一、网络基础
1、mac地址(我的电脑上有网卡,网卡上有mac地址)
head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡,发送端和接收端的地址便是指网卡的地址,即mac地址。
mac地址:每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流线号)
2、ip地址(我到某个地方插上网线,路由器或交换机中的DHCP服务为我自动分配IP地址。)
IP地址是指互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的
地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,
其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例如:
IP: 192.168.13.84
IPv4
00000000.00000000.00000000.00000000
0~255 0~255 0~255 0~255
IPv6
00000000.00000000.00000000.00000000.00000000.00000000
3、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,它的网络部分全部为1,主机部分全部为0。比如,IP地址172.16.10.1,
如果已知网络部分是前24位,主机部分是后8位,那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,写成十进制就是255.255.255.0。
知道”子网掩码”,我们就能判断,任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,否则为0),然后比较结果是否相同,
如果是的话,就表明它们在同一个子网络中,否则就不是。 例如:
比如,已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0,请问它们是否在同一个子网络?两者与子网掩码分别进行AND运算, 172.16.10.1:10101100.00010000.00001010.000000001 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 172.16.10.2:10101100.00010000.00001010.000000010 255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0 结果都是172.16.10.0,因此它们在同一个子网络。
4、网关ip(网关是路由器与服务器的接口)
一个局域网的网关IP通常是ip地址的第四个点分十进制为1
如一个局域网中的某台电脑的ip地址为 192.168.13.84 那么网关ip通常为192.168.13.1
5、arp协议 ——查询IP地址和MAC地址的对应关系
地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。
主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址;
收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
6、端口 ————端口是为了将同一个电脑上的不同程序进行隔离。
IP是找电脑
端口是找电脑上的程序
示例:
MySQL是一个软件,软件帮助我们在硬盘上进行文件操作。默认端口:3306
Redis是一个软件,软件帮助我们在内存里进行数据操作。默认端口:6379
网站默认端口:80 ,访问时:http://www.luffycity.com:80
网站默认端口:443 ,访问时:https://www.luffycity.com:443
范围:
1 - 65535
1 - 1024
一般情况:
8000
8001
7、DNS服务器
DNS(Domain Name Server,域名服务器)是进行域名(domain name)和与之相对应的IP地址 (IP address)转换的服务器。
- 域名解析
www.luffycity.com 47.95.64.113
www.oldboyedu.com 101.200.195.98
- 连接
sk = socket.socket()
sk.connect(('47.95.64.113',80))
问题来了,域名和IP的对应关系在哪里?
本地:
Win本地电脑:
C:WindowsSystem32driversetchosts
11.11.11.11 luffycicy.com
Linux/Mac电脑:
/etc/hosts
DNS服务器:全球顶级DNS服务器13台
www.luffycity.com 47.95.64.113
8、网络划分
局域网
广播
主机之间“一对所有”的通讯模式,网络对其中每一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发,所有主机都可以接收到所有信息(不管你是否需要),
由于其不用路径选择,所以其网络成本可以很低廉。有线电视网就是典型的广播型网络,我们的电视机实际上是接受到所有频道的信号,但只将一个频道的信号还原成画面。
在数据网络中也允许广播的存在,但其被限制在二层交换机的局域网范围内,禁止广播数据穿过路由器,防止广播数据影响大面积的主机。
单播
广播风暴
城域网
广域网
9、TCP协议与UDP协议
TCP协议
TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向连接的协议(eg:打电话)、传输效率低全双工通信(发送缓存&接收缓存)、面向字节流。
使用TCP的应用:Web浏览器;电子邮件、文件传输程序。
当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时,它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后,TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信。
socket客户端向服务端发起连接请求:三次握手 client.connect((....)) 客户端 服务端
我能打你吗 来呀来呀 好的,我这就来 ----------------------------- client.send('发送数据') 收发数据 收发数据 客户端和服务端断开连接:四次挥手 client.close() 或 conn.close() ----------------------------- 我要断开连接 断开就断开,等我处理一些手头的事情 ... 我处理完了,断开吧。 拜拜
补充:断开连接时,反应到代码上:抛出异常/发送空内容;
为什么要三次握手?
为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误。即:防止服务器端的一直等待而浪费资源
UDP协议:
UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无连接的服务,传输效率高(发送前时延小),一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文,尽最大努力服务,无拥塞控制。
使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)。
10、OSI七层模型
7层:
应用层,使用软件。 打开软件或网站
表示层,看到数据,如图片和视频。 生产数据:szwwd
会话层,保持登录或链接状态。 应用偷偷携带一点其他数据:令牌 19rRNAwf8GVe6xyT9kJPIu5SlQc
socket模块:
传输层,TCP/UDP [TCP][szwwd|19rRNAwf8GVe6xyT9kJPIu5SlQc]
网络层,IP 【IP】【[TCP][szwwd|19rRNAwf8GVe6xyT9kJPIu5SlQc]】
数据链路层,MAC [MAC][【IP】【[TCP][szwwd|19rRNAwf8GVe6xyT9kJPIu5SlQc]】]
物理层,将数据转换成电信号发送
二、软件开发的架构
1.C/S架构
C/S即:Client与Server ,中文意思:客户端与服务器端架构,这种架构也是从用户层面(也可以是物理层面)来划分的。
这里的客户端一般泛指客户端应用程序EXE,程序需要先安装后,才能运行在用户的电脑上,对用户的电脑操作系统环境依赖较大。
2.B/S架构
B/S即:Browser与Server,中文意思:浏览器端与服务器端架构,这种架构是从用户层面来划分的。
Browser浏览器,其实也是一种Client客户端,只是这个客户端不需要大家去安装什么应用程序,只需在浏览器上通过HTTP请求服务器端相关的资源(网页资源),客户端Browser浏览器就能进行增删改查。
a. 软件
客户端:CS架构, client -> server
浏览器:BS架构, browser -> server
b. 如何实现相互通信。
需求一:编写两个软件,软件之间相互通信。
需求二:两个人直接连接 (网线)
需求三:教室相互通信(交换机)
使用IP地址:ipconfig/ifconfig
刘子龙:192.168.13.155
齐鹏娟:192.168.13.25
三亚女朋友:192.168.13.43 租公网IP
需求四:和三亚的女友通信(交换机+n*路由器)
总结:
1. 相互通信本质发送 0101010101
2. 交换机作用
3. 通过ipconfig查看自己的内网IP
4. 公网IP,掏钱。
c. 基于socket模块实现网络通信
为什么要网络通信发送的是字节?而不是字符串?
py3, send/recv 都是字节
py2, send/recv 都是字符串
服务端:
accept,阻塞:等待客户端来连接。
recv, 阻塞:等待客户端发来数据。
客户端:
connect,阻塞:一直在连接,直到连接成功才往下运行其他代码。
recv, 阻塞:等待服务端发来数据。