python网络编程（互联网协议与osi模型）

丹亦陌

一、互联网协议与osi模型
互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层，如下图：
osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层
每层运行常见物理设备
须知一个完整的计算机系统是由硬件、操作系统、应用软件三者组成，具备了这三个条件，一台计算机系统就可以自己跟自己玩了（打个单机游戏，玩个扫雷啥的）
如果你要跟别人一起玩，那你就需要上网了，什么是互联网？
互联网的核心就是由一堆协议组成，协议就是标准，比如全世界人通信的标准是英语，如果把计算机比作人，互联网协议就是计算机界的英语。所有的计算机都学会了互联网协议，那所有的计算机都就可以按照统一的标准去收发信息从而完成通信了。
一个程序如何在网络上找到另一个程序？
首先，程序必须要启动，其次，必须有这台机器的地址，我们都知道我们人的地址大概就是国家\省\市\区\街道\楼\门牌号这样字。那么每一台联网的机器在网络上也有自己的地址，它的地址是怎么表示的呢？就是使用一串数字来表示的，例如：100.4.5.6，ip地址精确到具体的一台电脑，而端口精确到具体的程序。
二、socket概念
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
其实站在你的角度上看，socket就是一个模块。我们通过调用模块中已经实现的方法建立两个进程之间的连接和通信。也有人将socket说成ip+port，因为ip是用来标志互联网中的一台主机的位置，而port是用来标志这台机器上的一个应用程序。所以我们只要确立了ip和port就能找到一个应用程序，并且使用socket模块来与之通信。
理解socket
套接字（socket）的发展史套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此，有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始，套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯，或 IPC。套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。
基于文件类型的套接字家族套接字家族的名字：AF_UNIX
unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
基于网络类型的套接字家族套接字家族的名字：AF_INET
(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET)
三、tcp协议和udp协议
TCP（Transmission Control Protocol）可靠的、面向连接的协议（eg:打电话）、传输效率低全双工通信（发送缓存&接收缓存）、面向字节流。使用TCP的应用：Web浏览器；电子邮件、文件传输程序。
UDP（User Datagram Protocol）不可靠的、无连接的服务，传输效率高（发送前时延小），一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文，尽最大努力服务，无拥塞控制。使用UDP的应用：域名系统 (DNS)；视频流；IP语音(VoIP)。
直接上图——
套接字详细讲解图
基于UDP协议的socket
udp是无连接的，启动服务之后可以直接接收消息，不需要提前建立连接。
server端：import socket udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) #创建一个服务器的套接字 udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000)) #绑定服务器套接字 msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)print(msg)udp_sk.sendto(b'hi',addr)  # 对话(接收与发送) udp_sk.close() # 关闭服务器套接字
client端 import socketip_port=('127.0.0.1',9000)udp_sk=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)udp_sk.sendto(b'hello',ip_port)back_msg,addr=udp_sk.recvfrom(1024)print(back_msg.decode('utf-8'),addr)










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