计算机网络应用（笔记）

概述

1.网络应用的体系结构

a.C/S 客户机/服务器

b.P2P peer to peer

c.混合结构

网络应用：微信，QQ，支付宝，web，E-mail，网易云

具体：

网络媒体：传播信息

网络娱乐：音乐，视频，游戏

网络通信：电子邮件和即时

信息检索：网络社区

电子商务：

网络金融：

a.C/S的特点： web

服务器：

1.7*24

2.永久性的域名

3.利用服务器提供可拓展性

客户机：

1.与服务器通信

2.间歇性接入网络

3.可能使用动态ip

4.不会与其他用户直接通信

b.p2p特点：

没有永远在线的服务器

端对端直接传输数据

节点间间歇性接入网络

节点可能改变ip地址

优点：高度可伸缩

缺点：难于管理

c.混合结构 集中前面2种的优点，规避前面2种的缺点

Napster为例子

文件传输使用p2p结构

文件搜索使用C/S结构：

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自己的查询请求，查找感兴趣的内容

网络应用的基础：进程间的通信（送信一般）

1.进程：客户端和服务器端

2.寻址进程：IP+端口号 IP是主机地址，端口号是进程的地址，

3.应用层遵循网络协议：a.公开协议：HTTP,STMP b.私有协议：P2P

4.协议里面包括的内容：

a.消息的类型(type)：请求消息 响应消息

b.消息的语法格式(syntax)：消息中有哪些字段？

每个字段如何描述？

c.字段的语义（semantics） 字段中信息的含义

d.规则（rules）：进程何时发送/响应消息

进程如何发送/响应消息

网络应用对传输服务的需求：

1.数据丢失(data loss)：

有些能够允许一定的数据丢失：网络电话

有些不允许：文件传输

2.延迟（delay）

有些应用对延迟有要求：游戏

3.带宽(bandwidth)

相当于水龙头： 有要求的：在线网络视频 没有：e-mail

internet提供的传输服务：

TCP服务：

1.面向连接：C/S进程之间需要建立连接

2.可靠的传输

3.提供流量控制和堵塞控制

4.不提供延迟保障和最小带宽保障

UDP:

1.无连接

2.不可靠的数据传输

3.不提供：什么都不提供

、

WEB应用：

www(world wide web)包括 网页与网页间的相互连接

创始人：Tim Berners-lee

网页（web page）包含多个对象（object）:

html文件 多媒体文件 脚本文件

对象的寻址（addressing）：

其实现通过 URL（uniform resource locator）统一资源定位符

格式： scheme://host:port/path

web应用遵循的协议：http（hyper text tranfer protocol）

采用的是C/S结构 其中用户使用的是explorer 服务器使用的是 apache

http版本：1.0 RFC1945 1.1 RFC2068

使用TCP传输服务：

服务器在80端口等待客户的请求

客户请求建立TCP连接（创建套接字Socket）

服务器接受TCP连接

客户与服务器交换HTTTP消息

无状态（stateless）

它不会处理你过去发送的请求，每个都是新的

HTTP连接：

2种类型：

1.非持久性连接（nonpersistent http）

每个TCP连接最多允许传输一个对象 1.0版本

2.持久性连接（persistent HTTP） 1.1版本

每建立一个TCP连接，可以传输多个对象

非持久性连接：

具体过程：

用户在浏览器输入地址后：如 www.someschool.edu/someDepartment/home.index

1-http客户端向地址为:www.someschool.edu的服务器进程（端口号80）发TCP请求

2-服务器接受 这里是一个RTT（round trip time）

3-将http请求消息（包含url地址：url表明客户端需要的对象）通过TCP连接的套接字发出

4-接受，产生响应消息，通过套接字发出 这里也是一个RTT

5-服务器关闭TCP连接

6-客户端接收到响应消息，解析html文件，显示出包含10个只想jpeg的超链接

7-重复1-6 10次

响应时间=RTT*11+每次文件传回来的时间

HTTP消息格式：

http协议有2类消息：

1.请求消息

2.相应消息

1.请求消息：

请求行（requrest line）+头行（header line）+回车（barriage return）+消息体（entity body）

输入信息：

2种方式：post：在请求消息的消息体中输入在上传

get：url方式：通过请求行（request line）的url字段上传

2个版本中方法的类型：

HTTP 1.0中： POST+ GET+ HEAD（用于测试）: 请server雅蠛蝶将所请求对象放入相应消息中

HTTP 2.0中： POST+GET+HEAD+PUT：将消息体中的内容上传到URL字段所指定的路径+DELETE：删除URL字段所指定的文件

2.响应消息：

状态行（status line）：+headerline+data（requested html line）:响应消息的第一行

状态行代码（在状态行里面）：

200 OK

301 move permanently

400 bad request

404 not found

505 HTTP version not supported

体验一下http

利用telnet登录到某个web服务器

输入一个http请求

查看http服务器所返回的响应消息

cookies:

