应用层---网络模型

一. C/S模型（client/server，客户/服务器模型）

定义

C/S模型是指Client/Server模型，是一种常见的网络应用程序架构。在这种模型中，有一个客户端程序（Client）和一个服务器程序（Server），客户端和服务器通过特定的协议进行通信。

工作原理

在这个模型中，客户端程序向服务器发送请求，服务器接收请求并返回响应，客户端再根据响应进行相应的操作。C/S模型可以通过网络实现，使得客户端和服务器可以位于不同的计算机上，从而实现分布式计算和数据存储。

功能特点

• 客户端:

  • 主动与服务器通信
  • 与互联网有间歇性的连接
  • 可能是动态IP 地址
  • 不直接与其它客户端通信

• 服务器:

  • 需要保持运行以提供服务
  • 固定的IP地址和周知的端口号（约定）
  • 数据中心进行扩展

优势

• 交互性：客户端可以实时地与服务器进行交互，实现数据的实时交换。
• 可扩展性：C/S模型具有良好的扩展性，可以根据需要增加客户端或服务器，实现系统的可扩展性。
• 安全性：由于客户端和服务器之间的通信是加密的，因此数据传输比较安全。

应用

C/S模型的应用非常广泛，例如网上银行、在线购物、社交网络等都需要使用这种模型。
在C/S模型中，客户端通常需要安装独立的的应用程序，而服务器则是提供公共服务的的地方，可以被多个客户端同时访问。
例如网络游戏、在线银行、电子商务等。

二. P2P（peer to peer）模型

定义

P2P模型是指对等点模型（Peer-to-Peer模型）。这是一种网络架构模式，每个节点都充当着客户端和服务器的角色，可以向其他节点请求和提供服务。使得网络中的每个节点都可以直接相互通信，而不需要通过中央服务器进行中转。

特点

• IP地址可改变：节点可以有动态IP地址
• 可扩展性好：P2P模型可以无限扩展，不受服务器数量的限制，使得大规模的分布式计算和文件共享成为可能。
• 网络健壮性强：网络不容易瘫痪，P2P网络中的每个节点都可以提供数据，因此部分主机或节点坏掉或者大量主机涌入网络时，主机之间依然可以正常请求与提供服务（资源足够，带宽不受限），不会影响整个网络的功能。
• （几乎）没有一直运行的 “服务器”

• 任意端系统之间可以进行通信

• 自扩展性-新peer节点带来新的服务能力，当然也带来新的服务请求

• 参与的主机间歇性连接且可以改变IP 地址

• P2P模型也存在缺点：

  • 1.搜索效率：在P2P模型中，搜索特定资源需要遍历整个网络，效率较低。
  • 2.资源共享问题：在P2P模型中，资源共享需要占用网络带宽和节点计算资源，可能会影响网络性能。
  • 3.难以管理
    • 原因主要有以下几点：
      • 去中心化：P2P模型取消了中心服务器，每个节点都充当着客户端和服务器的角色，管理变得分散和复杂。
      • 节点匿名性：在P2P模型中，节点之间的通信通常是基于匿名的方式，这使得管理者难以识别和定位特定节点。
      • 动态性：P2P模型中的节点是动态变化的，随时可能加入或离开网络，这使得管理者难以跟踪和监控网络状态。
      • 资源共享问题：在P2P模型中，资源共享需要占用网络带宽和节点计算资源，可能会影响网络性能。同时，也存在一些资源共享的问题，如版权侵犯、非法内容等。

因此，对于P2P模型的管理需要采取一些特殊的措施，如基于信誉的系统、过滤器、内容审查等，来实现对P2P网络的有效管理。

应用

P2P模型可以应用于各种领域，例如文件共享、分布式计算、网络存储等。P2P模型适用于大规模、分布式的计算和文件共享场景，如BitTorrent、Emule等文件共享软件。
* 例子: Gnutella，迅雷

三. 混合体：客户-服务器和对等体系结构

定义

混合体：客户-服务器和对等体系结构是一种结合了客户-服务器模型和对等体系结构的网络结构模式。在混合体中，客户端和服务器端之间的通信和对等节点之间的通信可以同时进行，相互协作完成特定的任务。

• C/S和P2P体系结构的混合体 应用实例
  • Napster（MP3下载软件）
    • 文件搜索：集中
      • 主机在中心服务器上注册其资源
      • 主机向中心服务器查询资源位置
    • 文件传输：P2P
      • 任意Peer节点之间
  • 即时通信
    • 在线检测：集中
      • 当用户上线时，向中心服务器注册其IP地址
      • 用户与中心服务器联系，以找到其在线好友的位置
    • 两个用户之间聊天：P2P

优点

混合体结构具有以下优点：

扩展性：混合体结构具有良好的扩展性，可以随时增加新的节点或组件，提高系统的性能和容量。

灵活性强：混合体结构中的节点可以直接相互通信，无需经过中心服务器，使得网络连接更加灵活。

可靠性高：混合体结构中的每个节点都承担着一定的负载，使得网络更加可靠和稳定。

缺点

但是，混合体结构也存在一些缺点：

复杂性高：混合体结构需要同时处理客户-服务器通信和对等节点之间的通信，系统设计和实现相对复杂。
资源共享问题：在混合体结构中，资源共享需要占用网络带宽和节点计算资源，可能会影响网络性能。

应用

混合体结构适用于需要同时支持客户-服务器通信和对等节点之间的通信的场景，如一些分布式计算、文件共享、社交网络等应用。