osi五層協議： 1.應用層包含（應用層、表示層、會話層）:http,ftp 應用層由來：用戶使用的都是應用程序，均工作於應用層，互聯網是開發的，大家都可以開發自己的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的組織形式

應用層功能：規定應用程序的數據格式。

例：TCP協議可以為各種各樣的程序傳遞數據，比如Email、WWW、FTP等等。那麽，必須有不同協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了”應用層”。

應用程序---》TCP--》IP--->以太網驅動程序--》以太網

2.傳輸層:tcp/udp 傳輸層的由來：網絡層的ip幫我們區分子網，以太網層的mac幫我們找到主機，然後大家使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啟qq，暴風影音，等多個應用程序，

那麽我們通過ip和mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序，答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。

傳輸層功能：建立端口到端口的通信

補充：端口範圍0-65535，0-1023為系統占用端口

tcp協議：

可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上可以無限長，但是為了保證網絡的效率，通常TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包不必再分割。

以太網頭 ip 頭 tcp頭 數據

udp協議：

不可靠傳輸，”報頭”部分一共只有8個字節，總長度不超過65,535字節，正好放進一個IP數據包。

以太網頭 ip頭 udp頭 數據

tcp報文

tcp三次握手和四次揮手

3.網絡層:ip 網絡層功能：引入一套新的地址用來區分不同的廣播域／子網，這套地址即網絡地址 IP協議： ?規定網絡地址的協議叫ip協議，它定義的地址稱之為ip地址，廣泛采用的v4版本即ipv4，它規定網絡地址由32位2進制表示 ?範圍0.0.0.0-255.255.255.255 ?一個ip地址通常寫成四段十進制數，例：172.16.10.1 ip地址分成兩部分 ?網絡部分：標識子網 ?主機部分：標識主機

註意：單純的ip地址段只是標識了ip地址的種類，從網絡部分或主機部分都無法辨識一個ip所處的子網

例：172.16.10.1與172.16.10.2並不能確定二者處於同一子網

子網掩碼

所謂”子網掩碼”，就是表示子網絡特征的一個參數。它在形式上等同於IP地址，也是一個32位二進制數字，它的網絡部分全部為1，主機部分全部為0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知網絡部分是前24位，主機部分是後8位，那麽子網絡掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，寫成十進制就是255.255.255.0。

知道”子網掩碼”，我們就能判斷，任意兩個IP地址是否處在同一個子網絡。方法是將兩個IP地址與子網掩碼分別進行AND運算（兩個數位都為1，運算結果為1，否則為0），然後比較結果是否相同，如果是的話，就表明它們在同一個子網絡中，否則就不是。

比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子網掩碼都是255.255.255.0，請問它們是否在同一個子網絡？兩者與子網掩碼分別進行AND運算，

172.16.10.1： 10101100.00010000.00001010.000000001

255255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.00000000

AND運算得網絡地址結果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

172.16.10.2： 10101100.00010000.00001010.000000010

255255.255.255.0: 11111111.11111111.11111111.00000000 AND運算得網絡地址結果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

結果都是172.16.10.0，因此它們在同一個子網絡。

總結一下，IP協議的作用主要有兩個，一個是為每一臺計算機分配IP地址，另一個是確定哪些地址在同一個子網絡。

ip數據包

ip數據包也分為head和data部分，無須為ip包定義單獨的欄位，直接放入以太網包的data部分

head：長度為20到60字節

data：最長為65,515字節。

而以太網數據包的”數據”部分，最長只有1500字節。因此，如果IP數據包超過了1500字節，它就需要分割成幾個以太網數據包，分開發送了。

4.數據鏈路層:ethernet（以太網協議） ethernet規定 ?一組電信號構成一個數據包，叫做‘幀’ ?每一數據幀分成：報頭head和數據data兩部分 head包含：(固定18個字節) ?發送者／源地址，6個字節 ?接收者／目標地址，6個字節 ?數據類型，6個字節