识别用户，进行session跟踪的储存在用户终端的加密数据

组件：

1.请求消息的头部行

2.响应消息的头部行

3.客户端由浏览器管理cookies

4.服务器端的后台数据库

cookies的原理：

请求消息后在响应消息中返回一个小饼干，如set cookies: 1678

下一次请求消息中就会包含cookies: 1678

然后server 就会进行cookies specific action，然后再发出响应消息

cookies的作用：

身份验证

购物车

推荐

web-email

…

web缓存/代理服务器：

功能: 在不访问服务器的前提下满足用户的HTTP请求

诞生的原因：

1.缩短客户请求的响应时间

2.减少组织/机构的流量

3.在大范围内实现有效的内容分发

web缓存/代理服务器由ISP架设

web缓存/代理服务器时一个 中介

1.用户设置通过web缓存 进行web访问

2.如果web缓存有所请求的对象，在返回响应请求

如果web缓存没有，则 web缓存/代理服务器 向原始服务器发送http请求，获取对象，然后返回给客户并保存该对象

web缓存/代理服务器既充当客户端，也充当服务器

Q：web服务器如何保证网页是最新的？

A：

通过条件性GET方法：

目标：使得web缓存中的版本为最新*

缓存：字HTTP请求中声明所持有版本的日期：If-modified-since:

服务器：

不是最新则在响应消息中获取对象

如果是最新的则在响应消息中不包含对象，头部行中：HTTP/1.0 304 Not Modified

Email应用的构成组件：

邮件客户端

邮件服务器

SMTP协议（simple mail transfer protocol）

用户发送和接收邮件要通过邮件服务器（Mail Server），他们之间使用SMTP协议

邮件服务器：当发送的时候充当客户端，接受邮件的时候充当服务器

SMTP协议：

因为需要可靠性，所以使用的是TCP连接

应用的端口号为25

传输过程的三个阶段：

握手

传输

关闭

交互模式：请求or命令-响应 交互模式

采用持久性连接

消息必须由7位ASCII码构成

SMTP服务器通过CRLF.CRLF确定消息的结束

与HTTP的对比：

HTTP：拉式（pull）

SMTP：推式（push）

都是使用请求/响应模式

命令和状态代码都是ASCII码

HTTP：每个对象封装在独立的响应消息中

SMTP:多个对象在多个部分构成的消息中发送

Email的消息格式：

SMTP：Email的传输，交换协议

RFC822：文本消息格式标准

头部行（header line）

to

from

subject

消息体（body）

消息本身

只能是ascii码本身

如果不是ascii码，如中文，音频，视频等，要使用MIME：多媒体邮件扩展 RFC 2045，2056

方式：通过在邮件头部增加额外的行以声明MIME的内容类型

使用telnet可以交互地使用email应用 像linux一般

telnet servername 25

服务器返回代码：220

输入以下命令与SMTP服务器交互：

HELO

MAIL FROM

RCPT TO

DATA

QUIT

访问邮件需要另一种协议：邮件访问协议

1.POP协议（post office protocol）[RFC 1939]

认证/授权和下载

2.IMAP（internet mail access protocol）

更多功能

更加复杂

能够操纵服务器上存储的信息

HTTP：163，QQmail

POP协议展示：

IMAP协议：

所有消息统一保存到一个地方：服务器

允许用户利用文件夹来组织信息

支持跨会话（session）的用户状态：

文件夹的名字

文件夹与消息ID之间的映射？？？

DNS：Domain name system

internet上主机和服务器的识别靠的是：

IP地址

域名

DNS服务：

域名向IP地址的翻译

主机别名

邮件服务器别名

负载均衡：web服务器 访问google时，各个服务器轮流

结构：分层分布式

为什么不用集中式？

害怕单点失败

流量过大

距离过远 RTT很大

维护起来比较困难

本地域名服务器不知道映射时，访问根域名服务器

全球有13个根域名服务器

顶级域名服务器（TLD:Top-level domain）：负责com, org, net, edu等顶级域名和国家顶级域名：cn，hk，fr

network solution负责维护com顶级域名服务器

educause负责维护edu顶级服务器

权威域名服务器：组织的域名服务器

由组织负责维护

本地域名服务器：

不严格属于层级体系

每个ISP都有一个本地域名服务器

他是一个代理，无论是迭代，还是递归查询，都要经过他，并且，对于顶级域名会进行缓存，因此，根域名解析服务器不经常被访问

在应用层实现的internet核心服务

DNS协议：

消息：查询（query）和回复（reply）

消息格式相同

注册域名的方法：

1.向域名管理机构（network solutions）注册域名networkutopia.com

a.提供你权威域名服务器的名字和IP地址

b.network solutions向com顶级域名解析服务器中插入2条记录

*（networkutopia.com, dns1.networlutopia.com, NS）

*（dns1.networkutopia.com, 212.212.212.1, A）

2.前面的注册完毕后，就要在权威域名解析服务器中为：www.networkutopia.com加入Type A记录，为networkutopia.com加入Type MX记录

DNS记录：

资源记录（RR，resource records）

Type=A

name：主机域名

value：IP地址

Type=NS

name：域

value：该权威域名解析服务器的主机域名

Type=CNAME

name：某一真实域名的别名

value：真实域名

Type=MX

value是与name向对应的服务器

RR format（name, valur, type, ttl）