計算機網路知識持續構建（二）——應用層

緒

網路應用是計算機網路存在的的理由，所以上至TCP/IP協議棧，下至雙絞銅線和光纖，都是為實現網路應用提供各種服務

但是由於良好的分層模型，我們碼農在應用層盡情發揮想象力的時候，除了關注應用之間的資料互動外，其他的對我們基本是透明的，大大降低了複雜度

網路應用程式體系結構

應用層常見的程式體系機構有兩種

• Client/Server，即客戶機/伺服器體系結構，該體系結構包含一個始終執行著提供服務的伺服器，以及分佈在各個使用者那裡的客戶機
• P2P，該體系結構很少依賴伺服器，主要利用網路中互相平等的主機提供服務，著名的Skype、BT均便是該體系結構

我們可以做什麼？

碼農在開發網路應用時只需要關注應用層的協議，更底層的我們一般能夠做的只是

1. 選擇運輸層協議，TCP？UDP？
2. 設定幾個運輸層的引數，最大快取、最大報文長度等

關於運輸層協議的選擇，首先要知道的是兩種協議為我們提供了什麼服務？

TCP提供了

1. 面向連線的服務，即在資料互動之前要先建立一個虛擬的‘連線’，這個連線是全雙工的
2. 可靠資料傳輸服務，可靠是指能夠保證資料有序、完整的傳輸
3. 擁塞控制服務，這可能對單個應用好處不大，但卻能夠提供整個網際網路的效能
4. 未提供加密服務，如果需要可以使用安全套接字實現SSL

UDP提供了

1. 是一個輕量級的協議，不需要建立連線
2. 不可靠的資料傳輸服務，不可靠是指不保證資料能付完整、有序的傳輸
3. 也沒有擁塞控制

HTTP

超文字傳輸協議（HyperText Transfer Protocol），它是web的核心。使用TCP作為它的支撐運輸層協議。是一個無狀態協議

HTTP請求報文格式

請求報文第一行是請求行（request line），後續為首部行（header line）

請求行中請求方法一般為POST、GET、PUT、DELETE，協議版本類似HTTP/1.1

HTTP響應報文格式

一些常見的響應碼

• 200 ok 請求成功
• 301 moved permanently 請求的物件已經被永久轉移了
• 400 bad request 一個通用差錯程式碼，該請求伺服器無法理解
• 404 not found 被請求的文件不在伺服器
• 500 server error 伺服器錯誤
• 505 http version is not supported 當前http版本不被支援

DNS

DNS（域名系統）的主要作用是提供主機名到IP地址的轉換服務，由一個分散式的DNS資料庫和查詢該資料庫的協議組成，基於UDP協議。DNS同時也可以提供負載均衡服務。

DNS分散式、層次資料庫

1. 根DNS伺服器 因特網上有13個根伺服器，其中大部分在北美。實際上每臺伺服器都是冗餘的，為了提供安全性和可靠性
2. 頂級域（TLD）伺服器 這些伺服器負責頂級域名（com、org、net、edu）和所有國家的頂級域名（uk、fr、ca等）
3. 權威DNS伺服器 網路上具有公共可訪問主機的組織和公司必須提供公共課訪問的DNS記錄

P2P

P2P是除了伺服器-客戶端之外另一種重要的網路體系，是在網路中互相對等的兩個終端之間進行通訊，常見的應用為檔案分發，即著名的BitTorrent協議；另一種是在對等方中組織並搜尋資訊；第三種是Skype，一個成功的P2P因特網電話應用。

BitTorrent

BT下載的主要原理是充分利用加入分發的各終端的網路上載流量，因為一般情況下，終端的下載流量會遠遠大於上載。簡單來說，就是各終端均勻的下載檔案的各個部分，然後再在臨近的終端之間互相交換資料，既減輕伺服器下載壓力，又能提供終端的下載速度，實現了下載的人越多，下載速度越快的“變態”下載