data包含：(最短46字節，最長1500字節) ?數據包的具體內容

head長度＋data長度＝最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送

mac地址：

head中包含的源和目標地址由來：ethernet規定接入internet的設備都必須具備網卡，發送端和接收端的地址便是指網卡的地址，即mac地址

mac地址：每塊網卡出廠時都被燒制上一個世界唯一的mac地址，長度為48位2進制，通常由12位16進制數表示（前六位是廠商編號，後六位是流水線號）

廣播：

有了mac地址，同一網絡內的兩臺主機就可以通信了（一臺主機通過arp協議獲取另外一臺主機的mac地址）

ethernet采用最原始的方式，廣播的方式進行通信，即計算機通信基本靠吼

5.物理層：發送電信號 功能：主要是基於電器特性發送高低電壓(電信號)，高電壓對應數字1，低電壓對應數字0 編寫一個基於網絡通信的C/S架構的軟件 C/S:client<--------網絡---------->server B/S:瀏覽器<--------網絡---------->server

server端應該遵循的原則: 1. 無論是服務端還是客戶端都應該有一個唯一的地址(ip+port),但是服務端ip+port必須固定/綁定 2. 一直對外提供服務,穩定運行 3. 服務端應該支持並發 2. 網絡 網絡=底層的物理連接介質+互聯網協議(就是計算機界的英語) 2.3.6 socket 應用層由來：用戶使用的都是應用程序，均工作於應用層，互聯網是開發的，大家都可以開發自己的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的組織形式

應用層功能：規定應用程序的數據格式。

例：TCP協議可以為各種各樣的程序傳遞數據，比如Email、WWW、FTP等等。那麽，必須有不同協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了”應用層”。

2.3.6 socket

我們知道兩個進程如果需要進行通訊最基本的一個前提能能夠唯一的標示一個進程，在本地進程通訊中我們可以使用PID來唯一標示一個進程，但PID只在本地唯一，網絡中的兩個進程PID沖突幾率很大，這時候我們需要另辟它徑了，我們知道IP層的ip地址可以唯一標示主機，而TCP層協議和端口號可以唯一標示主機的一個進程，這樣我們可以利用ip地址＋協議＋端口號唯一標示網絡中的一個進程。

能夠唯一標示網絡中的進程後，它們就可以利用socket進行通信了，什麽是socket呢？我們經常把socket翻譯為套接字，socket是在應用層和傳輸層之間的一個抽象層，它把TCP/IP層復雜的操作抽象為幾個簡單的接口供應用層調用已實現進程在網絡中通信。

socket起源於UNIX，在Unix一切皆文件哲學的思想下，socket是一種"打開—讀/寫—關閉"模式的實現，服務器和客戶端各自維護一個"文件"，在建立連接打開後，可以向自己文件寫入內容供對方讀取或者讀取對方內容，通訊結束時關閉文件。 Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

所以，我們無需深入理解tcp/udp協議，socket已經為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規定去編程，寫出的程序自然就是遵循tcp/udp標準的。

也有人將socket說成ip+port，ip是用來標識互聯網中的一臺主機的位置，而port是用來標識這臺機器上的一個應用程序，ip地址是配置到網卡上的，而port是應用程序開啟的，ip與port的綁定就標識了互聯網中獨一無二的一個應用程序

而程序的pid是同一臺機器上不同進程或者線程的標識

不在局域網的情況下 先從源地址（自己）傳到網關 再由網關傳到 你想傳的地址

五 套接字發展史及分類

套接字起源於 20 世紀 70 年代加利福尼亞大學伯克利分校版本的 Unix,即人們所說的 BSD Unix。 因此,有時人們也把套接字稱為“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一開始,套接字被設計用在同 一臺主機上多個應用程序之間的通訊。這也被稱進程間通訊,或 IPC。套接字有兩種（或者稱為有兩個種族）,分別是基於文件型的和基於網絡型的。

