网站建设平台赚钱,智慧团建网站登录平台官网,网站建设供需,本溪北京网站建设文章目录 前言一、应用层协议原理1.网络应用的体系结构2.进程通信 二、Web与HTTP1.HTTP概况2.HTTP连接3.HTTP请求报文4.用户-服务器状态#xff1a;cookies5.Web缓存#xff08;代理服务器#xff09; 三、FTP#xff1a;文件传输协议1.FTP#xff1a;控制连接与数据连接分… 文章目录 前言一、应用层协议原理1.网络应用的体系结构2.进程通信 二、Web与HTTP1.HTTP概况2.HTTP连接3.HTTP请求报文4.用户-服务器状态cookies5.Web缓存代理服务器 三、FTP文件传输协议1.FTP控制连接与数据连接分开2.FTP命令、响应 总结 前言
应用层协议原理、Web与HTTP、FTP。 一、应用层协议原理
1.网络应用的体系结构
可能的应用架构:
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
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:服务器场 数据中心进行扩展扩展性差 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
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每一个节点既是客户端又是服务器 自扩展性-新peer节点带来新的服务能力当然也带来新的服务请求 参与的主机间歇性连接且可以改变P地址 难以管理 例子:Gnutella迅雷
C/S和P2P体系结构的混合体
Napster 文件搜索:集中 主机在中心服务器上注册其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 当用户上线时向中心服务器注册其IP地址用户与中心服务器联系以找到其在线好友的位置 两个用户之间聊天:P2P
2.进程通信
进程:在主机上运行的应用程序
在同一个主机内使用进程间通信机制通信操作系统定义不同主机通过交换报文Message来通信 使用OS提供的通信服务按照应用协议交换报文 借助传输层提供的服务 客户端进程:发起通信的进程服务器进程:等待连接的进程注意:P2P架构的应用也有客户端进程和服务器进程之分
分布式进程通信需要解决的问题 问题1:进程标示和寻址问题服务用户 对进程进行编址
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) 一些知名端口号的例子: HTTP: TCP 80 Mail: TCP25 ftp:TCP 2 一个进程:用IP port 标示端节点本质上一对主机进程之间的通信由2个端节点构成 问题2:传输层-应用层提供服务是如何服务 位置:层间界面的SAP ( TCP/IP: socket)形式:应用程序接口APT ( TCP/IP : socket API) 传输层提供的服务-需要穿过层间的信息
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:IPTCP(UDP)端口传给谁:对方的应用进程的标示:对方的IPTCP(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
传输层提供的服务-层间信息的代表
如果Socket APT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 对句柄的操作就是对文件的操作 TCP socket: TCP服务两个进程之间的通信需要之前要建立连接 两个进程通信会持续一段时间通信关系稳定 可以用一个整数表示两个应用实体之间的通信关系本地标示使穿过层间接口的信息量最小TCP socket:源IP,源端口目标IP目标IP,目标端口总而言之Tcp socket是本地端口和目标端口的一个标识与端口号的概念不同便于管理使穿过层级的信息量减少tcp socket利用四元组的形式来标识端口:源ip源端口目标ip目标端口。是本地应用层和传输层的约定只有他俩自己知道。
TCP之上的套接字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)o应用使用这个标示与远程的应用进程通信不必在每一个报文的发送都要指定这4元组就像使用操作系统打开一个文件OS返回一个文件句柄一样以后使用这个文件句柄而不是使用这个文件的目录名、文件名简单便于管理 传输层提供服务-层间信息代表
UDP socket UDP服务两个进程之间的通信需要之前无需建立连接 每个报文都是独立传输的前后报文可能给不同的分布式进程 因此只能用一个整数表示本应用实体的标示 因为这个报文可能传给另外一个分布式进程 穿过层间接口的信息大小最小UDP socket:本IP,本端口但是传输报文时:必须要提供对方IPport 接收报文时:传输层需要上传对方的IPport
UDP之上的套接字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:IPport(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) 套接字socket
进程向套接字发送报文或从套接字接收报文套接字–门户 发送进程将报文推出门户发送进程依赖于传输层设施在另外一侧的门将报文交付给接受进程接收进程从另外一端的门户收到报文依赖于传输层设施 问题3: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用户使用服务 定义应用层协议:报文格式解释时序等编制程序使用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等; 应用层协议
定义了:运行在不同端系统上的应用进程如何相互交换报文 交换的报文类型:请求和应答报文各种报文类型的语法:报文中的客个学段及其播述字段的语义:即字段取值的含义进程何时、如何发送报文及对报文进行响应的规则 应用协议仅仅是应用的一个组成部分 Web应用:HTTP协议web客户端web服务器HTML
公开协议
由RFC文档定义允许互操作如HTTP,SMTP
专用私有协议:
协议不公开如:Skype
应用需要传输层提供什么样的服务?如何描述传输层的服务? 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 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 Internet电话、交互式游戏延迟、延迟差 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) 安全性 机密性完整性可认证性鉴别 Internet传输层提供的服务 TCP服务: 可靠的传输服务流量控制:发送方不会淹没接受方拥塞控制:当网络出现拥塞时能抑制发送方不能提供的服务:时间保证、最小吞吐保证和安全面向连接:要求在客户端进程和服务器进程之间建立连接 UDP服务: 不可靠数据传输不提供的服务:可靠流量控制、拥塞控制、时间、带宽保证、建立连接Q:为什么要有UDP?
