# 网络基础

本章从几个常见的网络概念开始，主要介绍互联网HTTP协议和Sockets编程。     
有知识断层请搜索相应的文章参考。

## 计算机网络发展简史

### 计算机网络发展的四个阶段
-  50-60年代： 面向终端的计算机网络
    - 一个主机带几个终端，终端可以登录主机进行操作，主机为多用户操作系统
    - 本质上是单机系统，不过让多人同时使用
- 60年代中期：多主机互联
    - 提出分组交换技术
    - 提出TCP/IP协议雏形
- 70年代末-80年代中：面向标准化的计算机网络
    - 标准化是开放扩展的基础
    - 统一的协议是表标准化的成果之一
- 90年代开始 ： 全球互联的计算机网络

### 因特网的发展简史

- Internet的起源是阿帕网(ARPAnet),
    - 有四个节点组成
    - 时间是1969年10月29日22点30分
    
- 国家科学基金网 NSFNET
    - 形成了三级网络
        - 主干网
        - 地区网
        - 校园网
    - 此结构类似国道省道乡级公路的概念
    - 此阶段内诞生了浏览器，万维网的概念
    - 相应的web技术开始发展  
- 1983年开始
    - NSFNET开始逐渐被商用ISP代替
    - 因特网逐渐形成了多级网络，覆盖全球的超复杂大型网络
    
## 网络基本概念

- 协议：  
        网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。通俗的讲
        就是一份计算机和别的网络设备签署的合同，规定了一些如何找到对方，
        如何交换信息之类的条款。
- IP地址：  
     - 全球设备都希望加入到互联网的汪洋大海中，在茫茫机海中，如何正确的标识自己的身份
    或者如何让另一个机器找到另一个自己想到交流的机器，
    就需要给每台机器分配一个统一的且唯一的编码,类似与计算机的身份证号码
    - 全称互联网协议地址，
    意思是分配给用户上网使用的网际协议（英语：InternetProtocol,IP）的设备的数字标签
    ,分为IPv4和IPv6两个版本
        - IPv4
            - 即IP协议的第4号版本
            - 形如231.78.93.167,由四个0-255之间的数字用英文点号隔开
            - 数量少，最多最多最多有256的四次方个地址，实际使用中因为需要分类使用，不可能全部使用
            - 随着接入网络设备的数量急剧增加，明显不够用呀
        - IPv6
            - 即IP协议的第6号版本
            - 形如2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A
            - 可以预见的未来，我们的设备随便用可劲儿造也够用
- 超文本(HypterText):  
包含有超链接(Link)和各种多媒体元素标记(Markup)的文本。
这些超文本文件彼此链接，形成网状(Web)，
因此又被称为网页(Web Page)。这些链接使用URL表示。
最常见的超文本格式是超文本标记语言HTML。  
 说人话就是比普通文本更复杂更强悍的一种牛逼的文本。

- URL(UniformResourceLocator, 统一资源定位符):   
    -  用来唯一地标识万维网中的某一个文档
   - 如果把IP地址理解成某一个家庭的门牌号，则URL就是这个家庭的某一件
   家具的地址，比如冰箱，通常我需要找到这个家庭的冰箱的话我需要先知道这家的
   地址，比如我家的冰箱的地址是"北京市石景山区模式口南里社区18号楼3单元306室厨房进门左手边",
   这个精确地址的前半部分其实是我家的地址，后半部分主要是我家具体的某个地方。
   - URL由协议、主机和端口(默认为80)以及文件名三部分构成
       - 主机地址，即IP地址，负责找到互联网上的某一台电脑
       - 端口号，负责指明你需要跟电脑上的哪一个软件通信, 网页访问默认端口80，可省略
       - 文件名负责告诉主机，你想找哪个文件
    ![URL组成部分示例](./pic/01_01_002.jpg)

- 协议族:  
互联网的协议众多，为了方便管理，我们把相关或者相似的协议归入到一个族中，这个族就叫协议族。

- 七层协议:  
    为了更好的对互联网协议进行管理和操作，我们想根据不同的内容和功能把整个互联网协议分成了七层，
即我们常说的七层协议，每层协议专注于本层的内容和功能，
这样形成的网络逻辑结不仅结构清晰而且方便灵活。    

    在计算机网络的传输过程中，需要一层一层的传输，如果是从上往下传输，则需要下层处理完毕后把处理结果输入
    上层才可以，可以用Python代码中的函数表示：
    
            data1 = "需要处理的最最底层的信号"
            data2 = func_class1(data1) #func_class1就是第一层处理函数，或者功能模块
            data3 = func_class2(data2) #func_class2就是第二层处理函数，或者功能模块
            data4 = func_class3(data3) #func_class3就是第三层处理函数，或者功能模块
            data5 = func_class4(data4) #func_class4就是第四层处理函数，或者功能模块
            ... ...
            data8 = "我们需要的能直接理解的明文信息，图片，音频视频等"
   下图展示的是，刘大拿发一条信息给王晓静，信息是“王晓静，俺想你 
   ”， 从发送方来讲，信息是从顶层向下传输，最终通过网线传输的是电信号，
   接收端王晓静从底层开始，把接受的电信号一层一层转换到最上层，变成了
   对方发送的信息。
   
 ![URL组成部分示例](./pic/01_01_009.png)
   
    通常人们所说的七层结构包括：
    - 应用层
    - 表示层
    - 会话层
    - 传输层
    - 网络层
    - 数据链路层
    - 物理层   
   
    七层协议只是理论模型，实际使用中，使用的是四层模型，这两个一个理论上标准，一个是事实标准:
   
    四层模型是：      
    - 应用层
    - 传输层
    - 网络层
    - 数据链路层         
   

 每一层协议都不是简单的单个协议组成，是由很多不同的协议共同构成了一个协议层。 常见的
 七层协议和四层协议的对应以及相应的主要协议由图所示：   

 ![四层协议层，七层协议层和对应的主要协议](pic/01_01_001.png)