python全栈学习记录--3（2018.1.13） 计算机基础知识

Posted 2020-10-20

一、Linux操作系统
1、unix是目前世界上最稳定，安全的系统。是分时操作系统，多个联机终端和采用多道技术。
2、开源代表代表公开，所有人可以编辑查看，但不代表免费。
3、服务器要的是性能，稳定，效率，不间断运行。故LINUX更能胜任，WINDOW不行，运行久了就会很卡。
4、桥接：用交换机的方式上网，相当于在局域网内多增加一台电脑联网。
5、虚拟内存一般设为物理内存的1.5-2倍，但不超过8G。物理内存大于4G就足以运行目前几乎所有程序了，没必要设置虚拟内存了。

二、网络基础之OSI五层协议
1、网络通过电脑底层物理介质（网线，交换机，网卡等），由一个统一标准的互联网协议链接起来。
2、OSI五层含义：物理层相当于字母，数据链路层相当于单词、网络层相当于句子、传输层相当于语法、应用层才是实际的对话交流。
3、以太网协议规定：一组电信号构成一个数据包，称为帧。每一数据帧分成：报头HEAD和数据DATA两部分。
其中报头head固定18字节，包含：发送者地址（源地址），占6字节、接收者地址（目标地址），占6字节、数据类型，占6字节。就类似信件的发送和接收者地址和信件是用什么语言写的。
数据data最短46字节，最长1500字节），具体包含数据包的具体内容，就类似信件的正文。
head+data=最短64字节，最长1518字节。超过了就分片发送。
4、网路传输流程：通过网络设备（无线电波，电缆，光纤，双绞线）基于高低电频，实现数据在终端物理层间的传输；然后再数据链路层对数据进行分组，转换成十进制数据，进而转换成人类语言。
数据链路层定义了一个以太网协议，以太网协议规定了数据的分组方式，以太网规定所有想要联网的机器都要有网卡。到这一步实现了局域网内的广播式交流。
然后在网络层通过IP地址和MAC地址找到目标电脑。
然后再传输层基于端口（TCP/UDP，每个应用软件都有一个端口号，0-1024是给系统用的端口）找到接收软件（因为通信是应用软件之间的通信。）
然后到应用层：基于可自行定义的HTTP、FTP协议。其实就类似通过邮局之间的投递信件。
5、MAC地址：就是报头head包含的源地址和目标地址的由来。以太网协议规定每台连入internet的设备都必须要又一个网卡，发送端和接收端的地址其实就是网卡的地址，即MAC地址。
一个人的体貌特征就是MAC， 而通信地址+人名相当于IP地址可以进一步类比，通信地址是IP中的网络地址部分，人名相当于IP中的主机号部分你今天可以到这个国家， 明天可以到那个城市，通信地址（IP网络地址部分）就会变化，也可以到派出所改名字（IP主机号部分）， 但一个人的体貌特征（MAC）永远不会变, 整容（修改MAC）不在讨论之列， 它唯一标识了你这个人。如果邮件的是寄给“上海市X区Y街道Z幢M室 小明收”，最后邮件送达M室（IP所在网络）的时候， 因为小明家里可能不止一个人（多台设备在同一个broadcast网络里），快递员会问， ”谁叫小明， 你有一封信”， 然后小明说"我是小明"， 邮递员把邮件给到小明手中。还是没看出这个过程中体貌特征（MAC）起到了什么作用？ 当小明说“我是小明”的时候， 邮递员已经把“小明”这个名字和小明这个人体貌特征联系起来了， 所以他会把信交到到小明的手中， 而没有放到这个家里的其他人的手中。
6、通信时，数据传输流程：发送数据包的时候：在应用层产生数据，在传输层封装上报头：发送者和接收者的MAC地址，传送到网络层并加上IP地址，再到数据链路层加上MAC地址，然到物理层打碎成计算机可识别的二进制数据。
接收数据包的时候：对方物理层收到的是二进制数据，数据链路层去除以太网头MAC地址，再网络层去掉IP，传输层去掉端口，然后到应用数据层。
三、网络基础之上网过程
1、DHCP服务器是分配动态IP地址的，IP地址是租用的。电脑没开机前是没有IP地址的，每次开机分配的IP地址都不一样。就和你去旅游一样，今天在中国，明天可能在美国了。
2、DNS：域名解析服务。比如打开百度网址，可以打开IP地址，或更方便点直接打开www.baidu.com. (后面有一个点，叫根域名，通常省略)域名。COM叫顶级域名，baidu叫下一级域名。不过在输入域名访问时，还是得让DNS转换成IP地址。
3、访问网站时，DNS先访问本地DNS和缓存DNS，如果有直接返回解析结果，如果没有则访问根DNS。
DNS分本地DNS、缓存DNS和根DNS。而如果要访问根DNS，则速度慢。
4、DNS查询走的是UDP协议（只管发送，最大有效传输数据量只有500多节，所以根DNS服务器只有13台）9台在美国，一台在日本，1台在瑞典，2台在欧洲。
四、三次握手和四次挥手
1、应用软件产生的数据到了传输层后，找到了接收软件后，但这不是目的，最终目的是与之通信。
2、TCP的三次握手和四次挥手：

通信时的三次握手：
A、客户端先要发一个请求到服务器，请求会打上一个标志位SYN（代表客户端要建立一条到服务器的链接，链接是以标准协议发送的）同时发送seq=x，然后服务器返回ACK=x+1，表示同意，然后客户端能和服务器能对话了。同理服务器对客户端发送进行同样的请求，这样服务器就能和客户端也能对话，这样双向通路就建立好了。
SYN seq=y表示服务器想客户端发送对话请求，ACK=X+1表示服务器同意客户端的对话请求。ACK=y+1表示客户端同意服务器的对话请求。然后准备吧消息通过网卡发送给目标电脑，此时工作于应用层，处于用户态，ACK x+2表示服务器收到客户端发来的消息，然后切换到内核态，由网卡发送出去。所以ACK x+2是切换用户态到内核态的信号。然后同时清除客户端上的缓存。
B、UDP协议只管发送，发送后就清除缓存（因为缓存占用的是内存），不管对象存不存在，万一断网了，对方收不到数据，显得不可靠，所以要结合TCP协议，TCP得等对方确认收到消息后才清除缓存。
断开链接时的4次挥手：
A、数据发送完了得断开链接，不然占用网络资源。
B、客户端数据传输完后，发送断开请求（标志位为FIN）给服务器，然后服务器返回ACK确认，这条线就断开。服务器和客户端断开也同理。就是四次握手了。
C、断开连接时，四次不能合并为3次。因为客户端数据传完时，服务器的数据传输并不一定就断开了。