Python之路 - 网络编程初识
前言 🍀
在互联网没有诞生之前 , 我们都是在自己的计算机上自娱自乐 , 那时候的程序也都是单机版的程序 , 随后互联网诞生了 , 用网络把各个计算机连接到了一起 , 让处在网络中的计算机可以互相通信 , 网络编程就是如何在程序中实现两台计算机之间的通信
最基本的例子莫过于我们传输文件了 , 没有网络的情况下我们只能利用U盘或者硬盘 , 先从我的计算机上将要传输的文件写入到我们的U盘或者硬盘 , 然后再用已有文件的U盘或者硬盘写入其他计算机 , 这样的局限性有多大可想而知 ; 利用网络我们可以直接十万八千里进行文件传输 , 比如用我的QQ传文件给你的QQ , 当然这个例子可能不怎么好 , 因为你传文件一般可能不会用QQ来传
网络协议 🍀
网络的存在是为了能使计算机之间进行通信 , 既然是通信那么就得有一门大家都会的语言吧 . 就像我跟你说话 , 我只会中文而你只会英文 , 那么我们两个拿什么交流 ? 花钱请个翻译官 ? 不存在的 …… 那么在网络上的各台计算机之间也需要一种大家都会的语言 , 这就是网络协议
网络协议是网络上所有设备之间通信规则的集合 , 它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义
为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信 , 以便在更大的范围内建立计算机网络 , 国际标准化组织( ISO ) 在1987年提出了 “开放系统互联参考模型” , 即著名的OSI/RM模型(Open System Interconection/Reference Model) . 它将计算机网络体系结构的通信协议分为七层 , 如下图
在上图中右边协议部分我们可以了解各层中所包含的协议 , 互联网协议包含了上百种协议 , 但是最重要的两个协议是TCP和IP协议 , 所以我们把互联网的协议简称TCP/IP协议
IP协议 🍀
IP ( Internet Protocol ) 就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议 , 翻译过来即”因特网协议” , 简称”网协”
它定义的地址称为IP地址 , 广泛采用v4版本即IPv4 , 它规定网络地址由32位2进制表示 , 范围为 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255 , 一个IP地址通常协程四段十进制数 , 例如 : 127.0.0.1 . 还有IPv6地址 , 规定网络地址由128位2进制表示 , 它是目前使用的IPv4的升级版 , 以字符串表示如 : 2001:0db8:85a3:0042:1000:8a2e:0370:7334
通信的时候 , 双方必须知道对方的标识 , 好比发邮件必须知道对方的邮件地址 . 互联网上每个计算机的唯一标识就是IP地址 , 如果一台计算机同时接入到两个或更多的网络 , 比如路由器 , 它就会有两个或多个IP地址 , 所以 , IP地址对应的实际上是计算机的网络接口 , 通常是网卡
IP协议负责把数据从一台计算机通过网络发送到另一台计算机 . 数据被分割成一小块一小块 , 然后通过IP包发送出去 , 由于互联网链路复杂 , 两台计算机之间经常有多条线路 , 因此 , 路由器就负责决定如何把一个IP包转发出去 ; IP包的特点是按块发送 , 途径多个路由 , 但不保证能到达 , 也不保证顺序到达
一个IP包除了包含要传输的数据外 , 还包含源IP地址和目标IP地址 , 源端口和目标端口
TCP协议 🍀
TCP协议则是建立在 IP协议 之上的 , TCP协议负责在两台计算机之间建立可靠连接 , 保证数据包按顺序到达 ; TCP协议会通过握手建立连接 , 然后 , 对每个IP包编号 , 确保对方按顺序收到 , 如果包丢掉了 , 就自动重发
许多常用的更高级的协议都是建立在TCP协议基础上的 , 比如用于浏览器的HTTP协议、发送邮件的SMTP协议等
互联网本质上就是一系列的网络协议 , 互联网协议的功能是定义计算机如何接入internet , 以及接入internet的计算机通信标准
网络编程 🍀
互联网已经建立成功了 , 也就是说一大堆协议都准备好了 , 你只是规定好了计算机怎么接入互联网 , 但是却没告诉计算机接入之后怎么收发消息 , 也就是说并没有完全实现通信 , 仅仅是”通”了而已
网络编程就是以实现计算机之间通信为目的的编程 , 而实现计算机之间的通信实质上是实现计算机上两个进程的通信 , 比如我在两台计算机上都装有QQ , 我用一台计算机上的QQ给另一台计算机上的QQ发消息 , 明显实现该通信并不是两台计算机直接通信的 , 而是通过QQ这个正在运行的软件即一个进程来实现该通信的
所以我们可以这样说网络编程就是以实现进程间通信为目的的编程
