计算机网络3(运输层/应用层)

运输层

  • 运输层为相互通信的应用进程提供逻辑通信
  • 运输层的复用与端口的概念
  • 无连接的UDP的特点
  • 面向连接的TCP实现可靠传输的工作原理

运输层向它上面的应用层提供端到端通信服务,它属于面向通信部分的最高层,同时也是用户功能中的最低层。
用户数据报协议 UDP:

  1. UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接,因此减少了开销和发送数据之前的延迟。
  2. UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,同时也不使用流量控制和拥塞控制,因此主机不需要维持具有许多参数的、复杂的连接状态表
  3. 由于UDP没有拥塞控制,因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。
  4. UDP是面向报文的
  5. UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
  6. 用户数据报只有8个字节的首部开销

传输控制协议TCP:

  1. TCP是面向连接的运输层协议
  2. 每一条TCP连接只能有两个端点,即每一条TCP连接只能是点对点的。
  3. TCP提供可靠交付的服务。
  4. TCP提供全双工通信。TCP允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。
  5. 面向字节流。虽然应用程序和TCP的交互是一次一个数据块,但TCP把应用程序交下来的数据看成是一连串无结构的字节流。

拥塞控制:
当网络中出现太多的分组时,网络的性能开始下降。这种情况称为拥塞。拥塞是分组交换网中一个非常重要的问题。如果网络中的负载,即发送到网络中的数据量超过了网络的容量,即网络中能处理的数据量,那么在网络中就可能发生拥塞。所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。

应用层

客户/服务器体系结构(Client/Server,C/S):
包括一个总是运行着的服务器程序和许多有时运行的客户程序。客户进程通过网络向服务器进程请求服务,服务器进程可接受来自多个客户进程的请求,并进行响应以提供服务,而客户进程之间不直接通信。

对等体系结构(Peer-to-Peer,P2P):
没有固定的服务请求者和服务提供者,分布在网络中的应用进程是对等的,被称为对等方(有时将运行对等方软件的计算机也称为对等方)。对等方相互之间直接通信,每个对等方既是服务的请求者,又是服务的提供者。
P2P体系结构的最突出特性之一就是它的可扩展性。系统每增加一个对等方,不仅仅增加的服务的请求者,同时也增加了服务的提供者,系统性能不会因规模的增大而降低。另外,P2P体系结构具有成本上的优势,因为它通常不需要庞大的服务器设施和服务器宽带。

应用层协议:定义运行在不同端系统上的应用进程间为实现特定应用而互相通信的规则

  • 交换的报文类型
  • 各种报文类型的语法
  • 字段的语义
  • 进程何时、如何发送报文及对报文进行响应的规则

选择运输层协议:
运输层向它上面的应用层提供端到端通信服务,应用层协议的报文需要利用运输层协议提供的通信服务来传输。

因特网域名结构:
顶级域名:

  1. 国家顶级域名nTLD:采用ISO3166的规定
  2. 通用顶级域名gTLD:最常见的通用顶级域名有7个:com(公司企业)、net(网络服务机构)、org(非营利性组织)、int(国际组织)、edu(美国教育机构)、gov(美国政府部门)、mil(美国军事部门)
  3. 反向域arpa:用于反向域名解析,用于将IP地址反向解析为域名

我国将二级域名划分为“类别域名”和“行政区域名”:

  1. 类别域名有7个:ac(科研机构)、com(工、商、金融等企业)、edu(教育机构)、gov(政府部门)、net(提供网络服务的机构)、mil(军事机构)、org(非营利性组织)
  2. 行政区域名34个,适用于我国的各省、自治区、直辖市。

域名服务器:
名字空间相关信息(其中最重要的就是域名和IP地址的映射关系)必须保存在计算机中,供所有其他应用查询。DNS将域名信息分布到叫作域名服务器的许多计算机上。DNS将整个名字空间划分为许多不相交的区,每个区的域名信息由一个权威域名服务器负责管理。
域名服务器可划分为以下4种类型:

  1. 根域名服务器:最高层次的域名服务器。根域名服务器并不直接管辖某个区的域名信息,但每个根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名及其IP地址。在因特网上共有13个不同IP地址的根域名服务器。根域名服务器通常并不直接对域名进行解析,而是返回该域名所属顶级域名的顶级域名服务器的IP地址。
  2. 顶级域名服务器(TLD服务器):这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到DNS查询请求时就给出相应的回答。
  3. 权威域名服务器:负责管理某个区的域名服务器。每一个主机的域名都必须在某个权威域名服务器处注册登记。因此权威域名服务器知道其管辖的域名与IP地址的映射关系。
  4. 本地域名服务器:每一个因特网服务提供者ISP都可以拥有一个本地域名服务器,也称为默认域名服务器。

统一资源定位符URL:
格式:<协议>://<主机>:<端口>/<路径>

超文本传送协议HTTP:
定义了浏览器怎样向万维网文档,以及万维网服务器怎样把万维网文档传送给浏览器。
过程:

  • 浏览器分析链接指向页面的URL
  • 浏览器向DNS请求解析的IP地址
  • 域名系统DNS解析出服务器的IP地址
  • 浏览器与服务器建立TCP连接
  • 浏览器发出取文件命令
  • 服务器给出响应,把文件发送给浏览器
  • 释放TCP连接
  • 浏览器显示文件内容

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