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Python第三堂课（网络篇）
1.什么是互联网协议及为何要有互联网协议
1.1互联网协议就是一系列的网络协议，包括TCP/IP/Ethernet等协议，以上诸层一起构成网络中两个节点的通信标准。
1.2而其存在的意义就是定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。
2.osi五层模型
从上往下依次是
①应 用 层：规定应用程序的数据格式（不同程序不同标准，实现应用区分）
②传 输 层：在通过数据链路层和网络层寻找到目标主机后，为了实现软件层
面的通信，传输层建立端口到端口的通信，从而在应用层面上实
现通信。（端口范围0-65535，其中0-1023为系统端口）
传输层有两种传输协议：1，TCP协议（可靠传输）
2，UDP协议（不可靠传输）
③网 络 层：有了ethernet,MAC地址，广播的发送方式，我们理论上可以建
立任何两台计算机之间的通信。但是这会造成数据爆炸的灾难。
而网络层就是引入一套新的地址来区分不同的广播域/子网，这
套地址就是网络地址。规定这套新的网络地址的是IP协议，通
常由32位2进制数来表示同时为了区分不同的子网，还引入了
子网掩码的概念（32位2进 制数）。我们可以通过将IP与子
网掩码进行AND运算，对两个IP进行结果比对就可以知道是不
是存在同一个子网中，如果存在，就可以通过Ethernet协议进
行广播寻址实现通信。
｛所以IP有两个作用：1，为每一台计算机分配IP地址
2，确定哪些地址存在同一个子网内｝
同时IP数据包也分为两个部分：报头（20-60字节）和数据部分
（最多65515字节）
另外，网络中的任意两个节点在互知IP的情况下，通过ARP方式
寻找对方的MAC地址，这样我们就实现了通过了指定IP获取目标
MAC地址的目的。具体格式如下：
|
|
源MAC |
目标MAC |
源IP |
目标IP |
数据部分 |
|
发送端主机 |
发送端MAC |
FF:FF:FF:FF:FF:FF |
... |
... |
数据 |
④数据链路层：定义电信号的分组方式。
比如Ethernet协议，把一组电信号定义为“帧”。
一帧由报头和数据部分组成，报头包括收发MAC地址（各占6个字
节）以及定义数据 类型（6字节）共计18字节 ；数据部分最短
46字节，最长为1500字节 。
MAC通信方式为广播寻址，通过在同一个子网内广播目标MAC地址
建立通信
⑤物 理 层：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。
3，TCP三次握手以及四次握手
我们首先定义两个节点：Client定义为客户端（简称C），Server定义为服务端 （简称S） 。
3.1三次握手建立连接
①C——》SYN=1（请求建立连接），seq=x(特定序列号，请求通过)——》S
②S——》ACK=x+1(确认序列号)，seq=y（特定序列号，请求建立连接）——》C
③C——》seq=y+1（确认序列号，建立连接）——》S
3.2四次握手通讯结束
①C——》FIN=1(请求结束)，seq=x+2,ACK=y+1——》S
②S——》ACK=x+3(请求确认，同意结束通信)——》C【此时C-S通道关闭】
③S——》FIN=1（请求结束），seq=y+1——》C
④C——》seq=y+2(请求确认，同意结束通信）——》S【此时S-C通道关闭】
四次握手是为了避免数据传输尚未完成时通道中断，造成数据的不完整。
4，用户上网流程
以用户登录某网址为例，已知本机的IP地址，子网掩码，网关的IP地址，DNS的IP地址以及目标网址的顶级域名。
1，通过ipconfig或者网络面板查询本机IP,子网掩码，网关，DNS。
2，打开浏览器，输入目标网址。
3，通过全球13台根服务器，顶级域名服务器，COM域服务器解析网址域名获取网址对应的IP（整个过程包括迭代算法，递归算法）。
4，将程序要传递的数据封装为数据包
5，按照TCP协议封装数据包。
6，按照IP协议封装数据包
7，按照以太网协议封装数据包
8，服务器端回应数据请求，执行操作，完成网络通信。
整个过程可以理解为A用户从应用层开始自上而下将数据传输到B，B则从物理层开始自下而上解析传来的数据包，逐步解析，最终实现对A用户请求的响应。
2017-05-22
15:33:13
Python第三堂课（网络篇）