Python基礎入門教程30：企業(yè)級開發(fā)進階2網(wǎng)絡編程

本節(jié)內(nèi)容

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

1. 網(wǎng)絡傳輸協(xié)議

1.1. 什么是網(wǎng)絡

網(wǎng)絡是將我們運行的多臺個人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如果單獨使用的時候，只能當成單臺電腦運行單機軟件，寫寫文檔、看看下載好的電影、玩玩單機游戲等等，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等各種手段實現(xiàn)，常見的網(wǎng)絡都有哪些呢

網(wǎng)絡根據(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：單機其實也是一個網(wǎng)絡環(huán)境，只能訪問當前PC的數(shù)據(jù)，單機的網(wǎng)絡IP地址：127.0.0.1
局域網(wǎng)：兩臺或者兩臺以上的電腦，通過交換機或者路由器進行互相連接，在一定的范圍內(nèi)局域網(wǎng)的PC可以實現(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)這個術語是從城市網(wǎng)絡抽象出來的，也就是將一個城市中的PC進行網(wǎng)絡連接實現(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)絡通信，一般情況下以國家或者地域為單位，讓數(shù)據(jù)通信更加的廣闊

網(wǎng)絡：其實就是通過運營商提供的一種數(shù)據(jù)通信手段，將不同的PC進行連接，實現(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)絡操作的范圍劃分單機、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等不同的網(wǎng)絡訪問層次結構。

1.2. 什么是網(wǎng)絡編程

如果有了網(wǎng)絡之后，網(wǎng)絡中的所有數(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)絡進行共享的同時增加限制訪問權限；

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

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

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

1.3. 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸：ip地址

如果一旦多個PC組成一個網(wǎng)絡，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)絡中一般通過IP地址來確定網(wǎng)絡中的某一個PC

網(wǎng)絡中通過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地址時一個二進制的數(shù)字序列，為了方便我們理解，轉換為10進制整數(shù)，如：01100100.00000100.00000101.00000110就是一個IP地址，轉換成十進制之后就是：100.4.5.6；如果大家了解過二進制的表示方式的話，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)分不同的機構使用的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)絡數(shù)據(jù)傳輸：端口號

當我們的電腦已經(jīng)處于網(wǎng)絡中時，就可以進行數(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器發(fā)起了數(shù)據(jù)請求，淘寶服務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)應該交個那個應用程序呢？

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）寄送到我們的地址了，但是怎么樣找到對應的人呢？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）來進行確定，每一個端口都會對應唯一的一個應用程序，如瀏覽器訪問的數(shù)據(jù)，是通過80端口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，F(xiàn)TP服務器是通過21端口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡鹊?/p>

常見的端口：

1.5. 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸：網(wǎng)絡傳輸協(xié)議

我們有了網(wǎng)絡，有了IP地址，有了端口號Port，已經(jīng)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡中不同的PC上的程序進行數(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)可能互相不認識！

如果現(xiàn)實生活中，每個人都是一個單獨的PC，我們有了手機就算是有了網(wǎng)絡，端口號就像每個人的手機號碼一樣都是唯一的，此時可以實現(xiàn)不同的人之間通過PC來進行通話了，也就是進行數(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準普通話進行交流，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)絡協(xié)議

網(wǎng)絡協(xié)議，就是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，簡稱為傳輸協(xié)議，是為網(wǎng)絡中不同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)絡傳輸協(xié)議要歸結到國際標準化組織（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)議在主機層次有TCP點對點的傳輸協(xié)議和UDP的廣播協(xié)議等等，再向上應用層有FTP文件傳輸服務HTTP超文本數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等等。關于OSI模型和對應的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，大家可以自行了解擴展一下。

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)絡編程、以及SMTP郵件收發(fā)等給大家做詳細的介紹

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