通信簡(jiǎn)單來說指的就是信息的傳遞。官方一點(diǎn)的話，人與人，或人與自然之間，通過某種行為或媒介，進(jìn)行的信息交流與傳遞，叫做通信。身處信息時(shí)代的我們，對(duì)通信的需求和依賴變得前所未有的強(qiáng)烈，所以掌握最基本的通信原理知識(shí)是我們每個(gè)人都應(yīng)該做的。
下文寫的傳輸模型和TCP協(xié)議，對(duì)大家了解最基本的通信原理知識(shí)很有幫助，所以不妨花點(diǎn)時(shí)間看一看。
1. 傳輸模型
1.1. 基本認(rèn)知
1.2 層次模型
各層說明
1.2.1 應(yīng)用層
有網(wǎng)卻無法登錄網(wǎng)頁，可以使用清除DNS緩存的方式。
1.2.2. 傳輸層
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是指通信雙方就通信如何進(jìn)行所必須共同遵守的約定和通信規(guī)則的集合。在網(wǎng)絡(luò)上通信的雙方只有遵守相同的協(xié)議，才能正確地交流信息。
1.2.2.1. TCP
- 通過三次握手協(xié)議建立穩(wěn)定鏈接
2．應(yīng)用數(shù)據(jù)分割成最合適的數(shù)據(jù)塊發(fā)送
3．鏈接可靠，不易出現(xiàn)亂序、丟失等現(xiàn)象
4．連接和檢驗(yàn)等都需要花不少時(shí)間，效率因此會(huì)降低
1.2.2.2. UDP
1.一次性發(fā)送所有數(shù)據(jù)，無需建立連接
2．服務(wù)器可以同時(shí)發(fā)送給多個(gè)客戶機(jī)
3．沒有檢驗(yàn)，容易會(huì)出現(xiàn)信息丟失
4．消耗資源小，處理速度快
1.2.2.3. 端口
當(dāng)同時(shí)多個(gè)程序使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了保證信息發(fā)送到正確的地方，增加了端口，不同的軟件使用不同的端口，雖然使用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但是因?yàn)槎丝诓灰粯?，也能保證信息發(fā)送給正確的人。端口號(hào)的范圍從0到65535 (2^16-1)，比如用于瀏覽網(wǎng)頁服務(wù)的80端口，用于FTP服務(wù)的21端口等。ip地址用于區(qū)分不同的主機(jī)，而端口號(hào)是用于區(qū)分一個(gè)主機(jī)下的不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
1.2.3. 網(wǎng)絡(luò)層
1.2.3.1. IPV4和IPV6
ipv4是第一個(gè)被廣泛應(yīng)用的ip，IP是TCP/IP協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。
ipv4的地址長(zhǎng)度規(guī)定為32位，分為四段，每段8位且以點(diǎn)隔開，并以十進(jìn)制形式表示，故每段的數(shù)值范圍為0~255，即最小的為0.0.0.0，最大為255.255.255.255。
由于ipv4位數(shù)使得其地址資源己被分配完，故產(chǎn)生了ipv6。
ipv6的長(zhǎng)度是ipv4的四倍，以十六進(jìn)制形式表示，其被分為8段，每段以冒號(hào)隔開。
其中地址塊127.0.0.1被保留作環(huán)回通信用,0.0.0.0為任意使用。
2. TCP協(xié)議
2.1. 三次握手
第一步:客戶端發(fā)送SYN報(bào)文給服務(wù)器端，進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)。
第二步:服務(wù)器端收到SYN報(bào)文，回應(yīng)一個(gè)SYN ACK報(bào)文，進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。
第三步:客戶端收到服務(wù)器端的SYN報(bào)文，回應(yīng)一個(gè)ACK報(bào)文，進(jìn)入Established狀態(tài)。
【注】先開啟服務(wù)端
三次握手完成，TCP客戶端和服務(wù)器端成功地建立連接，可以開始傳輸數(shù)據(jù)了。過程如下圖所示：
三次握手
2.2. 傳輸數(shù)據(jù)
短連接（類似于打字聊天）：
