第二章：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

（一）體系結(jié)構(gòu)分類(lèi)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用很多，從體系結(jié)構(gòu)角度可以分為：客戶/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)、純P2P結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)3種類(lèi)型。

（二）客戶/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

客戶/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是最典型、最基本的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如：www應(yīng)用；文件傳輸；電子郵件。主要特征有：

網(wǎng)絡(luò)通信雙方分為客戶程序和服務(wù)器程序，用戶與用戶之間不進(jìn)行直接通信。

服務(wù)器程序先運(yùn)行，做好接受通信的準(zhǔn)備。

客戶程序后運(yùn)行，主動(dòng)與服務(wù)器進(jìn)行通信。

（三）純P2P結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

P2P應(yīng)用中的對(duì)等端是一個(gè)服務(wù)器與客戶的結(jié)合體。

（四）混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用將C/S應(yīng)用與P2P應(yīng)用相結(jié)合，既有中心服務(wù)器的存在，又有對(duì)等端（客戶）間的直接通信。

二、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用通信基本原理

（一）應(yīng)用層

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基本通信方式是C/S通信。

協(xié)議定義了應(yīng)用進(jìn)程間交換的報(bào)文類(lèi)型、報(bào)文構(gòu)成部分具體含義以及交換時(shí)序等內(nèi)容，即語(yǔ)法、語(yǔ)義和時(shí)序等協(xié)議三要素內(nèi)容。

（二）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

典型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口是套接字（Socket），套接字是每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程與其他應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，接收和發(fā)送報(bào)文的通道。通過(guò)進(jìn)程運(yùn)行的主機(jī)IP地址以及其套接字所綁定的端口號(hào)可以標(biāo)識(shí)應(yīng)用進(jìn)程。

對(duì)每個(gè)套接字進(jìn)行編號(hào)，用于標(biāo)識(shí)該套接字，該編號(hào)稱(chēng)為端口號(hào)。

IP地址是Internet的網(wǎng)絡(luò)層地址，用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)主機(jī)或路由器接口。

（三）TCP服務(wù)

TCP服務(wù)分類(lèi)：面向連接的服務(wù)和可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

面向連接的服務(wù)：在應(yīng)用層報(bào)文開(kāi)始傳送之前，TCP客戶和服務(wù)器互相交換傳輸層控制信息，完成握手。在客戶進(jìn)程與服務(wù)器進(jìn)程的套接字之間建立一條邏輯的TCP連接。這條連接是雙全工的，當(dāng)應(yīng)用程序結(jié)束報(bào)文發(fā)送時(shí)，必須拆除該連接。

可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)：應(yīng)用進(jìn)程能夠依靠TCP實(shí)現(xiàn)端到端的無(wú)差錯(cuò)、按順序交付所有發(fā)送數(shù)據(jù)的服務(wù)。

（四）UDP服務(wù)

UDP是一種不提供連接的保障的輕量級(jí)傳輸層協(xié)議，僅提供最小的“盡力”服務(wù)。UDP是不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，因此在兩個(gè)進(jìn)程通信前沒(méi)有握手過(guò)程。

TCP服務(wù)與UDP服務(wù)比較：

三、域名系統(tǒng)（DNS）

（一）域名解析

實(shí)現(xiàn)將域名映射為lP地址的過(guò)程，稱(chēng)為域名解析。域名服務(wù)器分布在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上，每個(gè)域名服務(wù)器只存儲(chǔ)了部分域名信息，域名中的英文字母不區(qū)分大小寫(xiě)。

（二）層次化域名空間

國(guó)家頂級(jí)域名nTLD：如cn表示中國(guó)，us表示美國(guó)，uk表示英國(guó)等。

通用頂級(jí)域名gTLD：最早的頂級(jí)域名是com（公司和企業(yè)）、net（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)機(jī)構(gòu)）、org（非盈利性組織）、edu（專(zhuān)用的教育機(jī)構(gòu)）、gov（專(zhuān)用的政府部門(mén)）、mil（專(zhuān)用的軍事部門(mén)）、int（國(guó)際組織）。