基於文件類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基於文件的套接字調用的就是底層的文件系統來取數據，兩個套接字進程運行在同一機器，可以通過訪問同一個文件系統間接完成通信 基於網絡類型的套接字家族 套接字家族的名字：AF_INET

(還有AF_INET6被用於ipv6，還有一些其他的地址家族，不過，他們要麽是只用於某個平臺，要麽就是已經被廢棄，或者是很少被使用，或者是根本沒有實現，所有地址家族中，AF_INET是使用最廣泛的一個，python支持很多種地址家族，但是由於我們只關心網絡編程，所以大部分時候我麽只使用AF_INET) 六 套接字工作流程 先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然後與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然後連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求並處理請求，然後把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最後關閉連接，一次交互結束

socket()模塊函數用法

復制代碼 1 import socket 2 socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0) 3 socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默認值為 0。 4 5 獲取tcp/ip套接字 6 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 7 8 獲取udp/ip套接字 9 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) 10 11 由於 socket 模塊中有太多的屬性。我們在這裏破例使用了‘from module import *‘語句。使用 ‘from socket import *‘,我們就把 socket 模塊裏的所有屬性都帶到我們的命名空間裏了,這樣能 大幅減短我們的代碼。 12 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服務端套接字函數 s.bind() 綁定(主機,端口號)到套接字 s.listen() 開始TCP監聽 s.accept() 被動接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來

客戶端套接字函數 s.connect() 主動初始化TCP服務器連接 s.connect_ex() connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常

公共用途的套接字函數 s.recv() 接收TCP數據 s.send() 發送TCP數據(send在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據丟失,不會發完) s.sendall() 發送完整的TCP數據(本質就是循環調用send,sendall在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據不丟失,循環調用send直到發完) s.recvfrom() 接收UDP數據 s.sendto() 發送UDP數據 s.getpeername() 連接到當前套接字的遠端的地址 s.getsockname() 當前套接字的地址 s.getsockopt() 返回指定套接字的參數 s.setsockopt() 設置指定套接字的參數 s.close() 關閉套接字

面向鎖的套接字方法 s.setblocking() 設置套接字的阻塞與非阻塞模式 s.settimeout() 設置阻塞套接字操作的超時時間 s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超時時間

面向文件的套接字的函數 s.fileno() 套接字的文件描述符 s.makefile() 創建一個與該套接字相關的文件

復制代碼 1：用打電話的流程快速描述socket通信 2：服務端和客戶端加上基於一次鏈接的循環通信 3：客戶端發送空，卡主，證明是從哪個位置卡的 服務端： from socket import * phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) phone.bind((‘127.0.0.1‘,8081)) phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept() while True: data=conn.recv(1024) print(‘server===>‘) print(data) conn.send(data.upper()) conn.close() phone.close() 客戶端： from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) phone.connect((‘127.0.0.1‘,8081))

while True: msg=input(‘>>: ‘).strip() phone.send(msg.encode(‘utf-8‘)) print(‘client====>‘) data=phone.recv(1024) print(data)

說明卡的原因：緩沖區為空recv就卡住，引出原理圖

4.演示客戶端斷開鏈接，服務端的情況，提供解決方法

5.演示服務端不能重復接受鏈接，而服務器都是正常運行不斷來接受客戶鏈接的

6:簡單演示udp 服務端 from socket import * phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) phone.bind((‘127.0.0.1‘,8082)) while True: msg,addr=phone.recvfrom(1024) phone.sendto(msg.upper(),addr) 客戶端 from socket import * phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) while True: msg=input(‘>>: ‘) phone.sendto(msg.encode(‘utf-8‘),(‘127.0.0.1‘,8082)) msg,addr=phone.recvfrom(1024) print(msg)

udp客戶端可以並發演示 udp客戶端可以輸入為空演示，說出recvfrom與recv的區別，暫且不提tcp流和udp報的概念，留到粘包去說

復制代碼

第三十天筆記