Python基礎(chǔ)入門教程30：企業(yè)級開發(fā)進(jìn)階2網(wǎng)絡(luò)編程

本節(jié)內(nèi)容

• 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識
  什么是網(wǎng)絡(luò)
  什么是網(wǎng)絡(luò)編程
  IP地址是什么鬼
  端口號又是什么鬼
  據(jù)說還有個網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議
• TCP編程
• UDP編程

1. 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議

1.1. 什么是網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)是將我們運(yùn)行的多臺個人PC，通過有線網(wǎng)或者無線網(wǎng)連接起來，方便多臺電腦之間的數(shù)據(jù)傳輸而出現(xiàn)的，如我們個人PC如果單獨(dú)使用的時候，只能當(dāng)成單臺電腦運(yùn)行單機(jī)軟件，寫寫文檔、看看下載好的電影、玩玩單機(jī)游戲等等，如果此時想和其他使用電腦的人說句話~你只能通過張嘴喊話的方式了；如果電腦聯(lián)網(wǎng)的話，就可以通過飛秋、QQ等各種手段實(shí)現(xiàn)，常見的網(wǎng)絡(luò)都有哪些呢

網(wǎng)絡(luò)根據(jù)使用的范圍和區(qū)域的不同，劃分了不同的幾個檔次
單機(jī)：單機(jī)其實(shí)也是一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，只能訪問當(dāng)前PC的數(shù)據(jù)，單機(jī)的網(wǎng)絡(luò)IP地址：127.0.0.1
局域網(wǎng)：兩臺或者兩臺以上的電腦，通過交換機(jī)或者路由器進(jìn)行互相連接，在一定的范圍內(nèi)局域網(wǎng)的PC可以實(shí)現(xiàn)互相通信的目的；一般情況局域網(wǎng)的PC數(shù)量在2臺到幾千臺PC之間
城域網(wǎng)：是一種大型的局域網(wǎng)，可以訪問的數(shù)據(jù)信息更多，通常情況下，城域網(wǎng)這個術(shù)語是從城市網(wǎng)絡(luò)抽象出來的，也就是將一個城市中的PC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的手段
廣域網(wǎng)：通常是指代的跨地域的網(wǎng)絡(luò)通信，一般情況下以國家或者地域?yàn)閱挝?，讓?shù)據(jù)通信更加的廣闊

網(wǎng)絡(luò)：其實(shí)就是通過運(yùn)營商提供的一種數(shù)據(jù)通信手段，將不同的PC進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)不同的PC之間數(shù)據(jù)通信為目的的一種手段，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)操作的范圍劃分單機(jī)、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等不同的網(wǎng)絡(luò)訪問層次結(jié)構(gòu)。

1.2. 什么是網(wǎng)絡(luò)編程

如果有了網(wǎng)絡(luò)之后，網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)都直接可以讓別人訪問的話，就會出現(xiàn)非常嚴(yán)重的數(shù)據(jù)安全問題；
次數(shù)就需要一種手段，將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享的同時增加限制訪問權(quán)限；

網(wǎng)絡(luò)編程就是通過編程的手段，讓不同的PC之間可以使用恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)的共享，同時添加各種限制權(quán)限讓網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)更加安全的一種技術(shù)操作。

在網(wǎng)絡(luò)編程中，會出現(xiàn)一些專業(yè)的術(shù)語名詞，需要簡單了解一下

• 服務(wù)器：專門用于數(shù)據(jù)共享的PC，將數(shù)據(jù)共享給所屬網(wǎng)絡(luò)中其他的PC，其他的PC可以通過網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器提供的訪問手段來訪問服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，如：淘寶就有自己的服務(wù)器，我們可以通過瀏覽器訪問http://www.taobao.com來訪問淘寶服務(wù)器上的數(shù)據(jù)
• 客戶端：在網(wǎng)絡(luò)中獲取數(shù)據(jù)的PC，當(dāng)我們訪問淘寶服務(wù)器的時候，我們自己的PC就是客戶端

1.3. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸：ip地址

如果一旦多個PC組成一個網(wǎng)絡(luò)，就會出現(xiàn)這樣一個問題，通過什么樣的方式來確定某一個PC就是它自己呢，就如同讓你怎么證明你就是你自己一樣，生活中，我們會通過身份證號碼來證明自己就是唯一的自己；網(wǎng)絡(luò)中一般通過IP地址來確定網(wǎng)絡(luò)中的某一個PC

網(wǎng)絡(luò)中通過IP地址來確定某個唯一的電腦

IP地址也是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，英文名稱是Internet Protobcal Address，它提供了一種統(tǒng)一的地址格式，為網(wǎng)絡(luò)中的PC分配一個唯一的整數(shù)序列，通常IP地址時一個二進(jìn)制的數(shù)字序列，為了方便我們理解，轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制整數(shù)，如：01100100.00000100.00000101.00000110就是一個IP地址，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制之后就是：100.4.5.6；如果大家了解過二進(jìn)制的表示方式的話，就能看出來IP地址中的每一組數(shù)據(jù)的范圍都是0~255之間

