计算机网络 - 应用程序层的自上下视图

一、简介：

应用程序层包括网络服务、客户服务器、流程和运输界面,其定义是计算机网络存在的理由。 我们研究网络应用程序的逻辑和实施,首先是确定应用程序层的概念,包括网络服务、客户服务器、流程和运输界面。
它们包括网络、电子邮件、DNS和其他众所周知的服务。

二、应用层协议原理

网络应用程序的核心是能够在系统对面和整个网络上相互连接的程序,例如网络应用程序,它运行在网络服务器主机上,一个运行在用户主机浏览器程序上。无需在以下各层担心软件问题。

三、网络应用系统的结构

开发商界定了应用架构,该架构具体规定了如何构建各种终端系统的应用,包括目前两种受欢迎的架构:客户服务器(C-S)和同侪应用(P2P)。

• 客户服务机系统结构: 服务器是一个不断打开的主机, 为许多其他主机服务的请求被称为客户。 客户向服务器发送请求, 服务器响应客户, 客户与服务器之间没有联系。 服务器必须有一个固定的 IP 地址 。

• P2P架构:应用程序没有专门的连接主机之间直接通信提供者,比如电话会议、电影等等。 每个主机被称为同行,每个同行都可以寻找数据或为其他同行服务。

四、进程通信

两个不同的终端系统应用程序之间的通信始于两个通过计算机网络交换信息的过程。发送过程向网络发送信息,接收过程接收和回应信息。

1. 客户端和服务器程序:网络程序由配对程序组成,例如带有客户浏览器程序和网络服务器程序的网络应用程序。对于 P2P 来说,下载端是客户端,上传端是服务端。因此我们定义:启动连接的过程被确定为客户端。

2. 计算机网络与进程之间的接口:该程序能够通过应用类似于套接字软件包的软件接口,从网络发送和接收信息。

3. 进程位置: 需要两种形状: 一种用于发送信件。 主机地址是 IP 地址。 2。 目的地主机的接收程序, 即端口号

运输服务可供使用。

Socketets是申请程序与运输层协议之间的接口,后者负责接收包件另一侧接收程序发来的信息。

1. 数据传输可靠性:确保将应用程序发送的数据正确传送到另一端。

2. 摄取: 给出可用输送量的保障率。 可用输送量: 交付过程能够向接收过程发送速度比特 。

3. 如果重复使用超时技术,时间就会改变。

4. 安全:接收方从发送程序和数据解密中加密数据传输

六、区域间方案运输服务

在应用层,互联网支持两个运输层协议:TCP和UDP。

一. TCP:TCP服务提供以连通性为导向和可靠的数据提供。

• 连接导向: tcp 允许客户和服务器在应用程序级别数据电文启动前传输传输端信息。 这是三次握手。

• 可靠的数据传输服务:所有发送的数据均按正确的顺序发送,无字节损失或冗余。

• TCP拥堵控制:当发送者与接收者之间的网络被阻断时,TCP拥堵控制停止了交付过程并限制了 tcp 连接。

《UDP:不提供外部服务的轻量级运输协议》,没有控制、数据提供不稳定、没有拥堵控制。

七、应用层协议

应用程序层协议描述各种终端系统中的应用程序程序如何相互发送信息。 应用程序层协议是网络应用程序的组成部分, 如防火墙 。 网络层协议是 http, 而电子邮件层协议是 smtp 。 根据应用程序层协议 :