UDP存在的必要性
能够区分不同的进程而IP服务不能 在IP提供的主机到主机端到端功能的基础上区分了主机的应用进程 无需建立连接省去了建立连接时间适合事务性的应用不做可靠性的工作例如检错重发适合那些对实时性要求比较高而对正确性要求不高的应用 因为为了实现可靠性准确性、保序等必须付出时间代价检错重发 没有拥塞控制和流量控制应用能够按照设定的速度发送数据 而在TCP上面的应用应用发送数据的速度和主机向网络发送的实际速度是不一致的因为有流量控制和拥塞控制 安全TCP
TCP UDP 都没有加密明文通过互联网传输甚至密码 SSL 在TCP上面实现提供加密的TCP连接私密性数据完整性端到端的鉴别 SSL在应用层 应用采用SSL库SSL库使用TCP通信 SSL socket APT 应用通过API将明文交给socketSSL将其加密在互联网上传输详见第8章
二、Web与HTTP 介绍一些术语 Web页:由一些对象组成对象可以是HTML文件、JPEG图像、Java小程序、声音剪辑文件等Web页含有一个基本的HTML文件该基本HTML文件又包含若干对象的引用链接通过URL对每个对象进行引用访问协议用户名口令字端口等URL格式 1.HTTP概况
HTTP:超文本传输协议 Web的应用层协议客户/服务器模式 客户:请求、接收和显示Web对象的浏览器服务器:对请求进行响应发送对象的Web服务器 HTTP 1.O: RFC 1945HTTP 1.1: RFC 2068 使用TCP: 客户发起一个与服务器的TCP连接(建立套接字)端口号为80服务器接受客户的TCP连接在浏览器(HTTP客户端)与Web服务器(HTTP服务器server)交换HTTP报文(应用层协议报文)TCP连接关闭 HTTP是无状态的 服务器并不维护关于客户的任何信息 维护状态的协议很复杂! 必须维护历史信息(状态)如果服务器/客户端死机它们的状态信息可能不一致二者的信息必须是一致无状态的服务器能够支持多的客户端
2.HTTP连接
1非持久HTTP连接
响应时间模型 往返时间RTT (round-triptime)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 响应时间
一个RTT用来发起TCP连接一个RTT用来HTTP请求并等待HTTP响应文件传输时间共:2RTT传输时间 2持久HTTP
3.HTTP请求报文 通信格式
提交表单输入
方法类型 HTTP/1.0 GETPOSTHEAD HTTP/1.1 GET、POST、HEADPUT 将实体主体中的文件上载到URL字段规定的路径 DELETE 删除URL字段规定的文件
HTTP响应报文
HTTP响应状态码 位于服务器–客户端的响应报文中的首行一些状态码的例子
200 OK 请求成功请求对象包含在响应报文的后续部分 301 Moved Permanently 请求的对象已经被永久转移了;新的URL在响应报文的Location:首部行中指定客户端软件自动用新的URL去获取对象 400 Bad Request 一个通用的差错代码表示该请求不能被服务器解读 404 Not Found 请求的文档在该服务上没有找到 505 HTTP version Not supported
应用进程要自己区分报文的边界TCP向上层提供的服务是不区分边界的你发两段15K内容但是实际上TCP收到的是一个30K内容。
4.用户-服务器状态cookies
大多数主要门户使用cookies。cookie也弥补了HTTP无状态的问题。 四个组成部分
在HTTP响应报文中有一个cookie的首部行在HTTP请求报文含有一个cookie的首部行在用户端系统中保留有一个cookie文件由用户的浏览器管理在Web站点有一个后端数据库 Cookies维护状态
在第一次向服务器请求时是没有Cookie值的第一次请求后服务器会生成一个cookie响应给客户端。 Cookies能带来什么
用户验证购物车推荐用户状态Web e-mail
如何维持状态
协议端节点:在多个事务上发送端和接收端维持状态cookies: http报文携带状态信息
Cookies与隐私
Cookies允许站点知道许多关于用户的信息可能将它知道的东西卖给第三方使用重定向和cookie的搜索引擎还能知道用户更多的信息 如通过某个用户在大量站点上的行为了解其个人浏览方式的大致模式 广告公司从站点获得信息
5.Web缓存代理服务器
目标:不访问原始服务器就满足客户的请求
用户设置浏览器:通过缓存访问Web浏览器将所有的HTTP请求发给缓存 在缓存中的对象:缓存直接返回对象如对象不在缓存缓存请求原始服务器然后再将对象返回给客户端 缓存既是客户端又是服务器通常缓存是由ISP安装(大学、公司、居民区ISP)
为什么要使用Web缓存?
