Python入门指南, 3rd Edition

第 22 章 空间数据：网络 空间中的数据：Network+

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时间是大自然阻止一切同时发生的方式。 空间则是阻止一切事情发生在我身上的方式。

关于时间的名言

在第 21 章中，你了解了并发性：，如何在同一时间做多件事。现在，我们将尝试在多个地方做事情：分布式计算或网络。挑战时间和空间有很多很好的理由。在本章中，我们将从网络基元逐步深入到更高层次的概念：

性能

您的目标是让快速组件保持忙碌，而不是等待慢速组件。

稳健性

人数越多越安全，所以要重复执行任务，以应对硬件和软件故障。

简洁性

最佳实践是将复杂的任务分解成许多小任务，这样更容易创建、理解和修复。

可扩展性

增加服务器来处理负载；减少服务器来节省开支。

在本章中，我们将从网络基元逐步深入到更高层次的概念。 让我们从 TCP/IP 和套接字开始。

TCP/IP

互联网基于如何建立连接、交换数据、终止连接、处理超时等方面的规则。这些规则被称为协议，它们被分层排列。分层的目的是为了允许创新和替代的做事方式；只要你遵守上下两层的约定，你就可以在一层上做任何你想做的事。

最底层负责管理电信号等方面；每一层都建立在下一层的基础上。 中间或多或少是互联网协议（IP）层，它规定了网络位置寻址和数据包（块）流动的方式。 在上面一层，有两个协议描述了如何在不同位置之间移动字节：

用户 数据报协议 (UDP)

数据报是一次性发送的微小信息，就像明信片上的便条。

传输控制协议 (TCP)

该协议用于较长时间的连接，它发送字节流，并确保它们按顺序到达，不会重复。

假设你想通过 UDP 讲个笑话，TCP 会设置一个秘密握手过程：

Here's a UDP joke. Get it?

TCP 会在发送方和接收方之间建立秘密握手，以确保良好的连接。 一个 TCP 笑话的开头是这样的：

Do you want to hear a TCP joke?
Yes, I want to hear a TCP joke.
Okay, I'll tell you a TCP joke.
Okay, I'll hear a TCP joke.
Okay, I'll send you a TCP joke now.
Okay, I'll receive the TCP joke now.
... (and so on)

你的本地计算机的 IP 地址始终是127.0.0.1 ，而名称则是localhost 。你可能会看到这个 ，它被称为环回接口。如果它连接到互联网，你的计算机也会有一个公共IP。如果你使用的只是一台家用电脑，它就在电缆调制解调器或路由器等设备后面。 即使在同一台计算机上的进程之间，你也可以运行互联网协议。

我们与之交互的大多数互联网--网络、数据库服务器等--都是基于在 IP 上运行的 TCP；为简洁起见，我们称之为 TCP/IP。 我们先来看看一些基本的互联网服务。 然后，我们来探讨一般的联网模式。

套接字

如果你想知道事情是如何运作的，本节就是为你准备的。

最底层的网络编程使用套接字，套接字是从 C 语言和 Unix 操作系统中借用的。套接字级别的编码比较乏味。 使用 ZeroMQ 等工具会更有趣，但看看套接字下面的东西还是很有用的。例如，当网络出错时，经常会出现有关套接字的信息。

让我们写一个 简单的客户端与服务器交换，一次使用 UDP，一次使用 TCP。在 UDP ...