网络编程相关知识点 – Python量化投资

网络编程相关知识点

一、网络基础

  • 用途:未来的web框架的学习 未来的工作场景做铺垫

    • 两个运行中的程序如何传递信息?

      • 通过文件

    • 两台机器上的两个运行中的程序如何通信?

      • 通过网络

  • 网络应用开发架构

    • C/S

      • client 客户端

      • server 服务端

      • 例如:迅雷 qq 浏览器 飞秋 输入法 百度云 pycharm git VNC 红蜘蛛 各种游戏

    • B/S

      • browser 浏览器

      • server 服务端

      • 例如:淘宝 邮箱 各种游戏 百度 博客园 知乎 豆瓣 抽屉

    • 统一程序的入口

    • B/S和C/S架构的关系:B/S是特殊的C/S架构

  • 网卡 :是一个实际存在在计算机中的硬件

  • mac地址 :每一块网卡上都有一个全球唯一的mac地址

  • 交换机 :是连接多台机器并帮助通讯的物理设备,只认识mac地址

    • 交换机进行局域网通信

      • 广播:发送给所有机器

      • 单播:发送给一个机器

      • 组播:发送给一组机器

  • 协议 :两台物理设备之间对于要发送的内容,长度,顺序的一些约定

  • ip地址

    • ipv4协议 4位的点分十进制 32位2进制表示

      • 0.0.0.0 – 255.255.255.255

    • ipv6协议 6位的冒分十六进制 128位2进制表示

      • 0:0:0:0:0:0-FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF

  • 公网ip:能被所有人访问到ip地址

    • 为什么你的外地朋友的电脑我们访问不了?

      • 每一个ip地址要想被所有人访问到,那么这个ip地址必须是你申请的

  • 内网ip:这些区间的ip地址公网不会使用,避免了公网ip和内网ip的重叠

    • 192.168.0.0 – 192.168.255.255

    • 172.16.0.0 – 172.31.255.255

    • 10.0.0.0 – 10.255.255.255

  • arp协议:通过ip地址获取mac地址

    • 交换机实现的

    • 使用了广播和单播

  • 网关ip:一个局域网的网络出口,访问局域网之外的区域都需要经过路由器和网关

  • 网段:指的是一个地址段 ,如x.x.x.0或x.x.0.0或x.0.0.0

  • 子网掩码:判断两台机器是否在同一个网段内的

  • port:端口,0-65535

    • ip 地址能够确认一台机器

    • ip + port 确认一台机器上的一个应用

二、tcp / udp 协议

2.1 tcp协议

  • 特点:

    • 可靠,慢,全双工通信

    • 建立连接时:三次握手

    • 断开连接时:四次挥手

    • 在建立起连接之后

      • 发送的每一条信息都有回执

      • 为了保证数据的完整性,还有重传机制

    • 长连接:会一直占用双方的端口

    • IO(input,output)操作,输入和输出是相对内存来说的

      • write send – output

      • read recv – input

    • 能够传递的数据长度几乎没有限制

  • 应用场景:

    • 文件的上传下载

      • 发送邮件,网盘,缓存电影等

  • 简述三次握手和四次挥手

    • 三次握手

      • accept接受过程中等待客户端的连接

      • connect客户端发起一个syn链接请求

        • 如果得到了server端响应ack的同时还会再收到一个由server端发来的syc链接请求

        • client端进行回复ack之后,就建立起了一个tcp协议的链接

      • 三次握手的过程再代码中是由accept和connect共同完成的,具体的细节再socket中没有体现出来

    • 四次挥手

      • server和client端对应的在代码中都有close方法

      • 每一端发起的close操作都是一次fin的断开请求,得到’断开确认ack’之后,就可以结束一端的数据发送

      • 如果两端都发起close,那么就是两次请求和两次回复,一共是四次操作

      • 可以结束两端的数据发送,表示链接断开了

2.2 udp协议

  • 特点:

    • 无连接的,速度快

    • 可能会丢消息

    • 能够传递的数据长度是有限的,是根据数据传递设备的设置有关系

  • 应用场景:

    • 即时通信类

      • qq,微信,飞秋等

  • tcp协议和udp协议的区别

    • tcp协议:是一个面向连接的,流式的,可靠的,慢的,全双工通信

      • 邮件 文件 http web

    • udp协议:是一个面向数据报的,无连接的,不可靠,快的,能完成一对一、一对多、多对一、多对多的高效通讯协议

      • 即时聊天工具 视频的在线观看

2.3 粘包现象

  • 定义: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,这种现象就是粘包

  • 黏包成因:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

    • TCP协议中的数据传递

      • tcp协议的拆包机制

      • 面向流的通信特点

  • 会发生粘包的两种情况:

    • 情况一 发送方的缓存机制

    • 情况二 接收方的缓存机制

  • 总结:

    • 粘包现象只发生在tcp协议中

    • 从表面上看,粘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

    • 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

  • tcp协议的粘包现象

    • 什么是粘包现象

      • 发生在发送端的粘包

        • 由于两个数据的发送时间间隔短+数据的长度小

        • 所以由tcp协议的优化机制将两条信息作为一条信息发送出去了

        • 为了减少tcp协议中的“确认收到”的网络延迟时间

      • 发生再接收端的粘包

        • 由于tcp协议中所传输的数据无边界,所以来不及接收的多条

        • 数据会在接收放的内核的缓存端黏在一起

      • 本质: 接收信息的边界不清晰

    • 解决粘包问题

      • 自定义协议1

        • 首先发送报头,报头长度4个字节,内容是即将发送的报文的字节长度

          • struct模块 pack 能够把所有的数字都固定的转换成4字节

        • 再发送报文

      • 自定义协议2

        • 我们专门用来做文件发送的协议

        • 先发送报头字典的字节长度,再发送字典(字典中包含文件的名字、大小),再发送文件的内容

三、osi七层模型/osi五层协议

3.1 osi七层模型

  • 第七层:应用层

  • 第六层:表示层

  • 第五层:会话层

  • 第四层:传输层

  • 第三层:网络层

  • 第二层:数据链路层

  • 第一层:物理层

3.2 osi五层协议








层数名称 协议物理设备
第五层应用层python代码相关http/https/ftp/smtp协议 
第四层传输层port端口相关tcp/udp协议四层路由器,四层交换机
第三层网络层ip地址相关ipv4/ipv6协议(三层)路由器,三层交换机
第二层数据链路层mac地址相关arp协议网卡,(二层)交换机
第一层物理层   

https://www.cnblogs.com/zengyi1995/p/11329059.html

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