• 交换了请求和答复信息。

• 不同的报告类型语法:如何描述文件的不同领域

• 外地信息具体说明了何时和如何交付程序,以及对该信息作出反应的规则。

八、HTTP

• HTTP:超文本传输协议层协议。 Strrp 描述网络客户如何从网络服务器上请求网页,以及服务器如何向客户发送文件。

• 网页由对象组成,即文件,大多数网页由 HTML 基础文档和多个对象组成。 HTML 基本文件使用该对象来引用 URL 页面上的其他对象。
  3URL由两

• 已分割, 服务器的主机名, 以及存储此项对象的路径名称

• HTTP 客户端首先启动与服务器连接的 tcp 请求, 一旦连接, 浏览器和服务器可以通过合成访问 tcp, 客户端发送请求并接收 tcp 回复 。

• 非连续连接 : 一旦服务器交付了一个项, 每个 tcp 连接将被关闭, 以后的对象的连接不会连续连接。 当有许多对象时会出现一些连接 。

• 连续连接: HTTP1.1 一旦服务器返回回复, 连接将维持, 额外的请求和回复也可以通过同一连接发送 。

1. HHTTP报告格式

• 客户请求由四个部分组成:请求行、信头、空行和请求数据。

第1行:请求行:方法字段(get)+URL字段(/ hello.txt)+HTTP版本字段(HTTP/1)
以下是:第一行:主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机主机
关闭连接: 表示服务器不使用连续连接 。
用户代理 : 用户代理是服务器发送请求的浏览器类型 。
接受语言: 用户想要的项目的语法版本 。
如图：

二. 服务器终端回复信息:四个部分:州行、第一行、空行和回复文本。

状态第1行:版本号+状态
下一行: 连接: 在发送信件后, 断开 tcp 连接 。
日期: 服务器创建和传送信件的时间 。
信件是由 Apache 服务器创建的, 如服务器名称所示 。
最后修改:指最新修订。
Concent-Length: 传输的字节数 。
中央类型:交付数据的类型。

3. Cookie:用户-服务器互动,用于识别客户,并将内容与客户身份相关联。

• 饼干的四部分。

  • http 请求为报告中的饼干之一命名 。

  • 有人回复了报告的一个曲奇头条

  • 一个数据库,作为网站的后端。

  • Cookie文件保存在用户的机器上 。

• 当客户首次连接到服务器时,服务器将生成一个独特的识别代码,通过对头部的回复,包括Set-cookie:166的第一部分,传递给客户,该部分将在客户收到时保存在本地文档中,然后将服务放置,包括请求第一行的 cookie:166。

• 饼干的作用:服务器可以辨别客户何时在做我们的工作,例如购买宝藏,在我们的购物车上添加产品,保留服务端的物品清单,同时支付所有物品。

3.web缓冲
缓冲区(又称代理服务器)是一个网络实体,能够代表网络实体,其原始网络服务器符合http上的标准。它有自己的缓冲区,并保存最新请求的副本。网络缓冲既是一个服务,也是一个客户。

• 工作流: 当浏览器向服务器发送对象请求时, 网络缓冲区确定对象是否存在于自己的缓冲带中, 如果可用, 则返回浏览器, 否则则返回服务器, 并返回客户端 。

• 作用：
  第一,网络缓冲区可以大大减少必要的时间。
  2. 因此,与一个机构连接的因特网对因特网的流量大大减少。
  三. 因特网网络流量大大减少。
  4.条件GET方法

上述网络缓冲区可以最大限度地减少必要的时间,但如果服务器客户端和修改完成,缓冲区的物体就已经过时,因此,http上包括一个系统,使缓冲区能够证明是最新的,即条件。

九、电子邮件

一. 电子邮件系统由三部分组成:用户代理、邮件服务器和简单的邮件传输协议(SMTP)。
二. 使用可信赖的数据传输服务。
3个邮件服务器也操作SMTP客户端,在发送邮件时作为客户运作,在接收文件时作为服务。

一. SMTP: SMTP是一个协议,用于将发件人邮件服务器上的信息传送到收件人邮件服务器上。

• SMTP 如何将邮件从发送服务器发送到接收服务器 : 客户端 SMTP 在25号端口设置了与服务器的 tcp 连接, 如果服务器不打开, 稍后重试, 并且确定连接, 握手, 如果服务器打开, 客户端如何发送信件 。

• SMTP和HTTP之间的差异:
  它们将通讯从一个主机传送到另一个主机。 持续的 https 和 smtp 总是连接在一起 。
  不同点：
  . http 是一个从服务器提取资源的拉动协议。 Smtp 是一个推动协议, 发送者将资源传送到服务器 。
  以 7 位 ASCII 编码格式, 无限制 http
  在http上,每个项目都载于其本身的HTTP答复报告,而SMTP将所有报告合并为一份报告。

2.邮件访问协议
目前的电子邮件访问模式建立在客户-服务器系统结构上,用户通常在当地操作一个用户代理,同时访问存放在共享邮件服务器上的邮箱,这些邮件访问协议是三种最常用的邮件访问协议。

