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Evrytos
66 阅读5分钟

应用构架

C/S架构

Client & Server

  • 性能具有瓶颈，用户达到一定门限的时候，服务能力会急速下降
  • 可拓展性比较差
  • 所有用户都依赖服务器
Server
  • 一直运行，ip固定和周知的端口号
  • 拓展性差：服务器场
Client

  • 主动与服务端通信

  • 与互联网间歇性连接

  • IP不一定固定，不是直接与客户端通信

P2P架构

是用户同时也是服务器，Gnutella，迅雷等

  • 几乎不会一直运行

  • 任意系统之间都可以通信

  • 每个节点既是客户端也是服务器

    • 自拓展性

  • 参与的主机间歇性连接且可以改变ip地址

  • 进程： 主机上运行的应用程序

    • 同一个主机内，使用进程间通信机制（操作系统定义的）

    • 不同主机，通过报文（message）交换来通信

      • 使用OS提供的通信服务
      • 按照协议交换报文

P2P架构的应用也有服务器进程和客户端进程之分

混合体

Napster

  • 文件搜索：集中

    • 主机在中心服务器注册资源
    • 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

    • 用户上线：向中心服务器注册IP
    • 用户与中心服务器联系，找到好友位置

  • 两个用户之间聊天：P2P

分布式进程通信问题

  1. 进程标识和寻址（服务用户）

      进程标识- IP ：唯一的32位的地址，不能标识进程
    • 端口号 （port Number）
    • TCP/UDP 所采用的传输协议

    知名端口： HTTP:TCP 80 | Mail: TCP 25 | ftp:TCP 2

    进程：IP + port标识端节点

    本质：一对主机进程的通信由两个端节点构成

      层间接口携带的信息- 谁传的 IP+UDP（TCP）端口
    • 传给谁 对方的标识（IP+TCP（UDP）端口）
    • 传的报文 SDU（对本层来说）
      传输层实体工作> tcp或者udp实体- 根据上面的信息对TCP报文端 或者 UDP数据段进行封装
    • 包括：源端口号，目标端口号，数据
    • 将IP往下交IP实体，用于封装IP数据报：源IP和目标IP

  1. 传输层-应用层提供服务如何（服务）

    1. 位置：层间界面SAP （TCP|IP:socket)
    2. 形式：应用接口程序API （TCP/IP：socket）
socket

提供网络通信中端点抽象化和跨层数据传递效率问题的解决方案 （ 统一编程接口 ， 优化数据封装和传递 ）

  • TCP 需要发送 4 元组，socket API 统一封装（操作系统完成），应用层无需手动添加。不是传递完整的 4 元组， 而是维护一个连接标识符，减少数据的冗余
  • UDP 只需要发送目标 IP 和 端口。由操作系统统一封装，无需应用层处理底层协议。
  • Socket API 承接了对协议头部解析和生成的责任，交由操作系统处理，而不是应用层手动处理。（自动添加头部协议)

通过提供统一的网络编程接口，抽象传输层细节，减少了应用层的代码冗余和带宽浪费，从而降低了整体的信息复杂度

  • 主要作用：提供标准化的通信端点抽象，简化网络编程，并通过协议栈的协作优化数据传输效率。
  • 带宽优化的实现：依赖于协议特性（如 TCP 连接复用、UDP 简单头部）和操作系统对协议头部的自动封装，而非 Socket 本身的直接设计目标。
TCP socket （TCP之上的套接字）

  • TCP服务，面向连接的

    • 进程通信会持续一段时间
    • 用一个 整数 标识两个应用实体之间的通信关系

  • 令穿过层间的信息量最小

  • TCP socket包含： 源IP，源端口，目标IP，目标端口 （4元组）

image.png

UDP socket （UDP之上的套接字）

  • UDP 是无连接的

    • 用一个整数指定应用所在的一个端节点 （end point)

  • 发送数据报时：采用创建好的本地套接字（不必指定自己的ip和port）

  • 发送报文时：

    • 传输报文：必须提供对方的IP，port
    • 接受报文：传输层必须上传对方的IP，port

  • UDP socket包含： 源IP，源端口，(2元组）

image.png

  1. 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（用户使用服务）

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

  • 定义

    • 定义了：报文类型；报文语法；字段语义；发送和响应规则

  • 协议是应用的组成部分：

    • Web应用： HTTP协议；web客户端；web服务器；HTML等多个组成部分

  • 协议分类：

    • 公开协议和私有（专用）协议

  • 衡量标准

    • 数据丢失率

    • 延迟

    • 吞吐

    • 安全性

UDP

  • 不可靠的数据传输

  • 不提供：可靠，流量控制，拥塞控制，时间，带宽保证，建立连接

TCP

  • 可靠

  • 流量控制

  • 拥塞控制

  • 不能提供：时间保证，最小吞吐量和安全

  • 面向连接：客户端进程和服务器进程之间建立连接

SSL

  • 在TCP上实现，提供加密的TCP通信

  • 私密性，数据完整性，端到端的鉴别

  • 处于应用层

    • 采用SSL库，SSL库使用TCP通信

  • SSL socket API

    • 应用通过API将明文传输给socket，SSL加密后在互联网传输

都不能提供安全的通信服务

通过SSL（在TCP之上）来建立安全的通信服务 （在应用层）

HTTP 是跑在TCP之上的，HTTPS是跑在SSL协议之上的

笔者才疏学浅，请多多指教

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