python3 网络编程

注：网络编程并非是python独有的

一、网络编程

    1.网络的功能：数据的传输

    2.iso:国际标准化组织，非盈利公益机构，制定了osi七层模型

        作用：使网络通信工作流程标准化。

        osi七层模型：

        应用层：提供用户服务，具体功能由应用程序实现。一般用python写的小程序都是应用层程序，在主板上的叫罗版开发，在主板之上的叫操作系统开发，操作系统之上的就是操作驱动开发，操作系统之上的是应用开发。

        表示层：数据的压缩、优化、加密。比如QQ发消息，一般是发送一个包，里面包含你的头像、昵称、发送的信息、时间等等，且一般发送的包一般会有加密来保证安全。

        会话层：建立用户级的连接，选择适当的传输服务。（应用于应用之间的连接）应对不同的传输需求来选择不同的传输服务。

        传输层：提供传输服务。UDP和TCP。

        网络层：做路由选择，网络互联。路由选择：网络消息传输需要有一定的介质，比如无线、有线网线，消息传输出去需要经过一个个的路由节点，主要是选择路由节点路径。比如现在发消息会从网卡发送出来经过本地的路由网关，然后再经过一个个路由节点送到目标主机上。

        链路层：进行数据交换，控制具体数据的发送。所有的数据都要转换为01二进制发送，这就是链路层的作用，发送时是以数据帧为单位。

        物理层：提供数据传输的硬件保证，如网卡、接口、传输介质。

        作为python工程师一般是涉及使用前四层即应用层、表示层、会话层、传输层。网络运维工程师会涉及到网络层、链路层。
        对外的网络传输都在用这个七层模型，但是对内网络，有些公司可能会制定自己的网络模型。

        优点：
        1.建立了统一的工作流程
        2.分部清晰，各司其职，每个步骤分工明确。
        3.降低了各个模块之间的耦合度，便于开发。编程讲究高内聚，低耦合。

        注:
        高内聚：功能的单一性，即模块的功能尽可能单一，不相互掺杂。
        低耦合：模块之间尽可能少的相互影响，好处：修改一个模块时不需要再修改其他模块。
        封装：将一个功能的代码封装为一个模块，提高代码的复用性。

        TCP/IP四层模型：

        实际工作当中是简化为四层模型，即TCP/IP四层模型，五层模型是将物理链路层分为物理层和链路层两部分。
        背景：实际工作中工程师无法按照七层模型要求操作，逐渐演化为更符合实际情况的四层模型

        应用层：集中了应用、表示、会话的功能。

        传输层：

        网络层：

        物理链路层：因为链路层依托于（离不开）硬件设备，于是就合并了。

        我们写的程序主要是应用层、传输层主要是操作系统，网络层和物理链路层有相应的网络工程师负责。

    3.数据传输过程
        应用层发送信息并添加一个应用层首部信息打包，然后发送给传输层；传输层会将这个消息添加传输层头部信息，然后传给网络层；网络层将接受到信息添加一个头部信息，然后发送给物理链路层；物理链路层接受后会添加一个包含IP之类的头部信息并打包；物理链路层发送这个信息给路由器，然后通过层层的交换机路由器节点，每个节点读取头部信息来确定下一个节点，最后到目标主机；目标主机接收到后，会根据物理链路层、网络层、传输层、应用层顺序进行层层解包，获得传输的信息。
        传输过程中节点越少，包头部信息解析的越少，传输的也就越快。

        【1】发送端由应用程序发送消息，逐层添加首部信息，最终在物理层发送消息包。
        【2】发送的消息经过多个节点（交换机，路由器）传输，最终到达目标主机。
        【3】目标主机由物理层逐层解析首部消息包，最终到应用程序呈现消息。

    4.网络协议
        网络协议：在网络数据传输过程中，双方或大家都遵守的一个规定，包括建立什么样的数据结构，什么样的特殊