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計算機網路3(運輸層/應用層)

運輸層

  • 運輸層為相互通訊的應用程序提供邏輯通訊
  • 運輸層的複用與埠的概念
  • 無連線的UDP的特點
  • 面向連線的TCP實現可靠傳輸的工作原理

運輸層向它上面的應用層提供端到端通訊服務,它屬於面向通訊部分的最高層,同時也是使用者功能中的最低層。
使用者資料報協議 UDP:

  1. UDP是無連線的,即傳送資料之前不需要建立連線,因此減少了開銷和傳送資料之前的延遲。
  2. UDP使用盡最大努力交付,即不保證可靠交付,同時也不使用流量控制和擁塞控制,因此主機不需要維持具有許多引數的、複雜的連線狀態表
  3. 由於UDP沒有擁塞控制,因此網路出現的擁塞不會使源主機的傳送速率降低。
  4. UDP是面向報文的
  5. UDP支援一對一、一對多、多對一和多對多的互動通訊
  6. 使用者資料報只有8個位元組的首部開銷

傳輸控制協議TCP:

  1. TCP是面向連線的運輸層協議
  2. 每一條TCP連線只能有兩個端點,即每一條TCP連線只能是點對點的。
  3. TCP提供可靠交付的服務。
  4. TCP提供全雙工通訊。TCP允許通訊雙方的應用程序在任何時候都能傳送資料。
  5. 面向位元組流。雖然應用程式和TCP的互動是一次一個資料塊,但TCP把應用程式交下來的資料看成是一連串無結構的位元組流。

擁塞控制:
當網路中出現太多的分組時,網路的效能開始下降。這種情況稱為擁塞。擁塞是分組交換網中一個非常重要的問題。如果網路中的負載,即傳送到網路中的資料量超過了網路的容量,即網路中能處理的資料量,那麼在網路中就可能發生擁塞。所謂擁塞控制就是防止過多的資料注入到網路中,這樣可以使網路中的路由器或鏈路不致過載。

應用層

客戶/伺服器體系結構(Client/Server,C/S):
包括一個總是執行著的伺服器程式和許多有時執行的客戶程式。客戶程序通過網路向伺服器程序請求服務,伺服器程序可接受來自多個客戶程序的請求,並進行響應以提供服務,而客戶程序之間不直接通訊。

對等體系結構(Peer-to-Peer,P2P):
沒有固定的服務請求者和服務提供者,分佈在網路中的應用程序是對等的,被稱為對等方(有時將執行對等方軟體的計算機也稱為對等方)。對等方相互之間直接通訊,每個對等方既是服務的請求者,又是服務的提供者。
P2P體系結構的最突出特性之一就是它的可擴充套件性。系統每增加一個對等方,不僅僅增加的服務的請求者,同時也增加了服務的提供者,系統性能不會因規模的增大而降低。另外,P2P體系結構具有成本上的優勢,因為它通常不需要龐大的伺服器設施和伺服器寬頻。

應用層協議:定義執行在不同端系統上的應用程序間為實現特定應用而互相通訊的規則

  • 交換的報文型別
  • 各種報文型別的語法
  • 欄位的語義
  • 程序何時、如何傳送報文及對報文進行響應的規則

選擇運輸層協議:
運輸層向它上面的應用層提供端到端通訊服務,應用層協議的報文需要利用運輸層協議提供的通訊服務來傳輸。

因特網域名結構:
頂級域名:

  1. 國家頂級域名nTLD:採用ISO3166的規定
  2. 通用頂級域名gTLD:最常見的通用頂級域名有7個:com(公司企業)、net(網路服務機構)、org(非營利性組織)、int(國際組織)、edu(美國教育機構)、gov(美國政府部門)、mil(美國軍事部門)
  3. 反向域arpa:用於反向域名解析,用於將IP地址反向解析為域名

我國將二級域名劃分為“類別域名”和“行政區域名”:

  1. 類別域名有7個:ac(科研機構)、com(工、商、金融等企業)、edu(教育機構)、gov(政府部門)、net(提供網路服務的機構)、mil(軍事機構)、org(非營利性組織)
  2. 行政區域名34個,適用於我國的各省、自治區、直轄市。

域名伺服器:
名字空間相關資訊(其中最重要的就是域名和IP地址的對映關係)必須儲存在計算機中,供所有其他應用查詢。DNS將域名資訊分佈到叫作域名伺服器的許多計算機上。DNS將整個名字空間劃分為許多不相交的區,每個區的域名資訊由一個權威域名伺服器負責管理。
域名伺服器可劃分為以下4種類型:

  1. 根域名伺服器:最高層次的域名伺服器。根域名伺服器並不直接管轄某個區的域名資訊,但每個根域名伺服器都知道所有的頂級域名伺服器的域名及其IP地址。在因特網上共有13個不同IP地址的根域名伺服器。根域名伺服器通常並不直接對域名進行解析,而是返回該域名所屬頂級域名的頂級域名伺服器的IP地址。
  2. 頂級域名伺服器(TLD伺服器):這些域名伺服器負責管理在該頂級域名伺服器註冊的所有二級域名。當收到DNS查詢請求時就給出相應的回答。
  3. 權威域名伺服器:負責管理某個區的域名伺服器。每一個主機的域名都必須在某個權威域名伺服器處註冊登記。因此權威域名伺服器知道其管轄的域名與IP地址的對映關係。
  4. 本地域名伺服器:每一個因特網服務提供者ISP都可以擁有一個本地域名伺服器,也稱為預設域名伺服器。

統一資源定位符URL:
格式:<協議>://<主機>:<埠>/<路徑>

超文字傳送協議HTTP:
定義了瀏覽器怎樣向全球資訊網文件,以及全球資訊網伺服器怎樣把全球資訊網文件傳送給瀏覽器。
過程:

  • 瀏覽器分析連結指向頁面的URL
  • 瀏覽器向DNS請求解析的IP地址
  • 域名系統DNS解析出伺服器的IP地址
  • 瀏覽器與伺服器建立TCP連線
  • 瀏覽器發出取檔案命令
  • 伺服器給出響應,把檔案傳送給瀏覽器
  • 釋放TCP連線
  • 瀏覽器顯示檔案內容