第2讲:应用层 本讲目标: 深层次目标 网络应用层的概念和■特定协议: 实现 口http 口客户端-服务器范式 口ftp 口服务模型 a smtp ■通过对常用应用层协 a pop 议的探讨和分析来学 a dns 习网络协议 教科书参考 口第9章 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层1
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 1 第2讲: 应用层 本讲目标: ◼ 网络应用层的概念和 实现 客户端-服务器范式 服务模型 ◼ 通过对常用应用层协 议的探讨和分析来学 习网络协议 ◼ 教科书参考 第9章 深层次目标 ◼ 特定协议: http ftp smtp pop dns
应用程序和应用层协议 应用程序:沟通,分布式的进Fr 程 口运行在网络主机中的“用户m 空间” 口在应用程序间交换报文 ●●● 口eg. email印tp,Web 应用层协议: 受 口应用层的一个“组成部分” 口定义应用程序需交换的报文 和所需采取的动作 transport hysical 口使用较低层次所提供的通信 服务(TcP,UDP) 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层2
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 2 应用程序和应用层协议 应用程序:沟通, 分布式的进 程 运行在网络主机中的 “用户 空间” 在应用程序间交换报文 e.g., email, ftp, Web 应用层协议： 应用层的一个“组成部分” 定义应用程序需交换的报文 和所需采取的动作 使用较低层次所提供的通信 服务 (TCP, UDP) application transport network data link physical application transport network data link physical application transport network data link physical
网络应用程序:一些术语 进程( Process):主机中运行■用户代理( User agent) 中的程序 软件进程,是介于用户 ■在某些主机中,两个进程( above)和网络( 使用进程间通信(由 os below)之间的接口 管理) 口实现应用级协议 ■而运行在不同主机上的进aWeb:浏览器 程则使用应用层协议进行E-mol:E、 Foxmail 通信 口流媒体: media player 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层3
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 3 网络应用程序: 一些术语 进程(Process): 主机中运行 中的程序. ◼ 在某些主机中, 两个进程 使用进程间通信 (由 OS 管理). ◼ 而运行在不同主机上的进 程则使用应用层协议进行 通信 ◼ 用户代理（User agent）: 软件进程, 是介于用户 （ above ）和网络（ below ）之间的接口 实现应用级协议 Web: 浏览器 E-mail: OE、Foxmail 流媒体: media player
客户端-服务器范式 典型的网络应用都是由两个部 oplication 分组成:客户端和服务器 pny 客户端: reque 发起同服务器的联系 Speaks first) ■●● ■一般都从服务器请求服务 Web:客户端由浏览器实现;e re mil:通过OE、 Foxmia实现 服务器: plication ■向客户端提供所请求的服务 hysical Web服务器发送被请求的Web 页面,邮件服务器传递e-mal 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层4
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 4 客户端-服务器范式 典型的网络应用都是由两个部 分组成: 客户端 和 服务器 application transport network data link physical application transport network data link physical 客户端: ◼ 发起同服务器的联系 (“speaks first”) ◼ 一般都从服务器请求服务, ◼ Web: 客户端由浏览器实现; email: 通过OE、Foxmial实现 request reply 服务器: ◼ 向客户端提供所请求的服务 ◼ e.g., Web 服务器发送被请求的 Web 页面, 邮件服务器传递 e-mail
应用层协议(续 应用程序接口(APT: Q:某个进程如何“认定” application programming另一个需要与之通信的 interface) 进程? ■定义应用层和传输层间的 口TP地址-运行另一个进程 接口 的主机所拥有的 ■插口( socke↑: Interne↑ 口"端口号(PORT#)” 允许接收主机来确定的 AP工) 个标识,本地进程将报文 口两个进程间的通信,将数 发送给它 据送入 socket,或从 口教科书p232-234 socket读出数据 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层5
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 5 应用层协议(续) 应用程序接口（API: application programming interface） ◼ 定义应用层和传输层间的 接口 ◼ 插口（socket: Internet API） 两个进程间的通信， 将数 据送入 socket, 或从 socket 读出数据 Q: 某个进程如何“认定” 另一个 需要与之通信的 进程? IP 地址-运行另一个进程 的主机所拥有的 “端口号（PORT #）” – 允许接收主机来确定的一 个标识，本地进程将报文 发送给它 教科书p232-234
