网络编程相关知识点
一、网络基础
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用途：未来的web框架的学习 未来的工作场景做铺垫
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两个运行中的程序如何传递信息？
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通过文件
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两台机器上的两个运行中的程序如何通信？
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通过网络
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网络应用开发架构
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C/S
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client 客户端
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server 服务端
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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
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B/S
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browser 浏览器
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server 服务端
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例如：淘宝 邮箱 各种游戏 百度 博客园 知乎 豆瓣 抽屉
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统一程序的入口
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B/S和C/S架构的关系：B/S是特殊的C/S架构
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网卡 ：是一个实际存在在计算机中的硬件
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mac地址 ：每一块网卡上都有一个全球唯一的mac地址
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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
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交换机进行局域网通信
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广播：发送给所有机器
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单播：发送给一个机器
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组播：发送给一组机器
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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
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ip地址
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ipv4协议 4位的点分十进制 32位2进制表示
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0.0.0.0 - 255.255.255.255
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ipv6协议 6位的冒分十六进制 128位2进制表示
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0:0:0:0:0:0-FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF
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公网ip：能被所有人访问到ip地址
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为什么你的外地朋友的电脑我们访问不了？
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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
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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
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192.168.0.0 - 192.168.255.255
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172.16.0.0 - 172.31.255.255
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10.0.0.0 - 10.255.255.255
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arp协议：通过ip地址获取mac地址
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交换机实现的
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使用了广播和单播
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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
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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
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子网掩码：判断两台机器是否在同一个网段内的
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port：端口，0-65535
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ip 地址能够确认一台机器
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ip + port 确认一台机器上的一个应用
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二、tcp / udp 协议
2.1 tcp协议
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特点：
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可靠，慢，全双工通信
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建立连接时：三次握手
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断开连接时：四次挥手
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在建立起连接之后
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发送的每一条信息都有回执
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为了保证数据的完整性，还有重传机制
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长连接：会一直占用双方的端口
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IO（input,output）操作,输入和输出是相对内存来说的
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write send - output
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read recv - input
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能够传递的数据长度几乎没有限制
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应用场景：
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文件的上传下载
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发送邮件，网盘，缓存电影等
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简述三次握手和四次挥手
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三次握手
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accept接受过程中等待客户端的连接
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connect客户端发起一个syn链接请求
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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
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client端进行回复ack之后，就建立起了一个tcp协议的链接
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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
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四次挥手
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server和client端对应的在代码中都有close方法
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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
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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
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可以结束两端的数据发送，表示链接断开了
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2.2 udp协议
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特点：
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无连接的，速度快
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可能会丢消息
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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
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应用场景：
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即时通信类
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qq，微信，飞秋等
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tcp协议和udp协议的区别
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tcp协议：是一个面向连接的，流式的，可靠的，慢的，全双工通信
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邮件 文件 http web
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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
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即时聊天工具 视频的在线观看
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2.3 粘包现象
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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
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黏包成因：只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包
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TCP协议中的数据传递
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tcp协议的拆包机制
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面向流的通信特点
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会发生粘包的两种情况：
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情况一 发送方的缓存机制
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情况二 接收方的缓存机制
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总结：
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粘包现象只发生在tcp协议中
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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
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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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tcp协议的粘包现象
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什么是粘包现象
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发生在发送端的粘包
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由于两个数据的发送时间间隔短+数据的长度小
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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
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为了减少tcp协议中的“确认收到”的网络延迟时间
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发生再接收端的粘包
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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
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数据会在接收放的内核的缓存端黏在一起
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本质： 接收信息的边界不清晰
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解决粘包问题
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自定义协议1
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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
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struct模块 pack 能够把所有的数字都固定的转换成4字节
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再发送报文
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自定义协议2
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我们专门用来做文件发送的协议
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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
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三、osi七层模型/osi五层协议
3.1 osi七层模型
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第七层：应用层
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第六层：表示层
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第五层：会话层
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第四层：传输层
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第三层：网络层
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第二层：数据链路层
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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 |