IP地址的編碼方案：為了區(qū)分不同的機(jī)構(gòu)使用的PC，約定俗稱的將IP地址劃分成了不同的類型，一般有A/B/C/D/E五類

IP地址分類

我們已經(jīng)看出來了，IP地址可以表示的PC時期是非常有限的，總共能表示的電腦個數(shù)大概43億個左右，如果一旦PC數(shù)量超出這個范圍就表示不了了；所以在近些年，將原來的這樣的IP地址表示方式，定義為IPv4版本；并且推出了IPv6的表示方式，IPv6可以標(biāo)識更加多的PC；對于這部分的了解，大家有時間的時候可以自己拓展一下。

1.4. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸：端口號

當(dāng)我們的電腦已經(jīng)處于網(wǎng)絡(luò)中時，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信了，但是此時又遇到這樣一個問題；我們在自己的PC上可能同時打開了多個程序：QQ，微信、淘寶，如果我們向淘寶服務(wù)器發(fā)起了數(shù)據(jù)請求，淘寶服務(wù)器返回了我們需要的數(shù)據(jù)，那這些數(shù)據(jù)根據(jù)IP地址找到了我們的個人PC，但是數(shù)據(jù)應(yīng)該交個那個應(yīng)用程序呢？

數(shù)據(jù)請求過程

此時，就如同我們從淘寶上買了一件商品，商品通過快遞（網(wǎng)絡(luò)）寄送到我們的地址了，但是怎么樣找到對應(yīng)的人呢？答案很簡單：通過我們收貨人姓名來確定收快遞的是誰。在網(wǎng)絡(luò)中我們訪問的數(shù)據(jù)，怎么區(qū)分是哪個程序呢，通過端口（Port）來進(jìn)行確定，每一個端口都會對應(yīng)唯一的一個應(yīng)用程序，如瀏覽器訪問的數(shù)據(jù)，是通過80端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模現(xiàn)TP服務(wù)器是通過21端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡鹊?/p>

常見的端口：

1.5. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸：網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議

我們有了網(wǎng)絡(luò)，有了IP地址，有了端口號Port，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中不同的PC上的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通信了，但是數(shù)據(jù)通信沒有問題的前提下又出現(xiàn)了新的問題：不同的PC上的數(shù)據(jù)可能互相不認(rèn)識！

如果現(xiàn)實(shí)生活中，每個人都是一個單獨(dú)的PC，我們有了手機(jī)就算是有了網(wǎng)絡(luò)，端口號就像每個人的手機(jī)號碼一樣都是唯一的，此時可以實(shí)現(xiàn)不同的人之間通過PC來進(jìn)行通話了，也就是進(jìn)行數(shù)據(jù)通信了；
如果~你撥出一個號碼~對方接起了你的電話，你倆開始通信，你說的是本地方言，對方說的是阿拉伯語，你們說的話也就是數(shù)據(jù)，對方肯定是接收到了，但是~你翻譯不了阿拉伯語，對方也翻譯不了普通話，此時的數(shù)據(jù)通信盡管有了，但是數(shù)據(jù)由于解析不了，就相當(dāng)于無效的通信！
Bingo！如果我們互相約定了，雙方都使用我們大中華的標(biāo)準(zhǔn)普通話進(jìn)行交流，你說的對方聽懂了，對方說的你也聽懂了，這樣才是有效的通信——這里雙方約定使用普通話交流，就是約定了一個通話協(xié)議
如果我們在網(wǎng)絡(luò)中，約定了傳輸數(shù)據(jù)使用什么樣的方式組織數(shù)據(jù)，就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，簡稱為傳輸協(xié)議，是為網(wǎng)絡(luò)中不同PC和程序之間的有效數(shù)據(jù)通信而制定的一種數(shù)據(jù)組織和傳輸方式

常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議要?dú)w結(jié)到國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)模型（OSI）

OSI模型

常見協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)傳輸常見協(xié)議

我們可以看到，前面了解的IP協(xié)議是底層的一種傳輸協(xié)議；基于IP協(xié)議在主機(jī)層次有TCP點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸協(xié)議和UDP的廣播協(xié)議等等，再向上應(yīng)用層有FTP文件傳輸服務(wù)HTTP超文本數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等等。關(guān)于OSI模型和對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，大家可以自行了解擴(kuò)展一下。

在后續(xù)的章節(jié)中，我們會針對TCP協(xié)議、UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程、以及SMTP郵件收發(fā)等給大家做詳細(xì)的介紹

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