本章要点：

• 2.1 网络应用的原则
• 2.2 Web和HTTP
• 2.3 FTP
• 2.4 邮件服务：SMTP，POP3，IMAP
• 2.5 DNS
• 2.6 P2P文件共享
• 2.7 TCP socket编程
• 2.8 UDP socket编程
• 2.9 创建一个Web服务器

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2.1 网络应用的原则

应用架构

• Client/Server
• P2P
• 混合式

应用层协议定义

• 消息的类型：请求（request）或回应（response）。
• 语法：消息的每一个区域有几位。
• 语义：每一位是什么意思。
• 动作：进程怎样以及如何发送&回应消息。

应用需要什么样的传输层服务

• 数据丢失
• 时间
• 带宽

不同的应用对这三个的要求是不一样的，像与文件有关的，如HTTP和email，不允许有数据丢失但是可以有一定的时延，对带宽也没有很高的要求。而像音频视频和在线游戏，则对允许有一定数据的丢失，但是对时延的要求比较高，带宽也有一定要求，如音频传输需要带宽在5kbps-1M，在线视频传输需要带宽在10kbps-5Mbs。

2.2 Web&HTTP

HTTP属于Client/Server模型。
HTTP使用了传输层的TCP服务。
默认端口80。

HTTP1.0

非永久性HTTP，假设需要请求一个页面的10张图像，则需要建立10个连接。

HTTP1.1

永久性HTTTP，同上，可以在一个请求之后再继续请求，不需要再次请求连接。这里永久性连接分为有流水线和无流水线。

Cookies

保存口令。

Web caches

相当于一个备份服务器，减少源服务器的请求瓶颈，如果cache服务器有请求内容，则返回；如果没有，则继续请求源服务器。
Web cache一般分为学校cache、公司cache和居民cache。除了降低对源服务器的请求外，还可以避免网络拥挤，减少数据在网络间的传输。

2.3 FTP

C/S模型；
默认端口21（控制），20（数据传输）。

2.4 Email：SMTP，POP3，

SMTP

端口号25。
发送的邮件只能是ASCII编码。

POP3

端口号110。
用于从自己的服务器拉（pull）邮件，读取方式有读取并删除和读取并保存。
无状态。

2.5 DNS ：因特网目录服务

域名到IP的转换。

• 分布式数据库
• 属于应用层协议：使用了UDP服务

DNS查询

1. 当一个主机（如me.lzu.edu.cn）需要查询一个域名（www.hust.edu.cn）对应的IP地址时。注意顶级域名后面还有一个.，只不过一般省略掉了。
2. 首先询问本地DNS服务器(dns.lzu.edu.cn)，如果本地没有记录则需要向最近的根DNS服务器（可能是日本‘dns.’，但现在中国已经有了根域名服务器可以解析.cn）进行查询。
3. 根服务器返回（dns.cn.）所在的地址，本地继续进行查询，直到返回目的IP地址。

这个过程第1步是递归查询，后面的都是迭代查询。理解这两个查询可以借助编程的思想，递归不直接返回上一个函数执行结果，而是继续返回函数，到最后一步返回值，然后沿源路径一步一步返回值。而迭代的每一步都直接返回值到上一步。重点在于，通不通过源路径返回。通过就是递归。（待斟酌）

DNS缓存

本地DNS服务器可以缓存DNS映射，以便下一次查询，也可以缓存TLD服务器的IP地址，因而允许本地DNS绕过查询链中的根DNS服务器（这经常发生）。

DNS记录和报文

实现DNS分布式数据库的所有DNS服务器共同存储着资源记录（resource record, RR）。RR提供了主机名到IP地址的映射。

• 资源记录 =（Name, Value, Type, TTL）

当向某些注册登记机构注册域名network.com时，需要向该机构提供你的基本权威DNS服务器和辅助权威DNS服务器的名字和IP地址。假定该名字和IP地址是dns1.network.com和dns2.netwok.com以及212.212.212.1和212.212.212.2。对这两个权威DNS服务器的每一个，该注册登记机构确保将一个类型NS和一个类型A的记录输入TLD com服务器。特别是对于用于network.com的基本权威服务器，该注册登记机构将下列两条资源记录插入该DNS系统中。

1. （network.com, dns1.network.com, NS）
2. （dns1, network.com, 212.212.212.1, A）

2.6 P2P文件共享——2000s因特网流量担当（超过Web）

一个基本问题：为什么P2P节点越多，速度越快？
答：共享文件资源，共享带宽。就近传输，减少了在网络上的拥堵和C/S模型的带宽瓶颈。

如何确定对方有相应的文件？

方法	技术	缺点
集中式目录	使用集中式目录服务器，保存所有用户可以共享的文件目录。	单点故障；性能瓶颈；侵犯版权
查询洪泛	覆盖网络，向邻居发送查询，邻居继续向邻居的邻居查询。	拓展性差；
利用不均匀性	类似于集中式目录，只不过有多个目录“服务器”（组长对等方）。	基本上避免了上面的缺点。

第三种方法也用了一些方法改善它的性能：

• 请求排队：限制上载的数量，超过时排队。
• 激励优先权：上载量越多，优先权越高。
• 并行下载：允许从多个节点下载文件的不同部分。

在上分布式课程的时候，金老师讲了P2P是一个很好的技术，在2008年的时候，开发出了第一个P2P视频软件。目的是为了更好地看球赛。但是P2P也有一些问题，如版权问题，法律问题。大家都直到的快播，正是因为没有对内容进行很好地审查导致出了问题。P2P的目的是为了分享，但是也存在一些节点，它们是自私的，只下载不分享。为了鼓励人们分享，先行者们发明了很多激励机制等等。

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参考文献:
國立清華大學開放式課程OpenCourseWare(NTHU, OCW) - 計算機網路概論