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)域名：這種頂級(jí)域名只有一個(gè)，即arpa，用于反向域名解析，又稱(chēng)反向域名。

（三）域名服務(wù)器

定義：DNS服務(wù)器的管轄范圍不是以“域”為單位，而是以“區(qū)”為單位。域名服務(wù)器根據(jù)其主要保存的域名信息以及在域名解析過(guò)程中的作用等，可以分為：根域名服務(wù)器、頂級(jí)域名服務(wù)器、權(quán)威域名服務(wù)器、中間域名服務(wù)器。

概念：其中根域名服務(wù)器是最重要的域名服務(wù)器，在因特網(wǎng)上共有13個(gè)不同IP地址的根域名服務(wù)器。它們的名字是用一個(gè)英文字母命名，從a一直到m。任何一個(gè)擁有域名的主機(jī)，其域名與lP地址的映射關(guān)系等信息都存儲(chǔ)在所在網(wǎng)絡(luò)的權(quán)威域名服務(wù)器上。

主機(jī)如何確定本地域名服務(wù)器：

任何一個(gè)主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)地址配置時(shí)，都會(huì)配置一個(gè)域名服務(wù)器作為默認(rèn)域名服務(wù)器，這臺(tái)主機(jī)任何時(shí)候需要進(jìn)行域名解析，都會(huì)將域名查詢請(qǐng)求發(fā)送給該服務(wù)器；

該服務(wù)器如果保存了被查詢域名的信息，則直接作出響應(yīng)，如果沒(méi)有，則代理查詢其他域名服務(wù)器，直到查詢到結(jié)果，最后將查詢結(jié)果發(fā)送到查詢主機(jī)。

這個(gè)默認(rèn)域名服務(wù)器通常稱(chēng)為本地域名服務(wù)器，是主機(jī)進(jìn)行域名查詢過(guò)程中最先被查詢的域名服務(wù)器。

（四）域名解析過(guò)程

城名解析分為遞歸解析和選代解析，通常本地域名服務(wù)器都提供遞歸查詢服務(wù)。

迭代查詢服務(wù)：主機(jī)進(jìn)行域名查詢時(shí)，本地域名服務(wù)器沒(méi)有被查詢域名信息，則先求助于根域名服務(wù)器。根域名服務(wù)器只是將下一步要查詢的服務(wù)器告知查詢主機(jī)的本地域名服務(wù)器，本地域名服務(wù)器繼續(xù)查詢下一個(gè)域名服務(wù)器，知道查詢到被查詢的域名的IP地址。

遞歸查詢服務(wù)：主機(jī)進(jìn)行域名查詢時(shí)，本地域名服務(wù)器沒(méi)有被查詢域名信息，則本地域名服務(wù)器代理主機(jī)查詢根域名服務(wù)器。根域名服務(wù)器代理本地域名服務(wù)器查詢下一個(gè)域名服務(wù)，以此類(lèi)推。直到被查詢域名的IP地址，最后將解析結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。

四、萬(wàn)維網(wǎng)應(yīng)用

（一）萬(wàn)維網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)

萬(wàn)維網(wǎng)應(yīng)用也稱(chēng)為Web應(yīng)用。

構(gòu)成：Web應(yīng)用主要包括Web服務(wù)器、瀏覽器與超文本傳輸協(xié)議（HTTP）等部分，瀏覽器是Web應(yīng)用的客戶端軟件。

基本知識(shí)：在Web應(yīng)用中，通過(guò)一個(gè)URL地址來(lái)尋址一個(gè)Web頁(yè)或Web對(duì)象，每個(gè)URL地址主要由兩部分組成：存放對(duì)象的服務(wù)器主機(jī)域名（或lP地址）和對(duì)象的路徑名。例如：URL地址為http://www.abc.cn/cs/index.html，其中www.abc.cn是Web服務(wù)器主機(jī)域名，/cs/index.html是路徑名。

