Python正课85 —— 网络编程

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一：C/S架构与B/S架构

C/S：Client客户端<===========>Server服务端

B/S：Browser浏览器<===========>Server服务端

客户端软件send             服务端软件recv
操作系统                   操作系统
计算机硬件<== 物理介质 ==>计算机硬件

二：网络通信

网络存在的意义就是跨地域数据传输 ==> 称之为通信

网络 = 物理链接介质 + 互联网通信协议

三：OSI七层协议

物理层：

物理层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输

eg：RJ45等将数据转化成0和1；

数据链路层：

数据链路层 通过物理网络链路提供数据传输。不同的数据链路层定义了不同的网络和协 议特征,其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、数据帧序列以及流控

可以简单的理解为：规定了0和1的分包形式，确定了网络数据包的形式

网络层：

网络层 负责在源和终点之间建立连接

可以理解为，此处需要确定计算机的位置，怎么确定？IPv4，IPv6！

传输层：

传输层 向高层提供可靠的端到端的网络数据流服务

可以理解为：每一个应用程序都会在网卡注册一个端口号，该层就是端口与端口的通信！常用的（TCP／IP）协议

会话层：

会话层 建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话

建立一个连接（自动的手机信息、自动的网络寻址）

表示层：

表示层 供多种功能用于应用层数据编码和转化,以确保以一个系统应用层发送的信息 可以被另一个系统应用层识别

可以理解为：解决不同系统之间的通信，eg：Linux下的QQ和Windows下的QQ可以通信

应用层：

OSI 的应用层协议包括文件的传输、访问及管理协议(FTAM) ,以及文件虚拟终端协议(VIP)和公用管理系统信息(CMIP)等

规定数据的传输协议

四：五层协议

应用层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

协议：规定数据的组织格式

格式：头部+数据部分

封包裹的过程：数据外加头
拆包裹的过程：拆掉头获取数据

计算机1：                            计算机2：

应用层                               应用层
传输层                               传输层
网络层                               网络层
数据链路层                            数据链路层
物理层  <===========交互机===========> 物理层
                                     0101010101010

（源mac地址，目标mac地址）（源ip地址，目标ip地址）数据

1.物理层负责发送电信号

一组物理层数据称之为：位
单纯的电信号毫无意义，必须对其进行分组

2.数据链路层：ethernet以太网协议

规定1：一组数据称之为一个数据帧

规定2：数据帧分成两部分 ==> 头 + 数据

头包含：源地址与目标地址，该地址是mac地址
数据包含：包含的是网络层发过来的整体的内容

规定3：规定但凡接入互联网的主机必须有一块网卡，每块网卡在出厂时都烧制好一个全世界独一无二的地址，该地址称之为mac地址

注意：计算机通信基本靠吼，即以太网协议的工作方式是广播

3.网络层：IP协议

要达到的目的：

划分广播域
每一个广播域但凡要接通外部，一定要有一个网关帮内部的计算机转发包到公网
网关与外界通信走的是路由协议

规定1：一组数据称之为一个数据包

规定2：数据帧分成两部分 ==> 头 + 数据

头包含：源地址与目标地址，该地址是IP地址
数据包含的：传输层发过来的整体的内容

ipv4地址：
8bit.8bit.8bit.8bit

0.0.0.0
255.255.255.255

子网掩码：
8bit.8bit.8bit.8bit

255.255.255.0对应的二进制表达
11111111.11111111.11111111.00000000

一个合法的ipv4地址组成部分=ip地址/子网掩码地址
172.16.10.1/255.255.255.0
172.16.10.1/24

计算机1：
172.16.10.1：     10101100.00010000.00001010.000000001
255255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.000000000
172.16.10.0:      10101100.00010000.00001010.000000000


计算机2：
172.16.10.2：      10101100.00010000.00001010.000000010
255.255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.000000000
172.16.10.0:       10101100.00010000.00001010.000000000

计算机1：                            计算机2：

应用层                               应用层
传输层                               传输层
网络层                               网络层
数据链路层                           数据链路层
物理层  <=========二层交互机========> 物理层
                                     0101010101010

（源mac地址，xxxx）（源ip地址，目标ip地址）数据
（源mac地址，网关的mac地址）（172.16.10.10/24，101.100.200.11/10）数据

事先知道的是对方的ip地址

但是计算机的底层通信是基于ethernet以太网协议的mac地址通信

ARP：所以必须能够将ip地址解析成mac地址

# 两台计算机在同一个局域网内

计算机1：172.16.10.10/24             直接              计算机2：172.16.10.11/24

ARP：
自己的ip，对方的ip
1、计算二者网络地址，如果一样，拿到计算机2的mac地址就可以了
2、发送广播包
发送端mac FF:FF:FF:FF:FF:FF  172.16.10.10/24    172.16.10.11/24    数据

# 两台计算机不在同一个局域网内

计算机1：172.16.10.10/24                 网关           计算机2：101.100.200.11/10
ARP：
自己的ip，对方的ip
1、计算机二者网络地址，如果不一样，应该拿到网关的mac地址
2、发送广播包
发送端mac FF:FF:FF:FF:FF:FF  172.16.10.10/24    172.16.10.1/24 数据


#4.3.1 总结******
ip地址+mac地址=》标识全世界范围内独一无二的一台计算机

或者：
ip地址=》标识全世界范围内独一无二的一台计算机

五：三次握手 与 四次挥手

三次握手：

1）发送端首先发送一个带有SYN（synchronize）标志地数据包给接收方。
2）接收方接收后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包传递确认信息，表示我收到了。
3）最后，发送方再回传一个带有ACK标志的数据包，代表我知道了，表示’握手‘结束。

通俗的说法
1）Client：嘿，李四，是我，听到了吗？
2）Server：我听到了，你能听到我的吗?
3）Client：好的，我们互相都能听到对方的话，我们的通信可以开始了。

四次挥手：

 1）第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
 2）第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
 3）第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
 4）第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手

通俗的说法
1）Client：我所有东西都说完了
2）Server：我已经全部听到了，但是等等我，我还没说完
3）Server：好了，我已经说完了
4）Client：好的，那我们的通信结束

六：7层协议详细