Python3-socket网络知识储备

本文参考文章：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6129246.html

计算机基础知识

客户端软件基于网络发送一条信息给服务端软件，流程是：

1、客户端软件产生数据，存放于客户端软件的内存中，然后调用接口将自己内存中的数据发送/拷贝给操作系统内存

2、客户端操作系统收到数据后，按照客户端软件指定的规则（即协议），调用网卡发送数据

3、网络传输数据

4、服务端软件调用系统接口，想要将数据从操作系统内存拷贝到自己的内存中

5、服务端操作系统收到4的指令后，使用于客户都安相同的规则（即协议）从网卡接收到数据，然后拷贝给服务端软件

网络基础知识

TCP/IP五层模型

物理层

物理层由来：上面提到，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：主要是基于电器特性发送高低电压（电信号），高电压对应数字1，低电压对应数字0

数据链路层

数据链路层由来：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

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字节，最长1500字节)

• 数据包的具体内容

head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送

mac地址：

head中包含的源和目标地址又来：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。

广播：

有了mac地址，统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

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彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由

一个个彼此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，

这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难

网络层功能：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

ICMP

前面讲到了，IP协议并不是一个可靠的协议，它不保证数据被送达，那么，自然的，保证数据送达的工作应该由其他的模块来完成。其中一个重要的模块就是ICMP(网络控制报文)协议。

当传送IP数据包发生错误－－比如主机不可达，路由不可达等等，ICMP协议将会把错误信息封包，然后传送回给主机。给主机一个处理错误的机会.

我们一般主要用ICMP协议检测网络是否通畅，基于ICMP协议的工具主要有ping 和traceroute

arp : 广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址

传输层 (TCP/UDP)

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，暴风影音，迅雷等多个应用程序，

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呢？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

补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口

OSI七层：

物理层：以二进制的形式在物理媒体上传输数据。

数据链路层：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧

网络层：主要任务是选择合适的网间路由和交换节点，确保数据的传输，将帧数据封装成包， 路由协议以及地址解析，还包括拥塞控制、网际互联

传输层：传输层的数据单元是包；跟踪数据单元碎片，乱序到达的数据包和其他在传输过程中可能遇到的危险； 为上层提供透明的可靠的数据传输服务；传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节

会话层：会话层的数据传输单元是报文；会话层不参与具体的传输；会话层提供包括访问验证和会话管理在内 的建立和维护应用之间的通信机制

表示层：解决传输信息的语法表示问题，即提供格式化的表示和转换数据服务， 数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法， 转换为适合于OSI系统内部使用的传输语法

应用层：负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系；应用层提供文件服务、目录服务、文件传输等服务； 该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务；TCP协议需要依赖IP协议才能进行安全可靠的数据传输