建立連接--數(shù)據(jù)傳輸--關(guān)閉連接...建立連接--數(shù)據(jù)傳輸--關(guān)閉連接
長(zhǎng)連接（類似于語音、視頻通話）：
建立連接--數(shù)據(jù)傳輸...（保持連接）...數(shù)據(jù)傳輸--關(guān)閉連接
2.3. 四次揮手
第一步:先由客戶端向服務(wù)器端發(fā)送一個(gè)FIN，請(qǐng)求關(guān)閉數(shù)據(jù)傳輸。
第二步:當(dāng)服務(wù)器接收到客戶端的FIN時(shí)，向客戶端發(fā)送一個(gè)ACK，其中ack的值等于FIN+SEQ。
第三步:然后服務(wù)器向客戶端發(fā)送一個(gè)FIN，告訴客戶端應(yīng)用程序關(guān)閉。
第四步:當(dāng)客戶端收到服務(wù)器端的FIN時(shí)，回復(fù)一個(gè)ACK給服務(wù)器端。其中ack的值等于FIN+SEQ。
【注】先關(guān)閉客戶端
四次揮手
2.4. 代碼演示
紫紅背景色的為Oracle VM VirtualBox（充當(dāng)服務(wù)端）
黑背景色的為MobaXterm（充當(dāng)客戶端）
import socket：導(dǎo)入socket模塊。
server = socket.socket()：創(chuàng)建一個(gè)socket對(duì)象，命名為服務(wù)器。
server：查看變量server，fd為文件描述符（唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)socket）；AF_INET表示ipv4，AF_INET6表示ipv6；SOCK_STREAM表示TCP協(xié)議，SOCK_DGRAM表示UDP協(xié)議；protocol協(xié)議通常是0，tcp/ip協(xié)議簇；laddr還沒有綁定，所以都是0。
server.bind('127.0.0.1',8989)：綁定端口，注意這里填入的是元組。
server.listen(10)：設(shè)置最大監(jiān)聽數(shù)，最大連接量。
import socket：導(dǎo)入socket模塊。
client = socket.socket()：創(chuàng)建一個(gè)socket對(duì)象，命名為客戶端。
client.connect(('127.0.0.1',8989))：連接服務(wù)器端口，注意這里填入的是元組。
client.send(b'hello')：客戶端發(fā)送字節(jié)類型數(shù)據(jù)給服務(wù)器，返回字節(jié)數(shù)。
result = server.accept()與客戶端創(chuàng)建對(duì)等套接字。
conn.,address = result：元組拆包。
address：客戶端地址。
conn.recv(1024)：服務(wù)器接收字節(jié)數(shù)據(jù)，最大接收長(zhǎng)度為1024。
conn.send(b'ok ok')：服務(wù)器發(fā)送字節(jié)類型數(shù)據(jù)給客戶端，返回字節(jié)數(shù)。
client.recv(5)：客戶端接收字節(jié)數(shù)據(jù)，最大接收長(zhǎng)度為5。
client.send(b'陳宏好帥')：未編碼成字節(jié)類型數(shù)據(jù)，無法發(fā)送，會(huì)報(bào)錯(cuò)。所以需要修改為st = '陳宏好帥'.encode('utf -8')，然后再client.send(st)。
服務(wù)器端接收時(shí)需要先接收客戶端編碼的數(shù)據(jù)再解碼，所以先寫成a = conn.recv(1024)，然后再a.decode('utf-8')：
操作完畢以后，按照下方順序關(guān)閉：
client.close()：客戶端先關(guān)閉
conn.close()：服務(wù)端關(guān)閉套接字
server.close()：服務(wù)端后關(guān)閉
quit()：即可退出Python命令行模式
文章到這里就結(jié)束了！希望大家能多多支持Python（系列）！六個(gè)月帶大家學(xué)會(huì)Python，私聊我，可以問關(guān)于本文章的問題！以后每天都會(huì)發(fā)布新的文章，喜歡的點(diǎn)點(diǎn)關(guān)注！一個(gè)陪伴你學(xué)習(xí)Python的新青年！不管多忙都會(huì)更新下去，一起加油！
Editor：Lonelyroots
