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TCP/IP
- TCP/IP:transmission Control Protocol/Internet Protocol 简写，中文：传输控制协议/互联网络协议。TCP/IP是一种网络通信协议，它规范了网络中所有的通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。tcp/ip是Internet的基础协议，也是一种计算机数据打包和寻址的标准方法。
所以TCP/IP就是一种协议。 - 什么是计算机网络？
计算机网络是指将，地理位置不同、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件以及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。 - Internet就是一种计算机网络。是目前最大的计算机网络，主要由主机、线路、交换、路由、调制解调器等设备组成。
- 其中主机分为：服务器和客户端。
在Internet中提供服务的主机叫做服务器，比如各大门户网站，社交平台等
通过访问服务器从而获得有用信息的主机叫做客户端，不如各种PC机，手机终端等 - 计算机网络被纵向分割为不同的层，每一层表示不同的抽象程度和设计目的，每一层功能独立，
Internet（前面说过是目前最大的计算机网络）是基于TCP/IP网络搭建的，TCP/IP将网络分为4层结构，分别是应用层、传输层、网络层、接口层。 - 表格：
应用层 HTTP SMTP等，是网路应用开发的重点，为用户的进程直接提供服务。负责发送以及接受什么数据，如何解释数据，如何呈现数据，数据如何加密等 传输层 TCP或者UDP，开发者需要了解其原理，为两个主机的不同端口之间的通信提供服务。端口port是一种在同一个主机内的不同通道之间进行寻址的方式。TCP/IP的传输层包括两种协议：TCP：提供可靠的有序传输，UDP：提供非可靠的传输。 网路层 IP，开发者需要了解其原理；为两个主机之间提供通信服务。该层定义了数据如何被封装Wie传送包，定义了不同主机之间的寻址方式，主要使用的IP协议（一种路由协议） 接口层 处理物理细节，开发者无需要关心。负责相邻物理设备之间的信息传输。 - 网络设备
网络设备以及部件是连接到网络的物理实体。起网路传输及数据交换作用的设备有：集线器、交换机、网桥、路由器、网关、网络接口卡（NIC）、无线接入点（WAP）、调制解调器、光缆等。
集线器：HUB：是接口层设备
交换机：Switcher:是接口层设备，也是网络互联中常用设备之一。和HUB的区别是，HUB本身不能识别目的地址，但是叫交换机可以。例如：在同一个局域网内的主机A向主机B传输数据的时候，数据包在经过HUB的时候在网络上是以广播的方式传输的，由每一台终端通过地址信息来确定数据包是否属于自己；但是在经过交换机的时候，交换机会根据Frame(数据组装，接口层操作的）的目的地址直接发送给B主机所在的链路。所以叫交换机能够提供网络的整体性能。
网桥：Bridge:是接口层设备，通常用于物理异构的网络之间的相互连接，（异构网络(Heterogeneous Network）是一种类型的网络，其是由不同制造商生产的计算机，网络设备和系统组成的，大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。）
路由器：Router:是网路层设备，它是互联网的主要结点设备，通过发送者、接受者的IP地址和路由算法决定数据的收发路径，这一个过程叫做Routing.
