Python基礎入門教程30：企業級開發進階2網絡編程

本節內容

• 網絡基礎知識
  什么是網絡
  什么是網絡編程
  IP地址是什么鬼
  端口號又是什么鬼
  據說還有個網絡傳輸協議
• TCP編程
• UDP編程

1. 網絡傳輸協議

1.1. 什么是網絡

網絡是將我們運行的多臺個人PC，通過有線網或者無線網連接起來，方便多臺電腦之間的數據傳輸而出現的，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；如果電腦聯網的話，就可以通過飛秋、QQ等各種手段實現，常見的網絡都有哪些呢

網絡根據使用的范圍和區域的不同，劃分了不同的幾個檔次
單機：單機其實也是一個網絡環境，只能訪問當前PC的數據，單機的網絡IP地址：127.0.0.1
局域網：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，在一定的范圍內局域網的PC可以實現互相通信的目的；一般情況局域網的PC數量在2臺到幾千臺PC之間
城域網：是一種大型的局域網，可以訪問的數據信息更多，通常情況下，城域網這個術語是從城市網絡抽象出來的，也就是將一個城市中的PC進行網絡連接實現數據共享的手段
廣域網：通常是指代的跨地域的網絡通信，一般情況下以國家或者地域為單位，讓數據通信更加的廣闊

網絡：其實就是通過運營商提供的一種數據通信手段，將不同的PC進行連接，實現不同的PC之間數據通信為目的的一種手段，根據網絡操作的范圍劃分單機、局域網、城域網、廣域網等不同的網絡訪問層次結構。

1.2. 什么是網絡編程

如果有了網絡之后，網絡中的所有數據都直接可以讓別人訪問的話，就會出現非常嚴重的數據安全問題；
次數就需要一種手段，將數據通過網絡進行共享的同時增加限制訪問權限；

網絡編程就是通過編程的手段，讓不同的PC之間可以使用恰當的方式進行數據的共享，同時添加各種限制權限讓網絡數據更加安全的一種技術操作。

在網絡編程中，會出現一些專業的術語名詞，需要簡單了解一下

• 服務器：專門用于數據共享的PC，將數據共享給所屬網絡中其他的PC，其他的PC可以通過網絡和服務器提供的訪問手段來訪問服務器上的數據，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據
• 客戶端：在網絡中獲取數據的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. 網絡數據傳輸：ip地址

如果一旦多個PC組成一個網絡，就會出現這樣一個問題，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；網絡中一般通過IP地址來確定網絡中的某一個PC

網絡中通過IP地址來確定某個唯一的電腦

IP地址也是一種網絡協議，英文名稱是Internet Protobcal Address，它提供了一種統一的地址格式，為網絡中的PC分配一個唯一的整數序列，通常IP地址時一個二進制的數字序列，為了方便我們理解，轉換為10進制整數，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地址中的每一組數據的范圍都是0~255之間

IP地址的編碼方案：為了區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大概43億個左右，如果一旦PC數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. 網絡數據傳輸：端口號

當我們的電腦已經處于網絡中時，就可以進行數據通信了，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起了數據請求，淘寶服務器返回了我們需要的數據，那這些數據根據IP地址找到了我們的個人PC，但是數據應該交個那個應用程序呢？

數據請求過程

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。在網絡中我們訪問的數據，怎么區分是哪個程序呢，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，如瀏覽器訪問的數據，是通過80端口進行數據傳輸的，FTP服務器是通過21端口進行數據傳輸的等等

常見的端口：

1.5. 網絡數據傳輸：網絡傳輸協議

我們有了網絡，有了IP地址，有了端口號Port，已經可以實現網絡中不同的PC上的程序進行數據通信了，但是數據通信沒有問題的前提下又出現了新的問題：不同的PC上的數據可能互相不認識！

如果現實生活中，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，此時可以實現不同的人之間通過PC來進行通話了，也就是進行數據通信了；
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據，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，此時的數據通信盡管有了，但是數據由于解析不了，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議
如果我們在網絡中，約定了傳輸數據使用什么樣的方式組織數據，就是網絡協議

網絡協議，就是網絡數據傳輸協議，簡稱為傳輸協議，是為網絡中不同PC和程序之間的有效數據通信而制定的一種數據組織和傳輸方式

常見的網絡傳輸協議要歸結到國際標準化組織（ISO）制定的開發系統互聯模型（OSI）

OSI模型

常見協議

網絡傳輸常見協議

我們可以看到，前面了解的IP協議是底層的一種傳輸協議；基于IP協議在主機層次有TCP點對點的傳輸協議和UDP的廣播協議等等，再向上應用層有FTP文件傳輸服務HTTP超文本數據傳輸協議等等。關于OSI模型和對應的數據傳輸協議，大家可以自行了解擴展一下。

在后續的章節中，我們會針對TCP協議、UDP協議的網絡編程、以及SMTP郵件收發等給大家做詳細的介紹

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