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