【计算机网络笔记】网络应用的体系结构

系列文章目录

什么是计算机网络?
什么是网络协议?
计算机网络的结构
数据交换之电路交换
数据交换之报文交换和分组交换
分组交换 vs 电路交换
计算机网络性能(1)------速率、带宽、延迟
计算机网络性能(2)------时延带宽积、丢包率、吞吐量/率
计算机网络体系结构概念
OSI参考模型基本概念
OSI参考模型中非端-端层(物理层、数据链路层、网络层)功能介绍
OSI参考模型中端-端层(传输层、会话层、表示层、应用层)功能介绍
TCP/IP参考模型基本概念,包括五层参考模型



前言

Internet网络的整个体系结构符合TCP/IP协议栈。应用层就在协议栈的最上层。

我们每天都在使用各种网络应用。比如QQ、支付宝、百度等等。

Q:网络应用与单机应用有哪些本质性的不同?

A:网络应用需要有网络的基础环境,一部分软件跑在我们自己的计算机上,比如我们电脑上的百度浏览器,而还有一部分软件以及数据信息等等跑在互联网上的某个地方,比如某个硬件服务器,这两部分软件互相交互才构成了一个网络应用。

既然一个网络应用是由不同的部分构成的,那它有哪些种结构可以选择?


从宏观角度看网络应用的体系结构

经过多年的发展,网络应用主要有三种结构:

  • 客户机/服务器结构(Client-Server, C/S)
  • 点对点结构(Peer-to-peer, P2P)
  • 混合结构(Hybrid)。C/S与P2P的混合。

客户机/服务器结构

客户机/服务器结构的特点是所有端系统有一个功能角色的划分,分为服务器和客户机。

  • 服务器:是对外提供服务的硬件或软件。

    • 服务器需要7*24小时提供服务
    • 要有一个可以永久性访问地址/域名
    • 当并发用户数达到几万几十万时,一台机器是无法完成的,就需要大量服务器 采用分布式技术实现可扩展性来处理大量用户的并发请求。这个一般都是在数据中心里面
  • 客户机:使用服务。

    • 与服务器通信,使用服务器提供的服务
    • 可以间歇性接入网络
    • 可能使用动态IP地址
    • 客户机之间不会直接通信

一个典型的例子就是Web

PC客户端向web服务器发出请求,一般是HTTP请求,服务器将页面和对象封装为HTTP响应,发回给客户端。


P2P结构

P2P结构的特点是所有端系统都是平等的:

  • 没有永远在线的服务器。
  • 任意端系统/节点之间可以直接通讯。
  • 节点间歇性接入网络
  • 节点可能改变IP地址

这种架构在日常中接触最多的就是文件共享服务。

P2P结构和C/S相比,它最大的优点是高度可伸缩性,缺点则是实现起来比较复杂,难于管理。


混合结构

能够兼具C/S和P2P这两种结构的优点,避免缺点。

典型的是Napster这个应用。

  • 文件传输使用P2P结构
  • 文件的搜索采用C/S结构------集中式。
    • 每个节点向中央服务器登记自己的内容。报告自己有什么内容可以共享。
    • 当其他节点要寻找某个文件的时候,就去中央服务器那里去查询。

在Napster应用架构中,中央服务器与其他节点之间是C/S关系。到真正的文件传输过程时,利用P2P结构,两个节点之间直接进行传输,避免了都从中央服务器去下载,从而避免服务器成为性能瓶颈。

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