• POP3:邮局协议第三版:POP3是一个基本的邮件访问协议,从收件人的服务器上向收件人的用户代理发送信息。
  工作流程：
  一. 许可证:使用用户代理来提供用户名称、密码和用户识别。
  二. 服务处理: 在读取、删除等过程中, 用户代理返回, 以便标记
  三封邮件从邮件服务器上撤销

• IMAP: Internet message 访问协议 : 当邮件到达服务器时, 它会立即连接到收件人的文件夹。 用户可以访问远程文件夹 。

• 网上电子邮件:通过因特网(通过http)发送和接收用户的电子邮件。

DNS(域名系统)互联网目录服务

• DNS: 域名系统: 将主机名转换为 IP 地址的目录服务, 分层的 DNS 服务器分布式数据库, 以及 dns, 允许主机查询分布式数据库的应用层协议 。

• DNS正在UDP53号港口运行。

• 在应用层面,其他协议通常使用DNS。

• DNS提供以下服务:1. Domen 名称解析、2. host别名、邮件服务器别名和负载分布。

DNS 工作站:一个主机运行 DNS 服务器,浏览器连接到主机,将主机名传送到 DNS 应用程序客户端, DNS 客户端开始向 DNS 服务器提出请求,服务解决主机名的 IP 地址,等等。
然后,客户从带有IP地址的服务处收到回复信息,然后浏览器从DNS获得IP地址并访问该地址。

DNS 使用大量的DNS服务器,这些服务器在世界各地按等级排列,所有主机都在互联网地图上。 它大致分为三类服务器:根 DNS 服务器、顶级 DNS 服务器和权威的 DNS 服务器。

DNS缓冲: 减少通过互联网发送的 DNS 信息的数量。 行动机制在图示网页缓冲区中描述 。

DNS记录和报文：

• 记录:合作完成 DNS 分布式数据库存储资源记录的所有 DNS 服务器,其中提供主机名和IP地址的映射。每个 DNS 回复包括一个或多个资源记录。资源记录包括以下四个字段:
  (NAME、VALUE、TYPE、TTL)额外的TTL包括记录存续期以及名称和价值的价值,视类型而定:
  TYPE=A: 名称为主机名, 值为 IP 地址 。
  TYPE=NS: 价值对等域权威性 DNS 服务器的名称域名、 IP 地址主机访问权限 。
  TYPE = CNAME: 名称为主机名, 值为普通主机名 。
  TYPE=MX:名称是一个别名,值是邮件服务器的自定义主机名 。

• 报文格式如图
  

  前12字节包含第一个区域:标识符: 16比特, 用于识别请求。 此识别符被放入查询回复 。
  1比位查询(0)/答复(1)。 1比位权威性服务器符号。 1比位递归查询。
  4个数字:代表第一组之后四类区域的数据数目。

在 DNS 数据库中插入记录:在注册域名时,必须向注册机构提供权威性 DNS 服务器的名称和 IP 地址,然后注册机构将将该记录插入顶层域名服务器。

十一. 出版同行对同行文件

P2P 文件分布 : 单个服务器将文件传送到大量对应方 。 每个对等点都可以将文件的任何部分转发给其他对等方, 在整个传输过程中支持服务器 。

P2P系统结构的扩展:系统结构中的每个P2P对等点都可协助服务器分发文件,特别是当每个对等点获得具体的文件数据并能够使用自己的上传能力将数据传送给其他对等方时。

二. BitTorrent: 同行之间分配协议。 洪水中的对应方下载的文件块长度相等( 通常为 256k)。 当每个同行最初进入洪水时, 没有区块, 而随着时间流逝, 它可以在同行拥有一组区块的任何时候退出, 或者留给其他同行传输 。

十二. 视频流和内容传播网络

一. Videos:视频是一系列以恒定速度(每秒30张图像)展示的图片,每张图像由像素阵列组成,每个阵列用比特编码,以显示亮度和颜色。由于视频可以压缩,比特速率在视频质量上是取舍的。
双 HTTP 流: 在 HTTP 服务器上保存的常规视频文件, 每个都有自己的 URL 。
三.DASH:通过HTTP的动态适应流动:视频编码有多种变体,每种变体都有明显的比特率和视频质量。
四.CDN:内容分发网络:该网络在几个地方维持视频服务器。

十三、套接字编程

UDP 套接字编程 :

2.TCP编程

三. C 插座网络编程的例子:
我制作了一个非常广泛的插座编程演示
Linux操作系统下的 C 网络编程

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