网络编程部分详解

一、网络结构

1、网络结构分为两种如下：

C/S:client---基于网络通信------server

B/S:browser---基于网络通信----server

server端必须满足的条件如下：

　　　　1、1：保持server端能够稳定运行

　　　　1、2：server端必须有一个固定的ip地址

　　　　1、3：server端必须支持并发

2、什么是互联网？

互联网其本质就是由一系列协议（统一的标准）组成，其总称为‘互联网协议’。

互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。

互联网必须满足的两大要素：

　　　　1、有着良好的物理底层连接介质保持网络间的通信

　　　　2、必须有着一个统一的标准

补充：互联网协议可以相比着理解为其就像计算机界的英语

3、osi七层协议（我们只需掌握五层协议就行）

osi协议可以理解为是对互联网协议的划分，且osi协议可以划分为七层或五层或四层。

osi协议分层详情如下：

关于osi五层协议的详解：

物理层：指的是两台计算机通过某种连接介质连接到inter网

物理层的功能：通过高低电平来表示0/1，高电平代表1、低电平代表0

数据链路层：单纯的定义0和1没有任何意义所以必须通过数据链路层中的协议将0和1组合成一个有着意义的信息

数据链路层功能：定义了0和1的分组方式

数据链路层中包含的协议如下：

以太网协议Ethernet：

以太网协议：是一个被公认的统一的标准且以太网协议中数据是由一组0和1组成的数据包也叫帧，

每一个帧都包括报头head和数据data；每一个报头都有着固定的长度（18个字节）

报头包含有（源地址与目标地址）

Mac地址：

简述：Mac地址是由48位2进制数组成或者由12位16进制数组成，且每一个Mac地址在电脑硬件中代表的是网卡，

每一个网卡在出场的时候就已经以（前六位表示厂商编号，后六位便是流水线号）被烧制好了。

广播：

广播：有了Mac地址并处于统一连接的一台主机可以通过ARP协议获取另外一台计算机的Mac地址从而达到通信，且以广播的形式

进行通信即计算机通信基本靠吼。

网络层：是由一个个局域网组成的且局域网是以广播的形式进行通信的

网络层功能：（为了区分两台主机是否处于同一个局域网）引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址。

网络层的协议如下：

ip协议：

• 规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示
• 范围0.0.0.0-255.255.255.255
• 一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1

子网掩码：所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，比如ip172.16.10.1其对应的二进制码是：10101100.00010000.00001010.000000001

了解：有了ip地址与子网掩码就可以判断两台计算机是否在同一个子网（局域网），如果两台计算机有着共同的子网掩码，就可以用子网掩码与ip的二进制码进行比较（都是1是为1,否则为0）的结果如果相同就表示它们在同一个子网。

ARP协议

arp协议由来：计算机通信基本靠吼，即广播的方式，所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送。

ARP协议功能：以广播的方式发送数据包从而获取对方的Mac地址。

ARP功能具体实现如下：

传输层：

传输层的由来：网络层的ip帮我们区分子网，以太网层的mac帮我们找到主机，然后大家使用的都是应用程序所以可以通过ip+mac地址去找一个特定主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能：建立端口到端口的通信

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

tcp协议：

可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

udp协议：

不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。

三次握手和四次挥手图示如下：

应用层：规定应用程序的数据格式且其协议可以自定义

4、socket 套接字

socket层图如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1 socket套接字的演变史

基于文件类型的套接字家族：AF_UNIX

基于网络通信类型的套接字家族：AF_IENT(我们常用的)

4.2基于tcp协议与udp协议通信的套接字

服务端tcp：

import socket
ip_dic=('127.0.0.1',2206)
base_lient=1024
server1=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
server1.bind(ip_dic)
while True:
    msg,adder=server1.recvfrom(base_lient)
    print(msg,adder)
    server1.sendto(msg,adder)

客户端tcp：

import socket
ip_list=('127.0.0.1',2206)
base_lient=1024
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
while True:
    mag=input('>>>:').strip()
    if not mag:
        continue
    phone.sendto(mag.encode('utf-8'),ip_list)
    mag,adder=phone.recvfrom(base_lient)
    print(mag.decode('utf-8'),adder)

服务端 udp：

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
ip_base=1024
server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
server.bind(ip_port)
while True:
    try:
        data,sock=server.recvfrom(ip_base)
        server.sendto(data,sock)
    except ConnectionResetError:
        break
server.close()

客户端 udp：

from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)
ip_base=1024
client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
     msg=input('>>>:').strip()
     if len(msg)==0:
         continue
     client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
     data,sock=client.recvfrom(ip_base)
     print(data)
client.close()