body中

• URL方式： GET 通过请求行的URL字段加载

• HTTP响应报文

13.HTTP响应状态码

14.cookies:维护状态

包括4个组成部分

• 在HTTP响应报文中有一个cookie的首部行

• 在HTTP请求报文含有一个cookie的首部行

• 在用户端系统中保留有一个cookie文件，由用户的浏览器管理

• 在web站点有一个后端数据库
  
  如何维持状态：

• 协议端节点：在多个事务上，发送端和接收端维持状态

• cookies：http报文携带状态信息

15.Web缓存

缓存既是客户端又是服务器

使用原因

• 降低客户端的请求响应时间（快）
• 大大减轻一个机构内部网络与Internent接入链路上的流量
• 互联网大量采用缓存：可以使较弱的ICP也能有效提供内容

16.条件GET方法

允许缓存器证实它的对象是最新的

web服务器响应报文首部行包含：Last_Modified

缓存器通过发送一个条件GET执行最新检查 If-modified-since

web服务器回复 304 Not Modified 不包含所请求的对象 表明没有修改过

17.FTP:文件传输协议

客户/服务器模式 传输协议：TCP（端口号21）

控制连接与数据连接分开 建立了两个TCP连接

客户端先发起控制连接 服务器后发起数据连接

18.EMail：电子邮件

组成：

• 用户代理
• 邮件服务器
• 简单邮件传输协议：SMTP

传输协议：TCP（端口号25）

SMTP:持久连接 要求报文为7位ASCII编码 多个对象包含在一个报文中

19.DNS

提供域名（字符串）——IP地址的转换

如何完成名字到IP地址的转换：分布式的数据库维护和响应名字查询
DNS的主要思路:

• 分层的、基于域的命名机制
• 若干分布式的数据库完成名字到IP地址的转换
• 运行在UDP上端口号为53的应用服务
• 核心的Internert功能，但以应用层协议实现

DNS的主要目的：

• 实现主机名-IP地址的转换
• 主机别名到规范名字的转换
• 邮件服务器别名到邮件服务器正规名字的转换
• 负载均衡

创建一个新的域，必须征得它所属域的同意

名字服务器

• 每个区域都有一个名字服务器
• 允许放置在区域之外，以保障可靠性

DNS:保存资源记录（RR）的分布式数据库

DNS大致工作过程：

• 应用调用解析器
• 解析器作为客户向Name Server发出查询报文（封装在UDP中）
• Name Server返回响应报文

20.P2P文件分发

20.1P2P体系结构的扩展性

客户-服务器体系结构的最小分发时间D=max{NF/Us,F/dmin}

P2P的最小分发时间D=max{F/Us,F/dmin,NF/(Us+每个单独的对等方的上载速率)}

20.2 BitTorrent

一种用于文件分发的流行P2P协议