应用层

OSI 模型中的应用层是离最终用户最近的层，这意味着应用层和最终用户可以直接与软件应用程序交互。应用层程序基于客户端和服务器。

应用层包括以下功能：

• 识别通信伙伴： 应用层识别具有数据传输需求的应用程序的通信伙伴是否可用。
• 确定资源可用性： 应用层确定是否有足够的网络资源可用于请求的通信。
• 同步通信： 应用程序之间发生的所有通信都需要协作，这由应用层管理。

应用层服务

• 网络虚拟终端： 应用层允许用户登录远程主机。为此，应用程序在远程主机上创建一个终端的软件仿真。用户的计算机与软件终端通信，软件终端又与主机通信。远程主机认为它正在与自己的某个终端通信，因此允许用户登录。
• 文件传输、访问和管理 (FTAM)： 应用程序允许用户访问远程计算机中的文件、从计算机检索文件以及管理远程计算机中的文件。FTAM 根据文件结构、文件属性以及对文件及其属性执行的操作类型定义了一个分层虚拟文件。
• 寻址： 为了实现客户端和服务器之间的通信，需要寻址。当客户端向服务器发出请求时，请求包含服务器地址和自己的地址。服务器响应客户端请求时，请求包含目标地址，即客户端地址。为了实现这种寻址，使用了 DNS。
• 邮件服务： 应用层提供电子邮件转发和存储。
• 目录服务： 应用程序包含一个分布式数据库，用于提供对各种对象和服务的全球信息的访问。
认证： 它对发送方或接收方的消息或两者都进行认证。

网络应用架构

应用架构与网络架构不同。网络架构是固定的，为应用程序提供一组服务。另一方面，应用架构由应用程序开发人员设计，并定义了应用程序应如何在各种终端系统上构建。

应用架构分为两种类型

• 客户端-服务器架构： 在本地机器上运行的应用程序程序向另一个应用程序程序发送请求，称为客户端；服务请求的程序称为服务器。例如，当 Web 服务器收到来自客户端主机的请求时，它会响应客户端主机的请求。

客户端-服务器架构的特点

• 在客户端-服务器架构中，客户端不直接相互通信。例如，在 Web 应用程序中，两个浏览器不直接相互通信。
• 服务器是固定的、众所周知的地址，称为 IP 地址，因为服务器始终处于开启状态，而客户端可以通过向发送方 IP 地址发送数据包来随时联系服务器。

客户端-服务器架构的缺点

它是一种单服务器架构，无法处理来自客户端的所有请求。例如，当只有一个服务器存在时，社交网站可能会不堪重负。

• P2P（点对点）架构： 它在数据中心没有专用服务器。对等点是不属于服务提供商的计算机。大多数对等点位于家庭、办公室、学校和大学。对等点之间相互通信，而无需通过专用服务器传递信息，这种架构称为点对点架构。基于 P2P 架构的应用程序包括文件共享和互联网电话。

P2P 架构的特点

• 自伸缩性： 在文件共享系统中，尽管每个对等点通过请求文件产生工作负载，但每个对等点也通过将文件分发给对等点来增加服务容量。
• 成本效益： 它具有成本效益，因为它不需要大量的服务器基础设施和服务器带宽。

客户端和服务器进程

• 网络应用程序由一对进程组成，这些进程通过网络相互发送消息。
• 在 P2P 文件共享系统中，文件从一个对等点中的进程传输到另一个对等点中的进程。我们将这两个进程中的一个标记为客户端，另一个标记为服务器。
• 在 P2P 文件共享中，下载文件的对等点称为客户端，上传文件的对等点称为服务器。然而，我们已经观察到在某些应用程序（例如 P2P 文件共享）中，一个进程既可以是客户端也可以是服务器。因此，我们可以说一个进程可以同时下载和上传文件。