应用层基础

应用层也称为应用实体，它由若干个特定应用服务元素和一个或多个公用应用服务元素组成。

网络应用的实例：互联网流行的应用层协议

• HTTP
• FTP
• SMTP / POP3 /IMAP
• DNS

编程：网络应用程序

• Socket API

体系结构

客户-服务器（C/S）体系结构

服务器:

• 一直运行
• 固定的IP地址和周知的端口号（约定）
• 扩展性差

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

对等体（P2P）体系结构

特点：

• （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，并且每一个节点既是客户端又是服
  务器

• 参与的主机间歇性连接且可以改变IP 地址

缺点：

• 难以管理

也有C/S和P2P体系结构的混合体：

• Napster

相关概念

1. 数据丢失率
   • 有些应用则要求100%的可靠数据传输（如文件）
   • 有些应用（如音频）能容忍一定比例以下的数据丢失
2. 吞吐
   • 一些应用（如多媒体）必须需要最小限度的吞吐，从而使得应用能够有效运转
   • 一些应用能充分利用可供使用的吞吐(弹性应用)
3. 延迟
   • 一些应用出于有效性考虑，对数据传输有严格的时间限制
4. 安全性
   • 机密性
   • 完整性
   • 可认证性

进程通信

进程标示和寻址问题

进程为了接收报文，必须有一个标识即：SAP（发送也需要标示）

• 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）

传输层-应用层提供服务所传递的信息

• 层间接口必须要携带的信息
  • 要传输的报文（对于本层来说：SDU）
  • 谁传的：对方的应用进程的标示：IP+TCP(UDP) 端口
  • 传给谁：对方的应用进程的标示：对方的IP+TCP(UDP)端口号
• 传输层实体（tcp或者udp实体）根据这些信息进行TCP报文段（UDP数据报）的封装
  • 源端口号，目标端口号，数据等
  • 将IP地址往下交IP实体，用于封装IP数据报：源IP,目标IP

如果Socket API 每次传输报文，都携带如此多的信息，太繁琐易错，不便于管理

• 用个代号标示通信的双方或者单方：Socket
• 就像OS打开文件返回的句柄一样

如何使用传输层提供的服务，实现应用进程之间的报文交换，实现应用

1. 定义应用层协议：报文格式，解释，时序等
2. 编制程序，通过API调用网络基础设施提供通信服务传报文，解析报文，实现应用时序等