应用进程需要怎样的传输服务? 数据丢失( Data loss) 带宽( Bandwidth) 对最低带宽有要求场 ■某些应用(e9 audio〕可■某些应用(eg,多媒亻 以容忍某种程度上的数据丢 失 ■其他应用C弹性应用”) ■其他应用(eg.文件传输, 则可灵活应用所能得到 telnet)要求100%可靠的的带宽 数据传输 实时性( Timing) ■某些应用(e9,工P电话 ,交互式游戏)要求较低 的时延 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层6
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 6 应用进程需要怎样的传输服务? 数据丢失（Data loss） ◼ 某些应用 (e.g., audio) 可 以容忍某种程度上的数据丢 失 ◼ 其他应用 (e.g., 文件传输, telnet) 要求 100% 可靠的 数据传输 实时性（Timing） ◼ 某些应用(e.g., IP 电话 , 交互式游戏) 要求较低 的时延 带宽（Bandwidth） ◼ 某些应用(e.g., 多媒体) 对最低带宽有要求 ◼ 其他应用(“弹性应用”) 则可灵活应用所能得到 的带宽
常用应用程序对传输功能的要求 应用程序数据丢失带宽 实时性 文件传输不丢失 弹性 e-mal不丢失 弹性 Web网页不丢失 弹性 无无无 实时音频视频允许丢失音频:5Kb-1Mb100 s msec 允许丢失视频:10Kb-5Mb 存储音频视频允许丢失同上 few secs 交互式游戏允许丢失几Kb/s以上100 s msec 金融应用不丢失 弹性 yes and no 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层7
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 7 常用应用程序对传输功能的要求 应用程序 文件传输 e-mail Web 网页 实时音频/视频 存储音频/视频 交互式游戏 金融应用 数据丢失 不丢失 不丢失 不丢失 允许丢失 允许丢失 允许丢失 允许丢失 不丢失 带宽 弹性 弹性 弹性 音频: 5Kb-1Mb 视频:10Kb-5Mb 同上 几 Kb/s 以上 弹性 实时性 无 无 无 100’s msec few secs 100’s msec yes and no
Internet的传输协议服务 TCP服务: UDP服务: 面向连接:在客户端和服务器进■在客户端和服务器进程之间 程之间需要建立连接( setup 实现“不可靠的”数据传输 不提供连接建立,可靠性保 可靠传输:在发送和接受进程 证,流量控制,拥塞控制,实时 之间 性,最小带宽承诺 流量控制:发送数据的速度决不 超过接收的速度 Q:既生喻,何生亮? Why is 拥塞控制当网络超负荷时,束 there a UDP?? 紧发送端口,减缓发送速度 ■不提供:实时性,最小带宽承诺 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层8
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 8 Internet 的传输协议服务 TCP 服务: ◼ 面向连接: 在客户端和服务器进 程之间需要建立连接（setup ） ◼ 可靠传输 : 在发送和接受进程 之间 ◼ 流量控制: 发送数据的速度决不 超过接收的速度 ◼ 拥塞控制: 当网络超负荷时，束 紧发送端口，减缓发送速度 ◼ 不提供: 实时性, 最小带宽承诺 UDP服务: ◼ 在客户端和服务器进程之间 实现“不可靠的”数据传输 ◼ 不提供:连接建立, 可靠性保 证,流量控制,拥塞控制,实时 性, 最小带宽承诺 Q: 既生喻，何生亮? Why is there a UDP?
工 terne应用:应用,传输协议 应用应用协议 所依赖的传输协议 e-mail smtp [RFc 8211 TCP 远程终端访问 telnet[RFC8541 TCP WebhttpRfc2068Tcp 文件传输fp[RFc959] TCP 流媒体专有协议 TCP or UDP (e.g RealNetworks) 远程文件服务器NSF TCP or UDP I电话专有协议 typically UDP (e. g, Vocaltec) 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层9
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 9 Internet应用: 应用, 传输协议 应用 e-mail 远程终端访问 Web 文件传输 流媒体 远程文件服务器 IP电话 应用协议 smtp [RFC 821] telnet [RFC 854] http [RFC 2068] ftp [RFC 959] 专有协议 (e.g. RealNetworks) NSF 专有协议 (e.g., Vocaltec) 所依赖的传输协议 TCP TCP TCP TCP TCP or UDP TCP or UDP typically UDP
http 协议 hp:TcP传输服务: 客户端启动TcP连接(创建插口 http是“无状态( )到服务器,端口80 stateless)”的 服务器接受来自客户端的TCP ■服务器不保留任何访问 连接 过的请求信息 http报文(应用层协议报文 在浏览器httpclient和 保留状态的协议很复杂呦论 Web服务器( nttp server)之间■过去的历史状态〕需要保留 进行交换 旦浏览器/服务器崩溃,它 ■关闭TcP连接 们各自的状态视图就会发生 分歧,还需要重新核对 主讲人:西安交通大学程向前 第2讲:应用层10
主讲人：西安交通大学 程向前 第2讲:应用层 10 http 协议 http: TCP 传输服务: ◼ 客户端启动TCP连接(创建插口 ) 到服务器, 端口 80 ◼ 服务器接受来自客户端的 TCP 连接 ◼ http 报文(应用层协议报文) 在浏览器 (http client) 和 Web服务器(http server)之间 进行交换 ◼ 关闭TCP 连接 http 是 “无状态（ stateless）”的 ◼ 服务器不保留任何访问 过的请求信息 保留状态的协议很复杂哟! ◼ 过去的历史 (状态) 需要保留 ◼ 一旦浏览器/服务器崩溃, 它 们各自的状态视图就会发生 分歧，还需要重新核对 小评论