套接字，互联网通信协议介绍
一. 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
互联网中到处都是C/S架构（B/S架构也是C/S架构的一种）
eg 腾讯作为服务端为你提供视频，但是得下载客户端才能看它的视频
我们学习socket模块就是为了完成C/S架构的开发
二. OSI七层
一个完整的计算机系统是由硬件，操作系统，应用软件三者组成的。具备了这三个条件，一台计算机系统就可以自己跟自己玩了。但是如果想和别人一起玩就需要上网了。互联网是物理连接介质和通信协议组成。
osi七层协议，有些人把七层合并成五层或者四层，本质都是一样的。
每层运行常见的物理设备：
osi七层协议数据传输的封包与解包的过程：
三. tcp/ip五层模型讲解
我们将应用层，表示层和会话层并作为应用层，从tcp/ip五层协议的角度来阐述每层的由来和功能，搞清楚了每层的主要协议，就理解了整个互联网通信的原理。
首先用户感知到的是应用层，自上而下的每层都依赖于下一层，所以我们最下一层开始切入，比较好理解。每层都运行特定的协议，越往上越靠近用户，越往下越靠近硬件。
3.1 物理层
物理层的由来：上面提到，孤立的计算机要是想一起玩，就必须接入internet，言外之意就是计算机必须完成组网（通过光缆，电缆，双绞线，或者无线电波）。
物理层功能：主要是基于电气特性发送高低电压（电信号），高电压对应数字1，低电压对应数字0。
3.2 数据链路层
数据链路层的由来：单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思。
数据链路层的功能：定义了电信号的分组方式。
以太网协议：
早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet。
ethernet规定
· 一组电信号构成一个数据包，叫做 ‘帧’
· 每一数据帧分成：报头head和数据data两部分
| 报头 | 数据 |
|---|
head包含：（固定18个字节）
· 发送者/源地址，6个字节
· 接收者/目标地址，6个字节
· 数据类型，6个字节
data包含：（最短46个字节，最长1500字节）
· 数据包内容
head长度+data长度=最短64个字节，最长1518个字节，超过最大限制就分片发送
mac地址：
head地址中包含源和目标地址的由来：ethernet规定接入internet的设备接入internet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：每块网卡出厂时都会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进制数来表示（前6位时厂商编号，后六位是流水线号）。
广播：
有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了（一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址）ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼。
3.3 网络层
网络层由来：有了ethernet，mac地址，广播的发送方式，世界上的计算机就可以批次通信了，问题是世界范围的互联网是由一个个批次隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这就不仅仅是效率的问题了，这会是一场灾难。
上图结论：必须找出一种方法来区分哪些计算机属于统一广播域，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），马车地址是无法区分的，它只和厂商有关。
网络层的功能：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。
IP协议：
· 规定网络写地址的协议叫做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，它规定的网络地址由32位2进制数表示
· 范围0.0.0.0-255.255.255.255
· 一个ip地址通常写作四段十进制数，例 172.16.10.1
ip地址分为两部分：
· 网络部分：标识子网
· 主机部分：标识主机
注意：单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类，从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网。例，192.16.10.1与192.16.10.2并不能确定两者在同一子网。
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，如果一直网络部分是前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.
知道了子网掩码，我们就能判断，任意两个ip地址是否处于同一个子网络。方法就是将两个ip地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数都为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自网络中，否则就不是。
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，请问他们是否在同一个子网络？
172.16.10.1： 10101100.00010000.00001010.00000001
255.255.255.0：11111111.11111111.11111111.00000000-----》10101100.00010000.00001010.00000000转换成十进制172.16.10.0
172.16.10.2： 10101100.00010000.00001010.00000010
255.255.255.0：11111111.11111111.11111111.00000000-----》10101100.00010000.00001010.00000000转换成十进制172.16.10.0
最终结果都是172.16.10.0，说明他们在同一个网络。
总结一下，ip地址的作用主要有两个，一个是位每一台计算机分配ip地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。
IP数据包：
ip数据包也分为head和data 部分，无序为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分。
head：长度为20-60字节
data：最长为65616字节
而以太网数据包的‘数据部分，最长只有1500字节。因此，如果ip数据包超过了1500字节，他就需要分割成集个以太网数据包，分开发送了。
| 以太网头 | ip头 | ip数据 |
|---|
ARP协议：
arp协议的由来：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，在谈及以太网协议的时候，我们了解到，通信是基于mac的广播方式实现的，计算机在发包的时候获取自身mac地址是很容易的，如何获取目标主机爹mac，就需要通过arp协议。
arp协议的功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址。
协议工作方式：每台主机IP都是一直跌。
例如：主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24
一：首先通过ip地址和子王亚那么分出自己所在的子网
| 场景 | 数据包地址 |
|---|---|
| 同一子网 | 目标主机mac，目标主机ip |
| 不同子网 | 网关mac，目标主机ip |
二：分析172.16.10.10/24和172.16.10.11/24处于同一网络（如果不是同一网络，那么下表中目标ip为172.16.10.1，通过arp获取得是网关的mac）
三：这个包会以广播的方式在发送端所处的自网内传输，所有主机接收后拆开包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己的mac
3.4 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，影音风暴等多个应用程序。那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如果表示这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与往卡关联的编号。
传输层的功能：建立端口和端口的通信。
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，总行都不超过65535字节，正好放进一个ip数据包。
tcp报文：
TCP协议三次握手:
TCP四次挥手：
