网络编程基础第一部分

网络编程基础

计算机网络功能主要包括实现资源共享，实现数据信息的快速传递。

OSI七层模型

制定组织： ISO（国际标准化组织）

作用：使网络通信工作流程标准化

应用层 ： 提供用户服务，具体功能有应用程序实现
表示层 ： 数据的压缩优化加密
会话层 ： 建立用户级的连接，选择适当的传输服务
传输层 ： 提供传输服务
网络层 ： 路由选择，网络互联
链路层 ： 进行数据交换，控制具体数据的发送
物理层 ： 提供数据传输的硬件保证，网卡接口，传输介质

优点

1. 建立了统一的工作流程
2. 分部清晰，各司其职，每个步骤分工明确
3. 降低了各个模块之间的耦合度，便于开发

四层模型（TCP/IP模型）

背景 ： 实际工作中工程师无法完全按照七层模型要求操作，逐渐演化为更符合实际情况的四层

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zhTjtBKW-1574940046488)(img/1_tcpip模型.png)]

数据传输过程

1. 发送端由应用程序发送消息，逐层添加首部信息，最终在物理层发送消息包。
2. 发送的消息经过多个节点（交换机，路由器）传输，最终到达目标主机。
3. 目标主机由物理层逐层解析首部消息包，最终到应用程序呈现消息。

网络协议

在网络数据传输中，都遵循的规定，包括建立什么样的数据结构，什么样的特殊标志等。

网络基础概念

• IP地址

功能：确定一台主机的网络路由位置

查看本机网络地址命令： ifconfig

结构

IPv4 点分十进制表示 172.40.91.185 每部分取值范围0–255
IPv6 128位 扩大了地址范围

• 域名

定义： 给网络服务器地址起的名字

作用： 方便记忆，表达一定的含义

ping [ip] : 测试和某个主机是否联通

• 端口号（port）

作用：端口是网络地址的一部分，用于区分主机上不同的网络应用程序。

特点：一个系统中的应用监听端口不能重复

取值范围： 1 – 65535

1–1023 系统应用或者大众程序监听端口
1024–65535 自用端口

传输层服务

面向连接的传输服务（基于TCP协议的数据传输）

1. 传输特征 ： 提供了可靠的数据传输，可靠性指数据传输过程中无丢失，无失序，无差错，无重复。
2. 实现手段 ： 在通信前需要建立数据连接，通信结束要正常断开连接。

三次握手（建立连接）

客户端向服务器发送消息报文请求连接
服务器收到请求后，回复报文确定可以连接
客户端收到回复，发送最终报文连接建立

四次挥手（断开连接）

主动方发送报文请求断开连接
被动方收到请求后，立即回复，表示准备断开
被动方准备就绪，再次发送报文表示可以断开
主动方收到确定，发送最终报文完成断开

3. 适用情况 ： 对数据传输准确性有明确要求，传数文件较大，需要确保可靠性的情况。比如：网页获取，文件下载，邮件收发。

面向无连接的传输服务（基于UDP协议的数据传输）

1. 传输特点 ： 不保证传输的可靠性，传输过程没有连接和断开，数据收发自由随意。
2. 适用情况 ： 网络较差，对传输可靠性要求不高。比如：网络视频，群聊，广播

面试要求

• OSI七层模型介绍一下，tcp/ip模型是什么？
• tcp服务和udp服务有什么区别？
• 三次握手和四次挥手指什么，过程是怎样的？

socket套接字编程

套接字介绍

1. 套接字 ： 实现网络编程进行数据传输的一种技术手段
2. Python实现套接字编程：import socket
3. 套接字分类

流式套接字(SOCK_STREAM): 以字节流方式传输数据，实现tcp网络传输方案。(面向连接–tcp协议–可靠的–流式套接字)

数据报套接字(SOCK_DGRAM):以数据报形式传输数据，实现udp网络传输方案。(无连接–udp协议–不可靠–数据报套接字)

tcp套接字编程

服务端流程

套接字编程语法代码在第二部分

补充：局域网（网段）图示：

路由器为家庭分配的地址可以与其他路由器分配的地址重复，但路由器和路由器的内置地址不会重复。
补充：