Python—网络通信过程

网络编程

网络通信过程

1. 2台电脑的网络

说明

1. 如果两台电脑之间通过网线连接是可以直接通信的，但是需要提前设置好ip地址以及网络掩码
2. 并且ip地址需要控制在同一网段内，例如 一台为192.168.1.1另一台为192.168.1.2则可以进行通信

2. 使用集线器组成一个网络

说明

1. 当有多台电脑需要组成一个网时，那么可以通过集线器（Hub）将其链接在一起
2. 一般情况下集线器的接口较少
3. 集线器有个缺点，它以广播的方式进行发送任何数据，即如果集线器接收到来自A电脑的数据本来是想转发给B电脑，如果此时它还连接着另外两台电脑C、D，那么它会把这个数据给每个电脑都发送一份，因此会导致网络拥堵

3. 使用交换机组成一个网络

说明

1. 克服了集线器以广播发送数据的缺点，当需要广播的时候发送广播，当需要单播的时候又能够以单播的方式进行发送
2. 它已经替代了之前的集线器
3. 企业中就是用交换机来完成多态电脑设备的链接成网络的

4. 使用路由器连接多个网络

5. 通信过程（复杂）

较为复杂的通信过程如：www.baidu.com

说明

1. 在浏览器中输入一个网址时，需要将它先解析出ip地址来
2. 当得到ip地址之后，浏览器以tcp的方式3次握手链接服务器
3. 以tcp的方式发送http协议的请求数据 给 服务器
4. 服务器tcp的方式回应http协议的应答数据 给浏览器

总结

• MAC地址：在设备与设备之间数据通信时用来标记收发双方（网卡的序列号）
• IP地址：在逻辑上标记一台电脑，用来指引数据包的收发方向（相当于电脑的序列号）
• 网络掩码：用来区分ip地址的网络号和主机号
• 默认网关：当需要发送的数据包的目的ip不在本网段内时，就会发送给默认的一台电脑，成为网关
• 集线器：已过时，用来连接多态电脑，缺点：每次收发数据都进行广播，网络会变的拥堵
• 交换机：集线器的升级版，有学习功能知道需要发送给哪台设备，根据需要进行单播、广播
• 路由器：连接多个不同的网段，让他们之间可以进行收发数据，每次收到数据后，ip不变，但是MAC地址会变化
• DNS：用来解析出IP（类似电话簿）
• http服务器：提供浏览器能够访问到的数据

开放式系统互联参考模型

Open System Interconnect Reference Model—>简称OSI

这个标准定义了网络的七层框架，试图使得计算机在整个世界范围内实现互联。
在OSI中，网络体系结构被分成下面的七层。

• 物理层
  • 定义了通信设备的传输规范，规定了激活、维持和关闭通信节点之间的机械特性、电气特性和功能特性等。此层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒介。
• 数据链路层
  • 定义了数据封装以及传送的方式。这个层次的数据单位称为“帧”。数据链路层包括两个重要的子层：逻辑链路控制层（Logic Link Control，LLC）和介质访问控制层（Media Access Control，MAC）。LLC用来对节点间的通信链路进行初始化，并防止链路中断，确保系统的可靠通信。而MAC则用来检测包含在数据帧中的地址信息。这里的地址是链路地址或物理地址，是在设备制造的时候设置的。网络上的两种设备不能有相同的物理地址，否则会造成网络信息传送失败。
• 网络层
  • 定义了数据的寻址和路由方式。这一层负责对子网间的数据选择路由，并实现网络互连等功能。
• 传输层
  • 为数据提供端到端传输。这是比网络层更高的层次，是主机到主机的层次。传输层将对上层的数据进行分段并进行端到端传输。另外，还提供差错控制和流量控制机制。
• 会话层
  • 用来为通信的双方制定通信方式，包括建立和拆除会话。另外，此层将会在数据中插入校验点来实现数据同步。
• 表示层
  • 为不同的用户提供数据和信息的转换。同时还提供解压缩和加解密服务。这一层保证了两个主机的信息可以互相理解。
• 应用层
  • 控制着用户绝大多数对于网络应用程序的访问，提供了访问网络服务的接口。

按照分工不同把互联网协议从逻辑上划分了层级：

端口

整个网络通信通过IP地址+端口来标识不同的网络服务

端口号是用来表示区别网络中不同的应用，操作系统会对端口进行

• 端口号使用16位，也就是2个字节的数字来标识，范围0-$2^{16}-1$ 0-65535

端口的分配是基于一定规则的，而不是随意分配的

知名端口

80，分配给http服务
21，分配给FTP服务

动态端口（Dynamic Ports）

一般不固定分配某种服务，动态分配。范围：1024-65535

所谓的动态分配，是指一个程序需要网络通信时，它向主机申请一个端口，主机从可用的端口号中分配一个供其使用。关闭程序时，同时释放占用的端口。

端口查看

netstat -ano