网络编程理论、socket初使用 第二十五天 2018.11.12

网络编程:---->C/S---->B/S

网络：网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台，通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源的共享。

软件开发的架构---->c/s架构、b/s架构

基于应用的网络程序     (应用类)---->qq 微信 飞秋 网游 微博 yy(APP、pc端软件)

基于浏览器的网络程序 (web类)---->百度 微博 知乎 博客园 网易 (浏览器、浏览器上的网页版)

网络编程中的 - C/S架构(c client 客户端　　s server 服务端)

网络编程中的 - B/S架构(b browser 浏览器　　s server 服务端)

　　不需要额外的安装客户端了,只需要一个网址就可以访问

　　轻量级 - 使用成本低

　　B/S架构是C/S架构的一种特殊形式

解耦分支思想---->一个大程序，分成多个小程序，可以用多门语言同时编写，最后统一所有入口

 在不同机器上的两个py程序之间想要通信---->网络

网络的发展史

　　网卡\网线---->网卡提供插网线的接口

　　两台机器之间 插上网线就可以通信---->找到对方网卡

　　网卡上唯一的 ---- mac地址---->长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）

ip地址:

　　规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址

　　编码、字节(8位2进制一断)

　　4个点分十进制 - ipv4协议

　　　　0.0.0.0 - 255.255.255.255(4个8位二进制数表示---->255)

　　127.0.0.1 本地的回环地址(一台机器上几个程序中的交流)

　　6个点分十进制 - ipv6协议

　　　　0.0.0.0.0.0 - 255.255.255.255.255.255

交换机---->多台机器之间的通信问题

　　广播 找所需要找的机器，会把查找信号传给所有机器 (绿色)　　　　　　广播风暴:找机器信号过于庞大

　　单播 找到了机器给的反馈信号(红色)

　　组播

arp协议 : 通过IP地址获取对应机器的mac地址

每个局域网都有自己的网关---->局域网中的机器想要访问局域网外的机器，需要通过网关访问

子网掩码

　　子网掩码 和 ip地址进行 按位 与 运算 就能到网段地址

　　192.168.21.0 网段   在同一局域网内前三位一定相同(局域网的网段)    子网掩码 和 ip地址进行 按位 与 运算

　　网关地址 : 整个局域网中的机器能沟通过网关ip与外界通信

端口 : 0-65535 找到的要进行操作的程序

　　在计算机上每一个需要网络通信的程序，都会开一个端口

　　在同一时间只会有一个程序占用同一个端口

　　一台计算机上不可能在同一时间 有两个程序占用同一端口

　　端口范围：0-65535(前面端口计算机系统要使用)

　　一般情况下 8000之后的端口

　　ip---->确定唯一一台机器

　　端口---->确定唯一的一个程序　　

　　ip+端口---->找到唯一的一台机器上的唯一的一个程序

　　公网ip(在路由器上注册了)可以被其他人直接访问，内网ip不能对外提供服务

ip地址+端口号 : 在全网找到唯一的一台机器+唯一的应用

tcp协议

三次握手、四次握手

　　全双工的通信协议

　　一旦连接建立起来,那么连接两端的机器能够随意互相通信

　　数据安全不容易丢失

建立连接的 三次握手 ******

断开连接的 四次挥手 ******

TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK[1]，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。
这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接。[1] 
TCP三次握手的过程如下：
客户端发送SYN（SEQ=x）报文给服务器端，进入SYN_SEND状态。
服务器端收到SYN报文，回应一个SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）报文，进入SYN_RECV状态。
客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK(ACK=y+1）报文，进入Established状态。
三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，可以开始传输数据了。

建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。
(1) 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。
(2) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。
注意：FIN的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，
因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
(3) 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。
(4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。[1] 
既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。
注意：
(1) “通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。[2] 
(2) 在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”（half-close）。
(3) 当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，
这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。
无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。[2] 

　　

UDP协议：　　

　　当应用程序希望通过UDP与一个应用程序通信时，传输数据之前源端和终端不建立连接。

　　当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。

　　不可靠的，无连接的

　　快，不占连接

tcp---->打电话 udp---->发短信

QQ---->udp协议 在udp协议上自己完成了数据的检测

tcp---->TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。

udp---->UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。

套接字---->socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的

TCP/IP协议隐藏在Socket接口后面。

server端:(服务端)

import socket
sk = socket.socket()         #创建客户套接字
#sk.bind(('ip','端口port'))  #把地址绑定到套接字
sk.bind(('127.0.0.1',8080))
sk.listen()          #监听链接
conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接    conn---->connection链接    addr---->发消息人的地址
ret = conn.recv(1024)  #接收客户端信息
print(ret)       #打印客户端信息
conn.send(b'hi')        #向客户端发送信息
ret = conn.recv(1024)  #接收客户端信息
print(ret.decode('utf-8'))       #打印客户端信息
conn.send(bytes('大碗油泼面'.encode('utf-8')))
conn.close()       #关闭客户端套接字
sk.close()        #关闭服务器套接字(可选)

'''
端口被占用或者端口暂时没关闭
#加入一条socket配置，重用ip和端口
import socket
from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR
sk = socket.socket()
sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加  避免服务重启的时候报address already use
sk.bind(('127.0.0.1',8898))  #把地址绑定到套接字
sk.listen()          #监听链接
conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接
ret = conn.recv(1024)   #接收客户端信息
print(ret)              #打印客户端信息
conn.send(b'hi')        #向客户端发送信息
conn.close()       #关闭客户端套接字
sk.close()        #关闭服务器套接字(可选)
'''

client端:(客户端)　　

import socket
sk = socket.socket()           # 创建客户套接字
sk.connect(('127.0.0.1',8080))    # 尝试连接服务器
sk.send(b'hello!')
ret = sk.recv(1024)         # 对话(发送/接收)
print(ret)
sk.send(bytes('中午吃什么？'.encode('utf-8')))
ret=sk.recv(1024)
print(ret.decode('utf-8'))
sk.close()            # 关闭客户套接字