（二）HTTP

HTTP概述：HTTP是Web應(yīng)用的應(yīng)用層協(xié)議，定義瀏覽器如何向Web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求以及Web服務(wù)器如何向?yàn)g覽器進(jìn)行響應(yīng)。HTTP使用的端口號(hào)是80端口。

HTTP基于傳輸層的TCP傳輸報(bào)文。瀏覽器在向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求之前，首先需要建立TCP連接，然后才能發(fā)送HTTP報(bào)文，并接收HTTP響應(yīng)報(bào)文。根據(jù)HTTP在使用TCP連接的策略不同，可以分為非持久連接的HTTP和持久連接的HTTP。

非持久連接的HTTP1.0：

非持久連接的HTTP1.0中，客戶HTTP需先向Web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求建立TCP連接的請(qǐng)求報(bào)文，等待Web服務(wù)器的響應(yīng)報(bào)文，這一來(lái)一回的一個(gè)往返時(shí)間為一個(gè)RTT；

Web服務(wù)器響應(yīng)HTTP客戶后，HTTP客戶再請(qǐng)求Web網(wǎng)頁(yè)，Web服務(wù)器響應(yīng)后，告知HTTP客戶該網(wǎng)頁(yè)有多少個(gè)圖片引用，并通知TCP斷開(kāi)此TCP連接；

隨后HTTP客戶再次請(qǐng)求TCP連接，Web響應(yīng)后，再請(qǐng)求第一個(gè)圖片的TCP連接，等待響應(yīng)，Web響應(yīng)后通知TCP連接斷開(kāi)此TCP連接；

HTTP報(bào)文由四部分組成：起始行、首部行、空白行和實(shí)體主體。

HTTP報(bào)文可以分為兩類(lèi)：請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文，請(qǐng)求報(bào)文由瀏覽器（客戶端）發(fā)送給Web服務(wù)器，響應(yīng)報(bào)文由Web發(fā)送給瀏覽器。

HTTP典型的請(qǐng)求方法：有GET、HEAD、POST、OPTION、PUT等。

（三）Cookie

定義：Cookie中文名稱(chēng)為小型文本文件，是由Web服務(wù)器端生成，發(fā)送給瀏覽器，并存儲(chǔ)在用戶本地終端上的數(shù)據(jù)。Web應(yīng)用引入Cookie機(jī)制，用于跟蹤用戶。

應(yīng)用：最常見(jiàn)的用途包括以下幾點(diǎn)：

網(wǎng)站可以利用Cookie的ID來(lái)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)網(wǎng)站的實(shí)際訪問(wèn)人數(shù)等數(shù)據(jù)。

網(wǎng)站可以利用Cookie制某些特定用戶的訪問(wèn)。

網(wǎng)站可以存儲(chǔ)用戶訪問(wèn)過(guò)程的操作習(xí)慣和偏好，有針對(duì)性地為用戶提供服務(wù)，提升用戶體驗(yàn)。

記錄用戶登錄網(wǎng)站使用的用戶名、密碼等信息，當(dāng)用戶多次登錄時(shí)，無(wú)須每次都從鍵盤(pán)輸入這些煩瑣的字符和數(shù)字。

電子商務(wù)網(wǎng)站利用Cookie可以實(shí)現(xiàn)“購(gòu)物車(chē)”功能。對(duì)于同一個(gè)ID的用戶，網(wǎng)站可以跟蹤其向“購(gòu)物車(chē)”中添加的不同商品，每個(gè)商品都會(huì)和ID一起存儲(chǔ)在網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)用戶選擇結(jié)賬時(shí)，網(wǎng)站通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中該ID的檢索，找到用戶購(gòu)買(mǎi)的所有商品，一起實(shí)現(xiàn)結(jié)賬功能。