文章目录
1 网络应用体系结构
- 网络应用有哪些特点？
（1）与单机应用有哪些本质性的不同？
（2）网络应用应采取什么样的体系结构？ - 网络应用的体系结构
（1）客户机/服务器结构（Client-Server，C/S）
（2）点对点结构（Peer-to-peer，P2P）
（3）混合结构（Hybrid） - 客户机/服务器结构
（1）服务器
|——7*24小时不间断提供服务
|——永久性访问地址/域名
|——利用大量服务器实现可拓展性
（2）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
|——可能使用动态的IP地址
|——不会与其他客户机直接通信
（3）例子：Web
- 纯P2P结构
（1）没有永远在线的服务器
（2）任意端系统/节点之间可以直接通讯
（3）节点间歇性接入网络
（4）节点可能改变IP地址
（5）优点：高度可伸缩
（6）缺点：难于管理 - 混合结构
（1）能否将两种结构混合在一起使用？
（2）混合能够利用两者的优点同时规避两者的缺点吗？
（3）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 - 思考题
（1）为每种体系结构找出5种以上的网络应用。
（2）从多个方面/角度对比三种体系结构的优缺点。
2 网络应用进程通信
- 网络应用的基础：进程间通信
（1）进程：主机上运行的程序。
（2）同一主机上运行的进程之间如何通信？
|——进程间通信机制
|——操作系统提供
（3）不同主机上运行的进程间如何通信？
|——消息交换
（4）客户机进程：发起通信的进程
（5）服务器进程：等待通信请求的进程
（6）采用P2P架构的应用是否存在客户机进程/服务器进程之分？存在，当一台主机作为接收方时，它就运行着客户机进程，而作为发送方的主机就运行着服务器进程。 - 套接字：Socket
（1）进程间通信利用socket发送/接收消息实现
（2）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
（3）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？
（1）不同主机上的进程间通信，那么每个进程必须拥有标识符
（2）如何寻址主机？——IP地址
|——Q：主机有了IP地址后，是否足以定位进程？
|——A：否。同一主机上可能同时有多个进程需要通信。
（3）端口号/Port number
|——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
（4）进程的标识符
|——IP+端口号 - 应用层协议
（1）网络应用需要遵循应用层协议
（2）公开协议
|——由RFC（Request For Comments）定义
|——允许互操作
|——HTTP，SMTP，……
（3）私有协议
|——多数P2P文件共享应用 - 应用层协议的内容
（1）消息的类型（type）
|——请求消息
|——响应消息
（2）消息的语法（synatx）/格式
|——消息中有哪些字段（field）？
|——每个字段如何描述
（3）字段的语义（semantics）
|——字段中信息的含义
（4）规则（rules）
|——进程何时发送/响应消息
|——进程如何发送/响应消息
3 网络应用需求
- 网络应用对传输服务的需求
（1）数据丢失（data loss）/可靠性（reliability）
|——某些网络应用能够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
（2）时间（timing）/延迟（delay）
|——有些应用只有在延迟足够低时才“有效”
|——网络电话/网络游戏
（3）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 - 典型网络应用对传输服务的需求
- Internet提供的传输服务
（1）TCP服务
|——面向连接：客户机/服务器进程间需要建立连接
|——可靠的传输
|——流量控制：发送方不会发送速度过快，超过接收方的处理能力
|——拥塞控制：当网络负载过重时能够限制发送方的发送速度
|——不提供时间/延迟保障
|——不提供最小带宽保障
（2）UDP服务
|——无连接
|——不可靠数据传输
|——不提供：可靠性保障、流量控制、拥塞控制、延迟保障、带宽保障 - 典型网络应用所使用的传输层服务
- 课后练习
（1）盘点你计算机上的所有网络应用，制作一个清单，包括网络应用的名字、功能、协议等。
（2）基于上述清单，制作表格，分析这些网络应用对传输服务的需求。
（3）分析这些网络应用所使用的传输服务是TCP还是UDP。
