網路層

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目錄

• 概念
• 網路應用體系結構
• 網路應用程序通訊
  • 同一主機執行程序之間的通訊
  • 不同主機執行程序之間的通訊
• 網路應用的服務需求
• Internet 傳輸層服務模型
• 特定網路應用及協議
  • HTTP網路協議
  • SMTP、POP、IMAP
  • DNS
  • P2P應用
• web快取/代理伺服器技術
  • 功能
  • 快取既充當客戶端，也充當服務端
• socket 程式設計
  • TCP客戶端軟體流程
  • UDP客戶端軟體流程

概念

• 程序
  主機上執行的程式
• 程序的識別符號
  IP地址 + 埠號
• RRT
  從客戶端傳送一個很小的資料包到伺服器並返回所經歷的時間
• cookie
  某些網站為了辨別使用者身份， 進行session跟蹤而儲存在使用者本地終端的資料
• TLD
  頂級域名伺服器

網路應用體系結構

客戶機/伺服器、P2P、混合結構

網路應用程序通訊

同一主機執行程序之間的通訊

• 程序間通訊機制
  利用socket傳送/接收訊息實現
• 作業系統提供

不同主機執行程序之間的通訊

• 訊息交換

網路應用的服務需求

可靠性、頻寬、時延

Internet 傳輸層服務模型

• TCP
  面向連線、可靠傳輸、流量控制、擁塞控制、位元組流傳輸
• UDP
  無連線、不可靠的資料傳輸、無流量控制、無擁塞控制、資料報傳輸

特定網路應用及協議

HTTP網路協議

• 兩類訊息
  請求訊息、響應訊息
• C/S結構
  客戶：請求、接受、展示web物件
  伺服器：響應客戶的請求，傳送物件
• 使用TCP傳輸服務
  • 伺服器在80埠等待客戶的請求
  • 瀏覽器發起到伺服器的TCP連線
  • 伺服器接受來自瀏覽器的TCP連線
  • 瀏覽器與web伺服器交換HTTP訊息
  • 關閉TCP連線
• 上傳輸入的兩種方式
  POST方法：在請求訊息的訊息體中上傳客戶端的輸入，適用於填寫表格
  GET方法：輸入資訊通過URL欄位上傳
• 兩種型別
  非永續性連線，適用於HTTP1.0，每個TCP連線最多允許傳輸一個物件
  永續性連線，適用於HTTP1.1，每個TCP連線允許傳輸多個物件
• 無狀態
  伺服器不維護任何有關客戶端過去所傳送訊息的資訊
  需要cookie儲存在本地方便快捷使用

SMTP、POP、IMAP

用於郵件傳送的協議

DNS

域名解析系統

• DNS服務
  域名向IP地址的翻譯、主機別名、負載均衡
• 層級訪問
  本地域名解析伺服器無法解析域名時，訪問根域名伺服器

P2P應用

web快取/代理伺服器技術

功能

在不訪問伺服器的前提下滿足客戶端的HTTP請求

快取既充當客戶端，也充當服務端

如果所請求物件在快取中，快取返回物件
如果不在快取中，快取伺服器向原始伺服器傳送HTTP請求，獲取物件，然後返回給客戶端並儲存

socket 程式設計

TCP客戶端軟體流程

• 確定伺服器IP地址與埠號
• 建立套接字
• 分配本地端點地址
• 連線伺服器
• 遵循應用層協議進行通訊
• 關閉/釋放連線

UDP客戶端軟體流程

• 確定伺服器IP地址與埠號
• 建立套接字
• 分配本地端點地址
• 指定伺服器端點地址，構造UDP資料報
• 遵循應用層協議進行通訊
• 關閉/釋放套接字