《Python网络编程》学习笔记--从例子中收获的计算机网络相关知识

从之前笔记的四个程序中（http://www.cnblogs.com/take-fetter/p/8278864.html），我们可以看出分别使用了谷歌地理编码API（对URL表示地理信息查询和如何获取JSON数据都进行的封装）、URL（标识了可通过HTTP获取的文档）、HTTP（支持面向文档的命令，例如GET，使用了原始的TCP/IP套接字，也是在这里遇到了一点麻烦，需要自行处理301错误）、TCP/IP套接字（只处理字符串的发送和接收）。层层深入，Python对各网络层都提供了非常全面的支持。显然也能看出来，越底层程序的质量也明显随之下降。高层的网络协议通常会将其底层网络细节隐藏（类似于OSI参考模型中下层为上层提供服务的概念）。正确实现网络协议并非易事（类如我们遇到的301问题和需要使用代理访问的问题），因此我们尽可能使用标准库和第三方库来实现（造轮子难啊:( )。

　　socket()API之下的几层：Transmission Control Protocol (TCP)、Internet Protocol (IP)、最底层的链路层（书上是这么写的，但是按照OSI参考模型应该还有物理层吧）

　　书中在第一章中还提到了以下相关知识：

编码与解码

　 Python3对字符串和底层字节序列做了明显的区分（字节Byte（8位二进制数）和字符串（包含Unicode字符）），二者的转化使用编码（字符串to字节，encode()方法）和解码（字节to字符串，decode()方法）操作。

　　例如书中的程序我做了一点简单的改变

#!/usr/bin/env python3
# Foundations of Python Network Programming, Third Edition
# https://github.com/brandon-rhodes/fopnp/blob/m/py3/chapter01/stringcodes.py

if __name__ == '__main__':
    # Translating from the outside world of bytes to Unicode characters.
    input_bytes = b'xffxfe4x001x003x00 x00ix00sx00 x00ix00nx00.x00'
    input_characters = input_bytes.decode('utf-16')
    print(repr(input_characters))

    # Translating characters back into bytes before sending them.
    output_characters = 'We copy you down, Eagle.
'
    output_bytes = output_characters.encode('utf-8')
    with open('eagle.txt', 'wb') as f:  # wb以二进制形式写入文件eagle.txt
        f.write(output_bytes)
        print(output_bytes)

输出结果为

'413 is in.'
b'We copy you down, Eagle.
'

而写入文件的结果为

We copy you down, Eagle.

网际协议Internet Protocol (IP)与IP地址

　　　　将主机名转换为IP地址

import socket

if __name__ == '__main__':
    hostname = 'www.qq.com'
    addr = socket.gethostbyname(hostname)
    print('The IP address of {} is {}'.format(hostname, addr))

　　　　IPv4（32位二进制数）

　　　　特殊的IP地址段 127.*.*.*(预留地址段） 10.*.*.* 172.16-31.*.* 192.168.*.* （私有子网 private subnet）

　　　　IPv6(32*4=128位二进制数)

路由
数据包分组（DF标记，是否对大于MTU的数据包进行分组）

　　　补充下 IP头部20字节，TCP头部20字节，UDP头部8字节，以太网的最大容量（包含头部）共1500B

　　　关于计算机网络部分的知识，还是不细讲了，回顾一下基础知识。