[Python知识库] 计算机网络基础知识总结

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[Python知识库]计算机网络基础知识总结

前言

从去年入职新公司后，博客基本停更了，开始一段时间确实忙，工作主要是做网络爬虫，所谓的爬虫，就是模拟请求获取数据，有些简单的可以直接获取数据或者解析html页面获取数据，有些需要登陆或者验证码，还有反爬验证ip、请求的频率等等。由于公司需要，博主不再负责爬虫相关工作，转向python和golang的开发，因此想总结下爬虫的相关经验（有时间会写些案例），先介绍下计算机网络，帮助新手预习，老手复习。

1、什么是计算机网络

什么是计算机网络？这个问题你是否想过。你发送一个消息，在远在的朋友就能收到你的消息，是不是很神奇，这中间是如何实现的呢？

计算机网络简单的理解就是能够使计算机互联的网络，它的核心是一系列的网络通信协议，网络通信协议就是网络中(包括互联网)传递、管理信息的一些规范，理解了这些协议，就理解了计算机网络。

2、网络通信协议

在网络通信协议标准化之前，一帮牛人对网络体系结构相关的问题进行了充分的探讨，最终提出了作为通信协议设计指标的 OSI 参考模型（图片来自百度百科）
在这里插入图片描述

稍微扫一眼图片，每一层叫什么名字不需要特别的记忆，只要知道越靠近下面越接近硬件，越靠近上面越接近用户就行，我们从右边的接收过程开始，自下而上的了解每一层的功能。

2.1、物理层

大家回忆下，我们在家里使用电脑需要先办理一个宽带，在外面手机上网需要有3G/4G/5G移动信号，这些宽带(连接着光缆、电缆)、移动信号（本质是无线电波）将电脑连接起来，组成了一个庞大的计算机网络，这就是物理层。物理层主要规定了网络的一些电气特性，作用是负责传送0和1的电信号（0表示低电平，1表示高电平）。

2.2、数据链路层

2.2.1、作用

数据链接层的功能，就是在"物理层"的上方，确定了0和1的分组方式。

2.2.2、以太网协议

现在的互联网主要使用的是“以太网”协议，一组电信号就是一个数据包，分成两个部分：标头（Head）和数据（Data）。"标头"包含数据包的一些说明项(发送者、接收者等等)，"数据"则是数据包的具体内容。"标头"的长度固定为18字节，"数据"的长度最长为1500字节，如果数据很长，就必须分割成多个数据包进行发送。

2.2.3、MAC地址

连接网络的所有设备都有网卡，数据的传输是从一块网卡传送到另外一块网卡，而网卡的地址(也叫MAC地址)就是发送者、接收者的地址，每块网卡出厂的时候都有独一无二的MAC地址。

2.2.4、发送方式

在子网络中采用广播的方式，向所有的计算机发送消息，子网络计算机通过判断接收者的MAC地址与自己的MAC地址是否相同来决定接收或者丢弃。

2.3、网络层

2.3.1、作用

通过数据链路层，我们知道了MAC地址只能在子网络中广播消息，因此，网络层引进了新的一套地址，区分不同的计算机是否属于同一个子网络，这套地址称为网络地址。

2.3.2、IP协议

规定网络地址的协议，叫做IP协议，IP协议定义的地址是IP地址。IP地址分为网络和主机两部分，前一段代表网络，后一段代表主机，子网络中网络部分是相同的。单从IP地址我们无法判断到底是前几位代表网络，因此需要一个“子网掩码”，通过IP地址和子网掩码&运算，如果两个计算机地址计算的结果相同就表示处于同一个子网络中。