day32 异常处理、网络编程

一、异常处理
二、网络编程
- 1 网络通信原理
- 2 osi七层协议

一、异常处理

1 什么是异常

异常是程序发生错误的信号，程序一旦出错就会抛出异常，程序就会终止运行

异常的三个特征：

异常的追踪信息
异常的类型
异常的内容

而错误分成两种

一种是语法上的错误SyntaxError，这种错误应该在程序运行前就修改正确

if a
    print()
>>> SyntaxError: invalid syntax

另一类就是逻辑错误，常见的逻辑错误如

# TypeError：数字类型无法与字符串类型相加
1+’2’

# ValueError：当字符串包含有非数字的值时，无法转成int类型
num=input(">>: ") #输入hello
int(num)

# NameError：引用了一个不存在的名字x
x

# IndexError：索引超出列表的限制
l=['egon','aa']
l[3]

# KeyError：引用了一个不存在的key
dic={'name':'egon'}
dic['age']

# AttributeError：引用的属性不存在
class Foo:
    pass
Foo.x

# ZeroDivisionError：除数不能为0
1/0

2 为什么要处理异常

为了增强程序的健壮性，即便是程序运行过程中出错了，也不要终止程序。

而是把异常捕捉并处理：记录到日志内

3 如何处理异常

3.1 语法错误

一种是语法上的错误SyntaxError，这种错误应该在程序运行前就修改正确

if a
    print()
>>> SyntaxError: invalid syntax

3.2 逻辑错误

另一类就是逻辑错误，常见的逻辑错误如

# TypeError：数字类型无法与字符串类型相加
1+’2’

# ValueError：当字符串包含有非数字的值时，无法转成int类型
num=input(">>: ") #输入hello
int(num)

# NameError：引用了一个不存在的名字x
x

# IndexError：索引超出列表的限制
l=['egon','aa']
l[3]

# KeyError：引用了一个不存在的key
dic={'name':'egon'}
dic['age']

# AttributeError：引用的属性不存在
class Foo:
    pass
Foo.x

# ZeroDivisionError：除数不能为0
1/0

3.3 两种处理逻辑异常的方式

3.3.1 可预知型错误

当我们错误发生的条件是可以被预知的，是用if判断来解决

age = input('请输入数字：').strip()
# 这里我们可以预知，如果用户输的是非数字，我们下面的代码就会报错，所以这里用if区分情况
if age.isdigit():
    age = int(age)
else:
    print('请输入数字！')

3.3.2 不可预知型错误

当我们的错误发生是不可预知的，用try来解决

try:
    # 有可能会抛出异常的代码
    子代码1
    子代码2
    子代码3
except 异常类型1 as e: # 如果检测到这种类型的错误，把错误信息传给e，并执行子代码，执行完毕结束程序
    pass
except 异常类型2 as e:
    pass
else:
    #如果被检测的子代码块没有异常发生，则会执行else的子代码
finally:
    #无论被检测的子代码块有无异常发生，都会执行finally的子代码

print('end...')

实例 1 异常的分类处理和万能异常

try:
    print('1111111111')
    l = ['aaa', 'bbbb']
    l[3] # 抛出异常IndexError,该行代码同级别的后续代码不会运行
    print('2222222222')
    xxx
    print('33333333')
    dic = {'a': 1}
    dic['aaa']
except (IndexError, NameError) as e:#如果对同种类型的异常处理相同，可以放在一个元组里
    print('异常的信息: ', e)
except Exception as e:  # 万能异常
    print('所有异常都可以匹配的到')
print('end....')

实例 2 else与finally的使用

try:
    print('1111111111')
    l = ['aaa', 'bbbb']
    l[3] # 抛出异常IndexError,该行代码同级别的后续代码不会运行
    print('2222222222')
    xxx
    print('33333333')
    dic = {'a': 1}
    dic['aaa']
except Exception as e:
    print('所有异常都可以匹配的到')
else:  # 不能单独使用，必须和except连用，当try中没有异常出现时执行
    print('没有出现任何异常')
finally: # 不处理异常，无论是否发生异常都会执行finally的子代码
    print('====》》》》》应该把被检测代码中回收系统资源的代码放到这里')
print('end....')

4 制造异常

在不符合Python解释器的语法或逻辑规则时，是由Python解释器主动触发的各种类型的异常。但是我们程序员也可以自己来明确的出发异常

这就用到raise关键字

class Student:
    def __init__(self,name,age):
        if not isinstance(name,str):
            raise TypeError('name must be str')
        if not isinstance(age,int):
            raise TypeError('age must be int')

        self.name=name
        self.age=age

stu1=Student(4573,18) # TypeError: name must be str
stu2=Student('egon','18') # TypeError: age must be int

二、网络编程

1 网络通信原理

英语成为世界上所有人通信的统一标准，如果把计算机看成分布于世界各地的人，那么连接两台计算机之间的internet实际上就是

一系列统一的标准，这些标准称之为互联网协议，互联网的本质就是一系列的协议，总称为‘互联网协议’（Internet Protocol Suite).

互联网协议的功能：定义计算机如何接入internet，以及接入internet的计算机通信的标准。

2 osi七层协议

互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层

每层运行常见物理设备

OSI七层协议数据传输的封包与解包过程

2.1 物理层

物理层功能：主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0

2.2 数据链路层

数据链路层由来：单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思

数据链路层的功能：定义了电信号的分组方式

以太网协议：

早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet

ethernet规定

一组电信号构成一个数据包，叫做‘帧’
每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

head包含：(固定18个字节)

发送者／源地址，6个字节
接收者／目标地址，6个字节
数据类型，6个字节

data包含：(最短46字节，最长1500字节)

数据包的具体内容

head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送

mac地址：

head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即mac地址

mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）

*广播：*

有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了（一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址）

ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼

2.3 网络层

网络层由来：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由

一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，

这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难

上图结论：必须找出一种方法来区分哪些计算机属于同一广播域，哪些不是，如果是就采用广播的方式发送，如果不是，

就采用路由的方式（向不同广播域／子网分发数据包），mac地址是无法区分的，它只跟厂商有关

网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址

IP协议：

规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示
范围0.0.0.0-255.255.255.255
一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1

*ip地址分成两部分*

网络部分：标识子网
主机部分：标识主机

注意：单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类，从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网

例：172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网

子网掩码

所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。

知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。

比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算，

172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。

总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。

ip数据包

ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分

head：长度为20到60字节

data：最长为65,515字节。

而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。

以太网头	ip 头	ip数据

ARP协议

arp协议由来：计算机通信基本靠吼，即广播的方式，所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送，在谈及以太网协议时候，我门了解到

通信是基于mac的广播方式实现，计算机在发包时，获取自身的mac是容易的，如何获取目标主机的mac，就需要通过arp协议

arp协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址

协议工作方式：每台主机ip都是已知的

例如：主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24

一：首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所处的子网

场景	数据包地址
同一子网	目标主机mac，目标主机ip
不同子网	网关mac，目标主机ip

二：分析172.16.10.10/24与172.16.10.11/24处于同一网络(如果不是同一网络，那么下表中目标ip为172.16.10.1,通过arp获取的是网关的mac)

	源mac	目标mac	源ip	目标ip	数据部分
发送端主机	发送端mac	FF:FF:FF:FF:FF:FF	172.16.10.10/24	172.16.10.11/24	数据

三：这个包会以广播的方式在发送端所处的自网内传输，所有主机接收后拆开包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己的mac

网络编程来源：https://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html