python之网络编程之OSI七层模型与tcp/udp三次握手四次挥手

1.客户端/服务端架构

    1.硬件c/s架构

     2.软件c/s架构 （b/s）

            互联网中处处是c/s架构

            客户端client《-----基于网络通信------》 server服务器

            浏览器客户端 browser《---基于网络通信-----》server

            浏览器是客户端（B/S架构也是C/S架构的一种）

       server端必须满足的条件：

            1.稳定运行（网络、硬件、操作系统、服务端应用软件），对外提供服务  （运维负责网络、硬件、操作系统 软件出现bug可以先甩锅给运维）

            2.服务端必须绑定一个固定的地址

 

2.什么是互联网

    两大要素

    1.底层的物理连接介质，是为了通信铺好道路

    2.一套统一的通信标准-----互联网通信协议

    如果把计算机看成分布于世界各地的人，那么连接两台计算机之间的internet实际上就是一系列统一的标准，

这些标准称之为互联网协议。

互联网的本质就是一系列的协议，总称为‘互联网协议’（Internet Protocol Suite)

互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。

 

3.osi七层模型

 
 

tcp/ip五层模型讲解

 

1.物理层功能：主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0

2.数据链路层：

    数据链路层由来：单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思

    数据链路层的功能：定义了电信号的分组方式

   以太网协议（ethernet）：

            ethernet规定：

                    一组电信号构成一个数据包，叫做帧

                    每以数据帧分为：报头head和数据data两部分

                        head包含：（固定18个字节）

                            发送者/源地址，6个字节

                            接受者/目标地址，6个人字节

                            数据类型，6个字节

                        data包含：（最短46-1500字节）

                            head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送

             

            mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，

                            长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）   

            广播：有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了（一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址）

                        ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼

3.网络层：

    网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址

            ip协议：规定网络地址的协议，2进制表示，范围0.0.0.0-255.255.255.255

                          IP地址分为两部分：网络部分：标识子网

                                                       主机部分：标识主机

           子网掩码：表示网络特性的一个参数 ，用来判断两个IP地址是否同一网段  

            

比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算，

172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

 

172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。

    ip数据包

        ip数据包分为head和data部分，直接放入以太网data部分

            head：长度为20到60字节

            data：最长为65515字节

      arp协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机mac地址

        如果目标主机不在同一网段的，那arp获取的网关地址

        

协议工作方式：每台主机ip都是已知的

例如：主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24

一：首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所处的子网

场景	数据包地址
同一子网	目标主机mac，目标主机ip
不同子网	网关mac，目标主机ip
 

二：分析172.16.10.10/24与172.16.10.11/24处于同一网络(如果不是同一网络，那么下表中目标ip为172.16.10.1,通过arp获取的是网关的mac)

源mac	        目标mac	        源ip	                目标ip	                        数据部分
发送端主机	发送端mac	FF:FF:FF:FF:FF:FF	172.16.10.10/24	172.16.10.11/24	数据
 

 

三：这个包会以广播的方式在发送端所处的自网内传输，所有主机接收后拆开包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己的mac

4传输层

    传输层功能：建立端口到端口的通信，标识主机上的应用程序，端口即应用程序与网卡管理绑定

            端口范围：0-65535，0-1023为系统占用端口

    tcp协议：可靠传输，tcp数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但为了保证网络的效率，通常tcp数据包的长度不会超过

                    ip数据包的长度，。以确保单个tcp数据包不必再分割

    udp协议：不可靠传输，报头部分只有8字节，总长度不超过65535字节

            tcp三次握手，四次挥手

             

      三次握手：

            c客户端 s服务端

            1.客户端进入（syn-sent）请求状态，发送syn seq=x信息到s 。s此时处于（listen）监听，收到后进入（syn_rcvd）确认状态，并发送请求和回复（syn seq=y ack=x+1） 信息给c

            2.c收到后进入（enstablished）建立状态，此时c链接s通道建立成功，并回复（ack=y+1）回复信息给s

            3.s收到信息后进入（enstablished）建立状态，此时s链接c通道建立成功

     四次挥手：

            s服务器  c客户端

            1.服务器进入（fin_wait_1）主动断开模式并发送fin seq=x+2 ack=y+1信息给c ，c接收到进入close_wait（等待关闭状态）。并回复ack=x+3给s

            2.s收到后进入（fin_wait_2）被动断开模式，此时s到c的链接通道断开，等待c数据传输入完毕后，发起c到s断开链接请求

        3.c数据传输完毕后，进入（last_wait）最后请求关闭状态，并发送fin seq=y+1信息给s ，s收到后进入（time_wait）时间等待状态，并发送ack=y+2给c

        4.c收到信息后，c到s的链接通道关闭

5.应用层：规定应用程序的数据格式。

 

 

半连接池：占用内存空间，存储客户端同一时间发送的链接请求数（是一种排队机制）

总结：

    标识地址的方式

        mac找局域网的主机

        ip+mac就能标识全世界范围内独一无二的主机

        ip+mac+port就能标识全世界范围内独一无二的基于网络通信的应用软件

        url地址：标识全世界范围内独一无二的一个资源

 

 

 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/Marcki/p/10111937.html