USTC Computer Networking Chapter2

第二章应用层

应用层原理

常见架构
- 客户-服务器模式（C/S:client/server）
- 对等模式(P2P:Peer To Peer)
- 混合体：客户-服务器和对等体系结构

流行的应用层协议
- HTTP
- FTP
- SMTP/POP3/IMAP
- DNS
进程编址
- 主机：唯一的 32位IP地址
- 仅仅有IP地址不能够唯一标示一个进程；在一台端系统上有很多应用进程在运行
- 所采用的传输层协议：TCP or UDP
- 端口号（Port Numbers）16位
- 一些知名端口号的例子：HTTP: TCP 80 Mail: TCP25 ftp:TCP 2
TCP socket
- 对于使用面向连接服务（TCP）的应用而言，套接字是4元组的一个具有本地意义的标示
- 4元组：(源IP，源port，目标IP，目标port)
- 唯一的指定了一个会话（2个进程之间的会话关系）
- 应用使用这个标识，与远程的应用进程通信
UDP socket
- 对于使用无连接服务（UDP）的应用而言，套接字是2元组的一个具有本地意义的标示
- 2元组：IP，port （源端指定）
- UDP套接字指定了应用所在的一个端节点（end point）
- 在发送数据报时，采用创建好的本地套接字（标示ID），就不必在发送每个报文中指明自己所采用的ip和port
- 但是在发送报文时，必须要指定对方的ip和udp port(另外一个段节点)
安全TCP -> SSL
- 在TCP上面实现，提供加密的TCP连接,一般归类于应用层
- 私密性
- 数据完整性
- 端到端的鉴别
- https = http + SSL

Web 与 HTTP

Web
http
http报文
往返时间RTT（round-trip time）：一个小的分组从客户端到服务器，在回到客户端的时间（传输时间忽略）
Cookies
Web缓存（代理服务器proxy）
为解决代理服务器网页过时的问题

FTP

EMail

DNS

DNS的空间划分是逻辑的，而不是物理的，同一空间的域名可以在不同物理空间中
域名结构
权威DNS服务器
TLD服务器
资源记录
查询方式：递归、迭代
DNS报文
DNS攻击

P2P

BitTorrent
Gnutella
KaZaA
Distributed Hash Table (DHT)

CDN

内容分发网络(Content Delivery Network)
DASH
CDN
Netflix购买亚马逊服务器实现高速的视频流化服务
互联网的角色
- 用户
- ISP
- ICP
- CDN提供商

TCP Socket编程

重要的结构体
从上到下分别是地址簇、端口号、ip地址、对齐
TCP交互模式
C客户端（TCP）

client.c

/* client.c */
void main(int argc, char *argv[])
{ 
    struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address of server */ 
    int clientSocket; /* socket descriptor */ 
    struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */ 
    char Sentence[128]; 
    char modifiedSentence[128]; 
    host = argv[1]; port = atoi(argv[2]);
    clientSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
    memset((char *)&sad,0,sizeof(sad)); /* clear sockaddr structure */ 
    sad.sin_family = AF_INET; /* set family to Internet */ 
    sad.sin_port = htons((u_short)port); 
    ptrh = gethostbyname(host); 
    /* Convert host name to IP address */
    memcpy(&sad.sin_addr, ptrh->h_addr, ptrh->hlength); 
    //将IP地址拷贝到sad.sin_addr
    connect(clientSocket, (struct sockaddr *)&sad, sizeof(sad));
    gets(Sentence);
    n=write(clientSocket, Sentence, strlen(Sentence)+1); 
    n=read(clientSocket, modifiedSentence, sizeof(modifiedSentence));
    printf("FROM SERVER: %s\n",modifiedSentence); 
    close(clientSocket); 
}

C服务器（TCP）

server.c

/* server.c */
void main(int argc, char *argv[])
{ 
    struct sockaddr_in sad; /* structure to hold an IP address of server*/ 
    struct sockaddr_in cad; /*client */
    int welcomeSocket, connectionSocket; /* socket descriptor */ 
    struct hostent *ptrh; /* pointer to a host table entry */ 
    char clientSentence[128]; 
    char capitalizedSentence[128]; 
    port = atoi(argv[1]);
    welcomeSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
    memset((char *)&sad,0,sizeof(sad)); /* clear sockaddr structure */ 
    sad.sin_family = AF_INET; /* set family to Internet */ 
    sad.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* set the local IP address */ 
    sad.sin_port = htons((u_short)port);/* set the port number */ 
    bind(welcomeSocket, (struct sockaddr *)&sad, sizeof(sad));
    /* Specify the maximum number of clients that can be queued */
    listen(welcomeSocket, 10)
    while(1) { 
        connectionSocket=accept(welcomeSocket, (struct sockaddr *)&cad, &alen);
        n=read(connectionSocket, clientSentence, sizeof(clientSentence));
        /* capitalize Sentence and store the result in capitalizedSentence*/
        n=write(connectionSocket, capitalizedSentence, strlen(capitalizedSentence)+1); 
        close(connectionSocket); 
    } 
}

UDP Socket编程

UDP交互模式

第二章 应用层

应用层原理

Web 与 HTTP

FTP

EMail

DNS

P2P

CDN

TCP Socket编程

UDP Socket编程

习题

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