网关：GateWay；网关是一个通用的概念，主要指不同的网络环境之间协议转换，一般为应用层设备，比如一个专用于数据存储转发的服务器。
调试解调器：Modem俗称猫。是接口层设备。用于连接计算机网路与传统通信网。Modem将计算机的数字信号转义成能够在常规电话线中传输的模拟信息，因为模拟信号传输距离更长。
无线接入点（WAP）：wireless access Point 是接口层设备，将有线网络转为无线网路，最常用的就是wifi。
防火墙： Firewall:是传输层以及应用层设备，位于不同网络的边界处，防止恶意程序以及数据进入内内部网络，防止信息泄密等。 - IP地址
网络地址（Network Address）是一个网络层的概念，是互联网上的主机，在网络中具有的逻辑地址。
Internet采用的IP地址表示网络地址，IPV4 和IPV6两种形式。
IPV4地址是一个32位，二进制数的地址
IPV6地址是一个128位的，二进制数，
- 域名
域名（Domain Name）是一个应用层钙奶，是用来定义主机地址的一种表达方式。由一串用点分割的名字组成的Internet上某台计算机或者计算机租的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位（地理位置）
实际上，域名就是一个IP地址的“面具”，起了一个容易记忆的名称。比如百度：www.baidu.com 其IP地址是：http://119.75.217.109/，通过域名能访问，通过IP同样能访问百度首页。 - URL
URL称为统一资源定位符，用来表示Internet上资源位置的标准，资源位置包括资源所在的主机及其主机内的访问路径，就是我们从Internet下载一个文件的时候，是从远端的的主机中，指定的位置进行现在的，下载链接就称为URL。
格式： [协议]:// [主机]:[端口]/[路径]?][参数]
其中协议可以是HTTP，也可以是FTP，主机是只域名或者IP地址，端口是传输层端口号，路径是主机内的路径，参数是以&分割的若干键值对。
- 下一个
TCP和UDP
- TCP/IP的传输层是网络中承上启下的关键一层，向上对应用层提供通信服务，向下将应用信息封装为网络信息。传输层连接主机之间的进程，同一主机中不同进程的网络通信通过端口（port）进行区分，所以传输层为主机提供的是端口到端口的服务。
注：TCP/IP是一种网络通信协议，而TCP和UDP是该通信协议中，传输层的两个不同的传输协议 - 端口：Port:这里的端口不是计算机硬件的I/O端口，而是软件级别的概念，就像IP地址是网络层的寻址方式，端口就是传输层的寻址方式。
- 应用程序或者称为进程（被调入内存运行后），通过系统调用与某端口建立连接（binding绑定）后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，同样，相应的进程发给传输层的数据都会从该端口中输出。TCP/IP传输层的TCP和UDP是两个完全独立的软件模块，因此各自的端口号也是独立的。
- TCP：transmission Control Protocol 传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
当应用想TCP层发送用于网间传输的用8位字节表示的数据流时候，TCP则把数据分割成适当长度的报文段，最大传输大小MSS，受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元MTU限制。之后TCP把数据包传给网络层（IP层），由网络层通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。
TCP特性如下：
有序性：为每个数据包编排序号，使得接收端能够判断先后到达的、最原始的次序，
正确性：TCP 用一个checksum函数来检验数据是否有错误，在发送和接收的时候都要计算校验和，这样可以在接收端判断数据是否在传输过程中被损坏。
可靠性：发送端采用超时重传，并有确认机制识别错误或丢失机数据，进行重发
可控性：接收端和发送端的网络质量通常不同，TCP采用滑动窗口协议和拥塞控制算法使数据的发送速度达到合理的值。 - TCP采用面向连接的方式收发数据，在收发数据之前先建立连接，就是通常所说的三次握手，在数据传输之后释放连接。
- 建立三次握手：
a、建立连接时，客户端发送SYN包到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。
b、服务器收到SYN包，反馈给客户端一个SYN+ACK包，此时服务器也进行SYN_RECV状态。
c、客户端收到服务器的SYNC+ACK包，向服务器发送确认ACK包，客户端和服务器同时进入ESTABLISHED(TCP连接成功）状态，完成三次握手 - 关闭连接（双方都可以发送关闭连接消息）
a、关闭请求方（比如客户端）向另一端（服务器）发送一个带有FIN附件标记的的报文段
b、服务器在收到这个FIN报文段之后，并不立即用FIN报文段回复主机A，而是向主机A发送一个确认号ACK，同时通知自己的相应的应用程序，对方要关闭连接，使应用程序做相应的清理工作
