高级计算机网络笔记（二）

应用层

应用部署

只集中在端系统，对核心网络没有改变

应用架构

• C/S
• P2P
• 混合

进程通信

• 同主机
  调用操作系统
• 不同主机
  利用网络架构

SOCKET

• OS标示应用通信关系所采用的本地标志，是数字
• TCP——标识连接
• UDP——标识端节点

网络应用原理

进程编址

IP&TCP

应用所需服务考虑因素

网络基础设施提供服务指标

• 丢失率，可靠性
• 延迟，抖动
• 带宽
• 安全

传输协议

提供进程标示

• TCP
  • 可靠字节流服务
  • 面向连接
  • 流量控制
  • 拥塞控制
• UDP
  • 无连接
  • 不可靠‍♂️服务

WEB应用

组成

• HTTP协议
• HTML格式
• Client，Server

术语

• 对象
• URL

HTTP

• 定义客户端与服务器的通信报文格式，解释，时序
• 连接
  • 持续连接连接——1.0
  • 非持续连接——1.1，2.0，3.0
• 往返延迟RTT，对象抓取时间
• 报文格式
  • 请求报文：方法
  • 响应报文：状态码
• COOKIES
  • 添加状态信息
  • 服务器响应报文setcookies字段，客户端存储cookie文件
  • 客户端请求报文cookies字段，服务器存储cookie文件
• WEB缓存
  • 减少访问延迟
  • 减少接入链路强度
  • 减轻服务器负担

e-mail

• 构成
  • 用户代理
  • 邮件服务器
  • SMTP协议
• 解析
  • 报头+报体
  • MIME：多媒体拓展
• 存取协议
  • 客户端从服务器拉取邮件
  • IMAP / POP3 / HTTP

DNS

基础设施

• 作用
  • 域名到IP地址转换
  • 别名到正规名字
• 层次数据库
  命名分层，防重名，令字符串有意义
• 分布式数据库
  缓存与服务分布，分区覆盖
• 构成
  • 本地解析器
  • 域名服务器
  • DNS协议
• 解析过程
  • 递归解析
  • 迭代解析

解析器

本地DNS服务器

上层服务器

...

权威名字服务器

返回

• 缓存
  • 提高效率
  • 过期时间保证一致性
  • 本地+服务器

视频流

• 播放方式
  • 下载
  • 流视频
• 方式
  • UDP / HTTP
  • DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)
• DASH流化过程

获取告示文件

请求内容块

客户端会根据

• 缓存播放数据块情况
• 各服务器网络情况

来决定

• 什么时候
• 向哪些服务器
• 请求哪些块

CDN

单个 / 多个服务器像客户端提供海量内容并发服务的问题——拓展性差

原理

• 应用层协作服务网络
• 全网部署缓存节点，内容预先部署到CDN缓存节点
• 用户通过域名解析重定向至最近节点请求内容

缓存节点放置方式

• Enter Deep：深入各叶子ISP部署
  • 离客户近
  • 效果好
  • 数量多
  • 代价大
  • 管理困难
• Bring Home：部署关键点，到各ISP距离都比较近，通常层次较高
  • 代价小
  • 效果一般

SOCKET

API

• 创建
• 使用
  • 读
  • 写
• 关闭

TCP Socket

4元组本地标识，标识连接
写socket即发送给对方进程，读socket即读对方进程数据

编程

• 建立
  • 客户端和服务器握手
  • 服务器响应
  • 三次握手（第一次数据传输）
• 使用（同时双向）
• 关闭

UDP Socket

本地端节点标识（本地IP，端口）
特点

• 无连接
• 不可靠

编程

• 建立socket（无需握手）
• 使用
  • 发送（需提供对方IP的端口）
  • 接收（需获取对方IP端口）
• 关闭