网络编程

学习网络编程的目的

为了开发一个CS架构或者BS架构的软件

客户端/服务器架构

    1.硬件C/S架构(打印机)
    2.软件C/S架构
    
互联网中处处是C/S架构

　　如百度网站是服务端，你的浏览器是客户端（B/S架构也是C/S架构的一种）

　　腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频）

C/S架构与套接字（socket）的关系：

学习套接字编程的目的式为了开发一个C/S或者B/S架构的软件

client --------------网络-------------- server

browser--------------网络--------------server

什么是网络

网络 = 物理连接设备 + 互联网通信协议（就是计算机界的统一语言）

网络通信原理

互联网的本质就是一系列的网络协议

然而internet为何物？

其实两台计算机之间通信与两个人打电话之间通信的原理是一样的（中国有很多地区，不同的地区有不同的方言，为了全中国人都可以听懂，大家统一讲普通话）

英语成为世界上所有人通信的统一标准，如果把计算机看成分布于世界各地的人，那么连接两台计算机之间的internet实际上就是一系列统一的标准，这些标准称之为互联网协议，互联网的本质就是一系列的协议，总称为‘互联网协议’（Internet Protocol Suite).

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。

为何要有网络

网络：信息高速公路

为了方便数据传输

OSI七层协议

互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层

每一层功能

1、物理层
	
    物理层由来：孤立的计算机之间要想一起玩，就必须接入internet，言外之意就是计算机之间必须完成组网
	物理层功能：主要负责发送电信号，用高低电平模拟二进制数0101，高电平对应数字1，低电平对应数字0
    
	网线：--》1001000电信号--》从网线中传输电信号
    8个比特位是一个字节
    
2、数据链路层

	数据帧：一组电信号是一个数据帧，有头和数据部分
    
    以太网协议Ethernet：要求连入网络的计算机必要要有一块网卡，并且规定全球每一块网卡的mac地址都不一样，用12位十六进制数表示，前六位表示生产厂商，后六位表示流水线号
	以太网协议的数据传输部分分为报头和数据部分，报头有18个字节组成，前6个字节为自己的mac地址，中间6个字节是对方mac地址，后6个字节表示数据类型
    
	网卡--》mac地址--》全球唯一的--》网卡出厂少在了网卡上。
    
	48位二进制--》看到的都是16进制表示
    
	广播：
    	局域网内通信，所有人都会接收到，通过mac地址确定给谁的数据报，如果不是自己的就不处理
        
    广播风暴

3、网络层

	跨局域网通信，需要经过网络层

	网络层的由来：必须找出一种方法来区分哪些计算机属于同一广播域，哪些不是，如果是就采用广播的方式发送，如果不是，就采用路由的方式（向不同广播域／子网分发数据包），mac地址是无法区分的，它只跟厂商有关
    
    IP地址：0.0.0.0 - 255.255.255.255
    
    子网掩码：配合IP地址进行二进制的与运算，算出两个IP地址是否属于同一个局域网
    
    ARP协议:ip和mac的对照表，负责把ip解析成mac地址

4、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，你的电脑上可能同时开启qq，暴风影音，等多个应用程序，那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，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

	端口：0 - 65535 一个应用程序可以监听多个端口，但是一个端口只能属于一个应用程序

    TCP协议：可靠传输
    
    UDP协议：不可靠传输
    
5、应用层

	http，ftp，websocket...
    

常用端口号

flask框架默认端口：5000

Django框架默认端口：8000

MySQL数据库默认端口：3306

redis数据库默认端口：6379

在一台计算机上，同一时间同一端口只能有一个应用程序占用

总结：IP能唯一的表示互联网中的某一台计算机，port能唯一的表示一台计算机上的一个应用程序

ip+port=》标识全世界范围内独一无二的一个基于网络通信的软件

ARP协议：通过IP地址解析成MAC地址

DNS

DNS：把网址转换成IP地址

从浏览器发送出去的数据，都是http协议，默认都是80端口

TCP三次握手四次挥手

1、tcp可靠传输：三次握手，四次回收保证数据可靠

2、三次握手

	客户端想服务端发送链接请求
    服务端回复可以建立，并且带着跟客户端建立连接的数据包
    客户端收到后，链接建好了
    
3、这个过程后就剋有可靠传输数据

4、断开链接（4次挥手）

	客户端告诉服务端，要断开
    服务端收到，回复ok
    服务端可能还有数据在传递，暂时还没断开，要等数据传完
    服务端告诉客户端，我要断开链接
    客户端收到，回复ok
    

Socket层

1、Socket抽象层，从osi七层抽象出去的，抽象了网络层和传输层，跟语言无关，任何语言都会有socket的封装

2、专门给开发人员用的

储备知识一:通信分为两大类

1、目标主机在局域网内

2、目标主机不在局域网内

储备知识二：ip地址与子网掩码

ip的作用有二：

	1、arp歇一会根据ip地址解析成mac地址
    
    2、ip+子网掩码按照位与运算会得到网络地址，以此来判断源于模板是否在一个局域网内

通信的前段是：先拿到目标的ip端口

arp协议的工作步骤：

1、根据自己的ip与子网掩码计算出自己的网络地址

2、根据对方的ip与子网掩码计算出对方的网络地址

3、判断1和2的网络地址是否一样

3.1、如果一样，证明源地址和目标地址在一个局域网内，只需要走交换机即可

	发arp协议的广播包->拿到目标主机的mac地址
    (自己的mac FF-FF-FF-FF-FF-FF) (自己的ip地址 对方的ip地址) 数据部分
    
    发送真实的数据包
    (自己的mac地址 目标主机的mac地址)(自己的ip地址 对方的ip地址) 数据部分
    
3.2、如果不一样，证明源与目标不在同一个局域网内，需要走交换机，再发给路由器，路由器再转发给运营商的环境

	发arp协议的广播包-》拿到网关的mac地址
    自己的mac FF-FF-FF-FF-FF-FF 自己的ip地址  网关的ip地址   数据部分
    
    发送真实的数据包
    自己的mac 网关的mac地址 自己的ip地址  对方的ip地址   源端口 目标端口 数据部分
    

交互机只有两种情况广播：

1、目标mac为FF-FF-FF-FF-FF-FF
    
2、目标mac地址不在mac地址表中

网络编程

原文：https://www.cnblogs.com/BaiJiaZhengMing/p/14858234.html