二、应用层

2.1 网络应用协议层原理

2.1.1 应用层体系结构

C/S 客户机/服务器结构
image.png
典型例子：WEB应用

P2P结构
image.png

混合结构hybrid
image.png

2.1.2 网络应用进程通信

image.png

Socket套接字：
image.png

进程如何寻址：
主机之间通过IP地址寻址，但是同一台主机有多个进程，通过端口号对进程进行标志
image.png

应用层协议的内容：
image.png

2.1.3 应用层可使用的传输服务

image.png

Internet提供了什么传输服务？
TCP/UDP
image.png

2.2 WEB应用和HTTP协议

2.2.1 HTTP

WEB：World Wide Web 万维网
image.png
HTTP
image.png
image.png

2.2.2 非持续连接和持续连接

非持续连接：
image.png

image.png

非持久性连接存在问题：
非持续连接对每一个对象都要重新建立一次TCP连接，同时TCP在服务器端造成开销
image.png

2.2.3 HTTP报文格式

HTTP消息有请求和响应消息
image.png

通用格式：
image.png

HTTP/1.1有5种请求方法
GET，POST，PUT，DELETE，HEAD

响应的一个示例：
image.png

响应码：
image.png

2.2.4 Cookie技术

某些网站为了辨识用户身份，进行session跟踪而存储在用户本地终端上的数据

Cookie的组件

  • HTTP响应消息的cookie头部行
  • HTTP请求消息的cookie头部行
  • 保存在客户端主机上的cookie文件，由浏览器管理
  • Web服务器端的后台数据库

2.2.5 WEB缓存/代理服务器

image.png
image.png

存在问题：缓存服务器的对象如何与远端服务器的对象保持一致？
解决方法：条件性GET方法
image.png

2.3 EMAIL应用

Email构成
image.png
image.png

2.3.1 SMTP协议

image.png

2.3.2 与HTTP对比

image.png

2.3.3 邮件报文格式

image.png

多媒体扩展：
EMAIL为了支持多媒体类型的数据，使用MIME
image.png

2.3.4 邮件访问协议

image.png

2.4 DNS应用

域名解析系统
image.png

image.png

分布式层次式数据库
image.png

本地域名服务器查询域名的方式分为递归查询和迭代查询

DNS记录缓存和更新
每台DNS服务器都会缓存查询过的域名和ip映射，在一段时间后失效

DNS记录的形式
image.png

DNS协议和消息格式
image.png
image.png

2.5 P2P应用

P2P架构
image.png

BT
image.png

image.png

P2P索引技术：
image.png

集中式索引：
所有用户都向同一个centralized directory server 发起请求
image.png
image.png

洪泛式查询：
image.png
image.png
消息转发可能非常多，请求像洪水一样在网络传播

结合二者优点，层次式覆盖网络：
image.png

P2P案例应用：Skype
image.png

2.6 Socket编程

网络应用程序可以面向不同层次进行编程：
image.png
网络应用编程接口API
应用程序基于应用层进行开发，可以通过系统调用进行os内核
image.png

Socket API
客户端的套接字如何与服务器的应用进程进行通信？服务器可能有多个应用进程

  • 通过IP地址确定主机，通过端口号确定某一应用进程(对外)

操作系统对内如何管理套接字？

  • 通过套接字描述符
    image.png

地址结构的结构体：
image.png

Socket API

  • WSAStartup 最先调用的函数
  • WSACleanup 最后调用的函数，释放资源
    。。。
    关于Socket我跳过了，有需要在回头学吧

我们是如何走到这一步