【计算机网络 | 第14篇】应用层协议
文章目录
- 应用层协议的核心定义：“通信合同”的关键内容🥝
- 应用层协议的分类：公共标准 vs 专有协议🧾
- 公共标准协议
- 专有协议
- 应用层协议与网络应用的关系🤔
- 案例1：Web应用
- 案例2：Netflix视频服务
- 应用层协议的实际工作场景🥝
- 场景1：HTTP在Web中的应用
- 场景2：DASH在视频流中的应用
在计算机网络中，进程通过套接字发送和接收数据报文，但这些报文的格式、内容和交互规则是如何定义的？这就是 应用层协议 的作用。
应用层协议为不同端系统上的应用程序提供了通信的“规则手册”，确保双方能够理解彼此的数据。
应用层协议的核心定义：“通信合同”的关键内容🥝
应用层协议定义了以下关键内容，类似于双方达成的“通信合同”：
-
报文类型与结构
- 报文类型：例如，请求报文（Request Message）和响应报文（Response Message）。
- 报文语法：字段的排列方式和格式。例如，HTTP请求报文包含方法（GET/POST）、URL、协议版本等字段。
- 字段语义：每个字段的具体含义。例如，HTTP的
Content-Type字段表示数据的类型（如html表示网页内容）。
-
交互规则
- 发送时机：进程何时发送报文。例如，Web浏览器在用户输入网址后立即发送HTTP请求。
- 响应规则：如何处理收到的报文。例如，Web服务器在收到HTTP请求后返回对应的网页内容。
应用层协议的分类：公共标准 vs 专有协议🧾
应用层协议可分为两类，适用场景和特点各不相同：
公共标准协议
由RFC（Request for Comments）文档标准化，供全球开发者自由使用。
典型例子：
- HTTP（超文本传输协议）：Web浏览器与服务器通信的标准协议（如访问
https://www.baidu.com）。 - SMTP（简单邮件传输协议）：电子邮件的发送协议。
特点：跨平台兼容性高。例如，任何遵循HTTP标准的浏览器都能访问任何符合标准的Web服务器。
专有协议
由企业或组织自定义，不对外公开。
典型例子：
- Skype：使用专有的音视频传输协议，优化实时通信性能。
- Netflix DASH（动态自适应流媒体协议）：用于视频流的自适应码率传输。
特点：灵活性高，但仅限内部或特定生态使用。
应用层协议与网络应用的关系🤔
应用层协议是网络应用的**“一部分”**，而非全部。网络应用通常由多个组件构成，而协议仅定义其中的数据交换规则。
案例1：Web应用
组成部分包括：
- HTML/CSS/JavaScript：网页内容与交互逻辑的标准。
- Web浏览器（如Chrome、Edge）：解析并渲染网页。
- Web服务器（如Apache、Nginx）：存储并响应网页请求。
- HTTP协议：定义浏览器与服务器之间的报文格式和交互规则（如
GET /index.html HTTP/1.1）。
可见，HTTP协议仅作为Web应用的“通信规则”，整个应用还包括内容格式、客户端程序等。
案例2：Netflix视频服务
组成部分包括：
- 视频存储与传输服务器：存储电影并分发流媒体数据。
- 客户端应用：手机、平板或电视上的Netflix程序。
- DASH协议（动态自适应流媒体协议）：定义客户端与服务器之间视频数据的传输规则（如根据带宽调整视频分辨率）。
可见，DASH协议仅负责视频流的传输规则，整个服务还包括用户认证、计费系统等。
应用层协议的实际工作场景🥝
场景1：HTTP在Web中的应用
用户行为：在浏览器中输入https://www.google.com。
协议流程：
- 浏览器发送HTTP请求报文（如
GET / HTTP/1.1）。 - 服务器返回HTTP响应报文（如HTML页面内容）。
场景2：DASH在视频流中的应用
用户行为：在Netflix上播放《权力的游戏》。
协议流程：
- 客户端请求视频的“索引文件”，包含分段视频的地址。
- 客户端根据当前带宽下载不同分辨率的视频片段（如720p或1080p）。
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