网络编程
2019-07-23 10:44:12 1 举报
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网络编程
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大纲/内容
计算机网络基础
C/S架构
Client与Server ,中文意思:客户端与服务器端架构,这里的客户端一般泛指客户端应用程序EXE,程序需要先安装后,才能运行在用户的电脑上,对用户的电脑操作系统环境依赖较大。
B/S架构
Browser与Server,中文意思:浏览器端与服务器端架构,Browser浏览器,其实也是一种Client客户端,只是这个客户端不需要大家去安装什么应用程序,只需在浏览器上通过HTTP请求服务器端相关的资源(网页资源),客户端Browser浏览器就能进行增删改查。
ip地址与ip协议
规定网络地址的协议叫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,它规定网络地址由32位2进制表示
范围0.0.0.0-255.255.255.255
一个ip地址通常写成四段十进制数,例:172.16.10.1
mac地址
head中包含的源和目标地址由来: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。
mac地址:每块网卡出厂时都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进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)
arp协议
查询IP地址和MAC地址的对应关系
主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址。收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
路由器
网关设备(Gateway)是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。
路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能
属网络层的一种互联设备。
局域网
指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。局域网是封闭型的。
子网掩码
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,如果已知网络部分是前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”子网掩码”,我们就能判断,任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为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子网络中,否则就不是。
端口
网络相关的程序才需要开一个端口,为的是能找到某台计算机上唯一的一个程序
在同一台机器上 同一时间 只能有一个程序占用同一个端口
通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务
TCP协议
全双工 (full-duplex) 的通信
tcp的三次握手
tcp的四次挥手
UDP协议
当应用程序希望通过UDP与一个应用程序通信时,传输数据之前源端和终端不建立连接。
当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。
tcp和udp的对比
osi模型
五层模型
应用层
传输层
对应TCP和UDP协议
网络层
ip协议
数据链路层
arp协议
物理层
01011010
socket
Socket是应用层与TCP/IP协议族(传输层)通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)
family
AF_UNIX
基于文件类型的套接字家族
AF_INET
基于网络类型的套接字家族。
AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET.默认的就是AF_INET
type
套接字类型应为SOCK_STREAM(默认值),SOCK_DGRAM,SOCK_RAW或其他SOCK_常量之一。
SOCK_STREAM 是基于TCP的,有保障的(即能保证数据正确传送到对方)面向连接的SOCKET,多用于资料传送。
SOCK_DGRAM 是基于UDP的,无保障的面向消息的socket,多用于在网络上发广播信息。
proto
协议号通常为零,可以省略,或者在地址族为AF_CAN的情况下,协议应为CAN_RAW或CAN_BCM之一。
fileno
如果指定了fileno,则其他参数将被忽略,导致带有指定文件描述符的套接字返回。 与socket.fromfd()不同,fileno将返回相同的套接字,而不是重复的。 这可能有助于使用socket.close()关闭一个独立的插座。
tcp协议和udp协议
TCP协议
TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向连接的协议(eg:打电话)、传输效率低全双工通信(发送缓存&接收缓存)、面向字节流。使用TCP的应用:Web浏览器;电子邮件、文件传输程序。
tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端
UDP协议
UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无连接的服务,传输效率高(发送前时延小),一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文,尽最大努力服务,无拥塞控制。使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)。
udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错
黏包
黏包现象
同时执行多条命令之后,得到的结果很可能只有一部分,在执行其他命令的时候又接收到之前执行的另外一部分结果,这种显现就是黏包。
只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包
黏包成因
面向流的通信特点和Nagle算法
发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。
UDP不会发生黏包
会发生黏包的两种情况
情况一 发送方的缓存机制。发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会合到一起,产生粘包)
情况二 接收方的缓存机制。接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)
小结
黏包现象只发生在tcp协议中:
1.从表面上看,黏包问题主要是因为发送方和接收方的缓存机制、tcp协议面向流通信的特点。
2.实际上,主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的
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