Python基础入门教程30：企业级开发进阶2网络编程

本节内容

• 网络基础知识
  什么是网络
  什么是网络编程
  IP地址是什么鬼
  端口号又是什么鬼
  据说还有个网络传输协议
• TCP编程
• UDP编程

1. 网络传输协议

1.1. 什么是网络

网络是将我们运行的多台个人PC，通过有线网或者无线网连接起来，方便多台电脑之间的数据传输而出现的，如我们个人PC如果单独使用的时候，只能当成单台电脑运行单机软件，写写文档、看看下载好的电影、玩玩单机游戏等等，如果此时想和其他使用电脑的人说句话~你只能通过张嘴喊话的方式了；如果电脑联网的话，就可以通过飞秋、QQ等各种手段实现，常见的网络都有哪些呢

网络根据使用的范围和区域的不同，划分了不同的几个档次
单机：单机其实也是一个网络环境，只能访问当前PC的数据，单机的网络IP地址：127.0.0.1
局域网：两台或者两台以上的电脑，通过交换机或者路由器进行互相连接，在一定的范围内局域网的PC可以实现互相通信的目的；一般情况局域网的PC数量在2台到几千台PC之间
城域网：是一种大型的局域网，可以访问的数据信息更多，通常情况下，城域网这个术语是从城市网络抽象出来的，也就是将一个城市中的PC进行网络连接实现数据共享的手段
广域网：通常是指代的跨地域的网络通信，一般情况下以国家或者地域为单位，让数据通信更加的广阔

网络：其实就是通过运营商提供的一种数据通信手段，将不同的PC进行连接，实现不同的PC之间数据通信为目的的一种手段，根据网络操作的范围划分单机、局域网、城域网、广域网等不同的网络访问层次结构。

1.2. 什么是网络编程

如果有了网络之后，网络中的所有数据都直接可以让别人访问的话，就会出现非常严重的数据安全问题；
次数就需要一种手段，将数据通过网络进行共享的同时增加限制访问权限；

网络编程就是通过编程的手段，让不同的PC之间可以使用恰当的方式进行数据的共享，同时添加各种限制权限让网络数据更加安全的一种技术操作。

在网络编程中，会出现一些专业的术语名词，需要简单了解一下

• 服务器：专门用于数据共享的PC，将数据共享给所属网络中其他的PC，其他的PC可以通过网络和服务器提供的访问手段来访问服务器上的数据，如：淘宝就有自己的服务器，我们可以通过浏览器访问http://www.taobao.com来访问淘宝服务器上的数据
• 客户端：在网络中获取数据的PC，当我们访问淘宝服务器的时候，我们自己的PC就是客户端

1.3. 网络数据传输：ip地址

如果一旦多个PC组成一个网络，就会出现这样一个问题，通过什么样的方式来确定某一个PC就是它自己呢，就如同让你怎么证明你就是你自己一样，生活中，我们会通过身份证号码来证明自己就是唯一的自己；网络中一般通过IP地址来确定网络中的某一个PC

网络中通过IP地址来确定某个唯一的电脑

IP地址也是一种网络协议，英文名称是Internet Protobcal Address，它提供了一种统一的地址格式，为网络中的PC分配一个唯一的整数序列，通常IP地址时一个二进制的数字序列，为了方便我们理解，转换为10进制整数，如：01100100.00000100.00000101.00000110就是一个IP地址，转换成十进制之后就是：100.4.5.6；如果大家了解过二进制的表示方式的话，就能看出来IP地址中的每一组数据的范围都是0~255之间

IP地址的编码方案：为了区分不同的机构使用的PC，约定俗称的将IP地址划分成了不同的类型，一般有A/B/C/D/E五类

IP地址分类

我们已经看出来了，IP地址可以表示的PC时期是非常有限的，总共能表示的电脑个数大概43亿个左右，如果一旦PC数量超出这个范围就表示不了了；所以在近些年，将原来的这样的IP地址表示方式，定义为IPv4版本；并且推出了IPv6的表示方式，IPv6可以标识更加多的PC；对于这部分的了解，大家有时间的时候可以自己拓展一下。

1.4. 网络数据传输：端口号

当我们的电脑已经处于网络中时，就可以进行数据通信了，但是此时又遇到这样一个问题；我们在自己的PC上可能同时打开了多个程序：QQ，微信、淘宝，如果我们向淘宝服务器发起了数据请求，淘宝服务器返回了我们需要的数据，那这些数据根据IP地址找到了我们的个人PC，但是数据应该交个那个应用程序呢？

数据请求过程

此时，就如同我们从淘宝上买了一件商品，商品通过快递（网络）寄送到我们的地址了，但是怎么样找到对应的人呢？答案很简单：通过我们收货人姓名来确定收快递的是谁。在网络中我们访问的数据，怎么区分是哪个程序呢，通过端口（Port）来进行确定，每一个端口都会对应唯一的一个应用程序，如浏览器访问的数据，是通过80端口进行数据传输的，FTP服务器是通过21端口进行数据传输的等等

常见的端口：

1.5. 网络数据传输：网络传输协议

我们有了网络，有了IP地址，有了端口号Port，已经可以实现网络中不同的PC上的程序进行数据通信了，但是数据通信没有问题的前提下又出现了新的问题：不同的PC上的数据可能互相不认识！

如果现实生活中，每个人都是一个单独的PC，我们有了手机就算是有了网络，端口号就像每个人的手机号码一样都是唯一的，此时可以实现不同的人之间通过PC来进行通话了，也就是进行数据通信了；
如果~你拨出一个号码~对方接起了你的电话，你俩开始通信，你说的是本地方言，对方说的是阿拉伯语，你们说的话也就是数据，对方肯定是接收到了，但是~你翻译不了阿拉伯语，对方也翻译不了普通话，此时的数据通信尽管有了，但是数据由于解析不了，就相当于无效的通信！
Bingo！如果我们互相约定了，双方都使用我们大中华的标准普通话进行交流，你说的对方听懂了，对方说的你也听懂了，这样才是有效的通信——这里双方约定使用普通话交流，就是约定了一个通话协议
如果我们在网络中，约定了传输数据使用什么样的方式组织数据，就是网络协议

网络协议，就是网络数据传输协议，简称为传输协议，是为网络中不同PC和程序之间的有效数据通信而制定的一种数据组织和传输方式

常见的网络传输协议要归结到国际标准化组织（ISO）制定的开发系统互联模型（OSI）

OSI模型

常见协议

网络传输常见协议

我们可以看到，前面了解的IP协议是底层的一种传输协议；基于IP协议在主机层次有TCP点对点的传输协议和UDP的广播协议等等，再向上应用层有FTP文件传输服务HTTP超文本数据传输协议等等。关于OSI模型和对应的数据传输协议，大家可以自行了解扩展一下。

在后续的章节中，我们会针对TCP协议、UDP协议的网络编程、以及SMTP邮件收发等给大家做详细的介绍

>>>更多VR/AR入门教程:VR入门