c、服务器的应用程序的清理工作做完之后，向客户端发送一个FIN报文段
d、客户端收到这个FIN报文段之后，向服务器发送一个ACK，表示连接彻底释放。
- 建立三次握手：
- UDP：user Datagram Protocol,是一种无连接的传输层协议，提供面向事物的、简单的、不可靠的信息传递服务；但是更快捷，轻量级。
- C/S B/S架构
C/S： Client/Server，客户端/服务器的架构是目前大多数网络编程使用到的架构模型；Client和Server分别处于想距离较远的两台计算机上，Client程序的任务是将用户的要求提交给Server程序，再将Server程序的返回结构以特定的形式显示给用户；Server程序的任务是接受客户程序提出的服务请求，进行相应的处理，再将结果返回给Client程序。
B/S Browser/Server 浏览器/服务器 是web兴起后的一中网络结构模式，它使用的是Web浏览器作为客户端的应用软件，所以BS可以看做是CS的一种特殊情况。就是将web作为客户端。
python的网络框架中，Django、Tornado、Flask均是以BS架构为主要的开发目标框架。Twisted主要面向CS架构。
HTTP
http，即超文本传输协议，是Internet上最主要的Web应用层标准。是web浏览器和web服务器之间的通信协议标准。BS架构的应用系统，用HTTP在客户端与服务器之间传输数据。htttp可以传输任何格式的数据。
HTTP流程
- 基本交互流程
- 每个HTTP站点都有一个服务器进程监听TCP的HTTP端口，http端口默认值是80.。
在第一http请求完成后不关闭连接，以便在第2次请求的时候复用该连接，此技术在HTTP中叫做keep-alive
HTTP消息结构
- HTTP有两种消息结构： Request 和Response。
- Request格式：
结构格式由两部分组成：消息头（HTTP HEAD ）（格式固定）和消息体（HTTP BODY）（HTML，XML，JSON等格式），中间用空行分割。 - Response 格式
response是服务根据客户端的请求包做相应的处理后向客户端返回的结果。也是由两部分组成。 - 常用头字段
HTTP字段以键值对的方式为服务器或者客户端提供对象的信息。 - 常见错误代码
response的第一行整数状态码用来表示本次request的结果。
HTTP请求方法
- 就是Request包的第一个参数，用于告诉服务器客户端的真实目的：获取信息、上传数据、删除信息等操作
基于HTTP的网站开发
- 就是处理HTTP的web服务器
- 知名Web服务器： Apache\Nginx\IIS\Tomcat\JBoss
- 主流web服务器实现了主流语言的可调用接口标准
CGI：Common gateway Inteface,
ISAPI: Internet Server Aplicaiton Program Interface
WSGI: Web Server Gateway Interface 专为Python语言指定的网络服务器标准接口。 - 服务端程序、Web服务器、客户端三者之间关系
- 简单的服务端程序就是直接读取文件或者返回网页的内容，稍微复杂的服务器端需要处理来自客户端通过HTTP，URLHTML传入的参数，动态执行逻辑代码，在数据库中或者缓存中读写数据等一系列操作，才能最终生成调用结果。
Socket
- 除了基于HTTP等标准协议的Web应用，Internet上还有很大一部分是基于非公有协议的。
- socket通常被称为套接字，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机之间或不同计算机之间的通信，也可以实现相同主机内的不同进程之间的通讯。Internet上的主机一般运行了多个 服务软件，同时提供多种服务，每种服务都打开了一socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应不同的服务。
- 在操作系统结构上，Socket为应用程序屏蔽了TCP/IP网络传输层以及以下的网路细节。
socket为操作系统的用户空间提供网络抽象，开发者编写的网络程序都会直接或者间接的用到socket抽象。通过socket抽象可以控制传输层协议的TCP UDP等。 - Socket使用IP地址+ 端口+协议的三元组唯一标识一个通信链路，服务器端的一个通信链路可以对应于多个客户端，比如一个web服务器的80端口可以同时服务于大量的客户端。
socket 原语
- TCPSocket原语
socket()建立Socket对象，类似打开。bind()绑定；recv()接受数据； - sasdf
Socket UDP原语
UDP中没有建立连接，断开连接等操作，所以基于UDP的socket通信过程也比TCP简单，在UDP中可以直接指定IP：Port进行数据收发，可以复用TCP的socket()和bind()原语；
另外独有的原语是：
recvfrom()：从绑定的地址接收数据
sendto()：向指定的地址发送数据，在调用的参数中应该传入通信对端的地址和端口。