降低客户端的请求响应时间可以大大减少一个机构内部网络与Internent接入链路上的流量互联网大量采用了缓存可以使较弱的ICP也能够有效提供内容
缓存示例 服务器中数据修改缓存器与服务器数据不一致
在对比缓存生效时状态码为304并且报文大小和请求时间大大减少。 原因是服务端在进行标识比较后只返回header部分通过状态码通知客户端使用缓存不再需要将响应报文体部分返回给客户端。 对于对比缓存来说缓存标识的传递是我们着重需要理解的它在请求header和响应header间进行传递一共分为两种标识传递。
Last-Modified注意这里是响应报文
服务器在响应请求时告诉浏览器资源的最后修改时间。
If-Modified-Since注意这里是请求报文
再次请求服务器时通过此字段通知服务器上次请求时服务器返回的资源最后修改时间。服务器收到请求后发现有头If-Modified-Since 则与被请求资源的最后修改时间进行比对。若资源的最后修改时间大于If-Modified-Since说明资源又被改动过则响应整片资源内容返回状态码200若资源的最后修改时间小于或等于If-Modified-Since说明资源无新修改则响应HTTP 304告知浏览器继续使用所保存的cache。 Expires Expires的值为服务端返回的到期时间即下一次请求时请求时间小于服务端返回的到期时间直接使用缓存数据。 不过现在一般不是用这个参数 Expires 是HTTP 1.0的东西现在默认浏览器均默认使用HTTP 1.1所以它的作用基本忽略 到期时间是由服务端生成的但是客户端时间可能跟服务端时间有误差这就会导致缓存命中的误差。
所以HTTP 1.1 的版本使用Cache-Control替代。
Cache-Control
Cache-Control是最重要的规则。常见的取值有private、public、no-cache、max-ageno-store默认为private。
图中Cache-Control仅指定了max-age所以默认为private缓存时间为31536000秒365天也就是说在365天内再次请求这条数据都会直接获取缓存数据库中的数据直接使用。
注意 如果Expires和Cache-Control同时存在Cache-Control会覆盖Expires。建议两个都写Cache-Control是http1.1的头字段Expires是http1.0的头字段都写兼容会好点。
三、FTP文件传输协议 向远程主机上传输文件或从远程主机接收文件客户/服务器模式 客户端:发起传输的一方服务器:远程主机 ftp: RFC 959ftp服务器:端口号为21
1.FTP控制连接与数据连接分开 FTP客户端与FTP服务器通过端口21 联系并使用TCP为传输协议客户端通过控制连接获得身份确认客户端通过控制连接发送命令浏览远程目录收到一个文件传输命令时服务器打开一个到客户端的数据连接端口号20一个文件传输完成后服务器关闭连接服务器打开第二个TCP数据连接用来传输另一个文件控制连接:带外“out of band’传送FTP服务器维护用户的状态信息:当前路径、用户帐户与控制连接对应有状态
控制命令和刷数据传输分别在两个TCP进行。
2.FTP命令、响应
命令样例
在控制连接上以ASCII文本方式传送USER usernamePAss passwordLIST:请服务器返回远程主机当前目录的文件列表RETR filename:从远程主机的当前目录检索文件(gets)STOR filename:向远程主机的当前目录存放文件(puts)
返回码样例
状态码和状态信息(同HTTP)331 Username OK,password required125 data connectionalready open;transfer starting425 can’t open dataconnection452 Error writingfile 总结
以上就是应用层的一些讲解分为两篇上篇下篇下篇后续会发。
