E12. 网络模型

2.1. 端口监听隔离运行环境

端口是网络通信的“门牌号”，若多个程序争夺同一端口，网络服务将崩溃！

2.1.1. 常见程序端口示例

程序类型	默认端口	用途描述
HTTP 服务	80	Web 浏览器访问网页
HTTPS 服务	443	加密的 Web 通信
MySQL 数据库	3306	关系型数据库通信
SSH 服务	22	远程安全登录
Redis 缓存	6379	内存数据库

2.1.2. 端口冲突解决方案

# 检查端口占用（Linux）
sudo ss -tulnp | grep 8000

# 修改程序端口配置（以 uwsgi 为例）
# 原配置：uwsgi --http-socket :8000
# 新配置：uwsgi --http-socket :8080

容器化隔离方案

# Docker 示例：通过端口映射隔离服务
docker run -p 8000:80 --name webapp1 my_webapp
docker run -p 8080:80 --name webapp2 my_webapp

2.2. 80 端口和 443 端口

2.2.1. 核心区别

端口	协议	加密性	场景示例
80	HTTP	无	普通网页浏览
443	HTTPS	有	金融交易、用户登录

2.2.2. HTTPS 必须签名的原因

# 生成自签名证书（示例）
openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -keyout key.pem -out cert.pem -days 365

# Nginx 配置 HTTPS（片段）
server {
    listen 443 ssl;
    ssl_certificate /path/cert.pem;
    ssl_certificate_key /path/key.pem;
}

WARNING

直接使用自签名证书会导致浏览器警告！生产环境需购买商业证书（如 Let's Encrypt 免费证书）。

2.3. 局域网中的通信稳定且延迟低

2.3.1. 局域网优势

• 低延迟：设备间物理距离短（通常 <100 米），信号衰减小。
• 高带宽：局域网通常采用千兆/万兆以太网，传输速率快。
• 无路由损耗：数据直接在本地路由器内转发，无需经过运营商网络。

2.3.2. 典型场景

# 局域网文件共享（Samba）
# 服务器端配置：
sudo nano /etc/samba/smb.conf
[shared] path = /shared/directory writable = yes

# 客户端访问：
smbclient //192.168.1.100/shared -U username

2.4. 公网通信不稳定且延迟高

2.4.1. 公网通信挑战

• 高延迟：数据需经过多级路由器，传输距离可能跨越大陆/海洋。
• 丢包风险：运营商网络拥塞或设备故障可能导致数据丢失。
• 不可靠性：极端情况下（如海底光缆中断）可能完全中断。

2.4.2. 应对策略

# 使用 TCP 重传机制（示例）
nc -zv 8.8.8.8 53  # 测试 DNS 服务可达性
curl --connect-timeout 5 --max-time 10 http://example.com  # 设置超时

TIP

编程最佳实践：在代码中添加重试逻辑和超时控制！

import requests
try:
    response = requests.get('https://api.example.com', timeout=5)
except requests.exceptions.RequestException as e:
    print("网络异常，重试...")

2.5. 公网带宽与流量是运营商掌管的付费资源

2.5.1. 带宽与流量定义

• 带宽：单位时间内可传输的最大数据量（如 100Mbps = 每秒 12.5MB）。
• 流量：实际传输的数据总量（如 1TB/月）。

2.5.2. 典型定价方案（国内云服务商）

资源类型	价格示例（2025）	计费方式
共享带宽	$0.005/MB	按实际流量计费
独享带宽	$0.01/MB	包年包月预付费
跨境带宽	$0.03/MB	高于国内带宽

2.5.3. 运营商收费原因

• 基础设施成本：骨干网、海底光缆建设维护费用。
• 流量峰值管理：需预留冗余带宽应对突发流量。
• 服务保障：SLA（服务等级协议）承诺的可用性需付费支持。

知识回顾

1. 端口隔离：通过修改端口配置或使用容器化部署避免冲突。
2. HTTPS 必要性：443 端口需 SSL 证书，保护数据隐私。
3. 网络环境差异：局域网稳定低延迟，公网需设计重试机制。
4. 带宽流量成本：公网资源按需付费，需合理规划预算。

课后练习

1. （单选）以下哪个端口通常用于加密的 Web 通信？

   • A. 80
   • B. 22
   • C. 443
   • D. 3306

2. （操作）编写一个 Python 脚本，每 5 秒检测公网服务器 80 端口是否可达。

3. （计算）假设某网站日均流量 10GB，按 $0.01/MB 计费，年成本是多少？

参考答案

1. C
2. 示例代码：

   import socket
   import time
   
   while True:
       try:
           sock = socket.create_connection(('example.com', 80), 2)
           print("端口 80 可达！")
       except Exception as e:
           print("端口 80 不可达！")
       time.sleep(5)

3. 年成本 = 10GB × 365 × $0.01/MB = $36,500 （注意：1GB = 1024MB，需修正单位换算！）

扩展阅读

• TCP/IP 协议详解
• Let's Encrypt 免费证书申请指南