python学习_网络编程

1、基础概念

　　架构：

　　　　c/s:客户端／服务端架构，充分发挥客户端的性能；可以应用于计算机硬件（打印机，文件服务器）也可以应用于计算机软件；

　　　　b/s:浏览器／客户端架构，统一了应用的接口；

　　Python支持：AF_UNIX,AF_NETLINK,AF_TIPC,AF_INET;

　　两台计算机之间的通信：网线，交换机；

　　同一台计算机两个py文件之间的通信：socket／import／文件读写

　　多个计算机之间的通信：交换机（通信方式：广播，单播，组播）

　　更多个计算机之间的通信：交换机路由器；

　　mac地址：物理地址，全球唯一，唯一的标示一台计算机；

　　ip地址：逻辑地址

　　端口：操作系统为本机的应用程序随机分配的一个端口（1-65535 0-1023不可用：预留给了系统）

　　网段：一个局域网内ip地址的范围；

　　子网掩码：用来计算网段的，子网掩码 & ip地址-->判断是否在同一个网段；

　　TCP: 面向连接的，可靠的，面向字节流形式的，TCP本质上就是只允许同一时间，一个服务器和一个客户端保持连接，type=SOCK_STREAM;面向连接的通信提供序列化的，可靠的和不重复的数据交付；

　　UDP: 无连接的，不可靠的，面向数据报形式的，传输速度快，相对不可靠，允许一个服务器和多个客户端同时通信，type=SOCK_DGARM;与通信开始之前并不需要连接，消息是以整体发送的；

　　OSI模型：

　　　　物理层　　光纤集线器网线 --传输电信号

　　　　数据链路层　　交换机网卡网桥 --arp协议

　　　　网络层　　路由器三层交换机 --ip协议

　　　　传输层　　四层交换机四层路由器 --tcp／udp协议

　　　　应用层　　http／https/ftp协议

　　TCP协议的三次握手：

　　　　一定是client发起请求，1、客户端发起请求连接服务器；2、服务器返回：接收到请求，并要求连接客户端；3、客户端回复：可以连接

　　四次挥手：

　　　　谁先发起断开连接的请求都可以，1、客户端发起断开连接的请求（表示次数我没有数据需要发送了，询问对方是否有数据要发送）；2、服务端回复：我接收到你的请求了，3、服务端回复：我准备好断开连接了；4、客户单回复：收到信息，断开连接

　　　　ACK:确认收到

　　　　SYN: 请求连接的标示

　　　　FIN: 请求断开的标志

　　本地回环地址：127.0.0.1 本机地址，代表本地虚拟接口，只能被本机识别，不会被其他机器识别；

2、socket模块

　　 IPC：进程间通信

　　是一个模块，一个套接字,是传输层和应用层之间的一个抽象层次

　　 TCP协议编码流程：

　　　　　　粘包：可能发生粘包的问题（只有tcp可能会出现）

　　　　　　　　原因：发送端在发送数据的时候，接收端不知道如何去接收，造成的一种数据混乱的现象；接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节造成的；

　　　　　　　　在tcp协议中，有一个合包机制（nagle算法）将多次连续发送且间隔较小的数据，打包成一块数据进行传输，还有一个合包机制，在发送端，因为收到网卡MTU的限制，会将大的超过MTU限制的数据进行拆分，拆分成多个小的数据进行传输，当传输到目标主机的操作系统层的时候，会重新将多个小的数据合并成原本的数据；tcp粘包的拆包和合包机制发生在发送端；

　　　　　　　　解决粘包问题：

　　　　　　　　　　模块struct

　　　　　　　　　　　　struct.pack(type, num) type:num的类型。num一个数字，把一个数字打包成一个四字节的bytes

　　　　　　　　　　　　struct.unpack(type, r)解成原数字，结果是一个数组，原数字在下标为0de位置

　　　　　　　　在upd协议中，不会发现粘包的现象，在udp协议中一次收发数据大小的限制是65535 - ip包头（20） - udp包头（8） = 65507，在数据链路层，MTU一般限制在1500，1500-20-8 = 1472， sentto(num) num>65507会报错，1472～65507之间的数据会在数据链路层被拆包，而且udp本身不是一个可靠的协议，所以在拆包之后，多个小的数据包在网络传输中，如果丢失一个，此次数据传输失败，所以num<1472是比较理想的状态；

　　　　　　服务端：　
　　　　　　　　实例化对象

　　　　　　　　绑定ip地址和端口号

　　　　　　　　监听

　　　　　　　　接收客户端的连接

　　　　　　　　收法

　　　　　　　　关闭

　　　　　　客户端：

　　　　　　　　实例化对象

　　　　　　　　连接服务器

　　　　　　　　收发

　　　　　　　　关闭

# 服务端代码：
import socket
import time


sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 8080))
sk.listen()

while 1:
    conn addr = sk.accept()
    while 1:
        msg = conn.recv(1024)
        print(msg.decode('utf-8'))
        if msg.decode('utf-8') == 'q':
            break
        print(conn,addr)
        msg_my = input(">>>")
        conn.send(msg_my.encode('utf-8')
        if msg_my == 'q':
            break
    conn.close()
    time.sleep(1)
    break;
sk.close()

# 客户端代码
import socket

sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1', 8080))

while 1:
　　msg = input(">>>")
　　sk.send(msg.encode('utf-8'))
　　if msg == 'q':
　　　　break
　　msg_s = sk.recv(1024)
　　print(msg_s.decode('utf-8')
　　if msg_s.decode('utf-8') == 'q':
　　　　break
sk.close()

　　s.connect():z主动发起tcp服务器连接，s.connect_ex() 拓展版本，不会抛出异常，而是以错误码显示问题

　　s.listen（n）:n是传入连接请求的最大数；

　　服务端接收到客户端的消息是空白的，说明客户端已经断开连接

　　udp协议及编码：

　　　　type = SOCK_DGARM

　　　　通信优势：可以和多个客户端通信

　　　　服务端流程：

　　　　　　实例化对象

　　　　　　绑定ip和端口号

　　　　　　收发数据

　　　　　　关闭

　　　　客户端流程：

　　　　　　实例化对象

　　　　　　收发数据

　　　　　　关闭

# udp服务端实现
import socket

sk = socket.socket(type=socket.SCK_DGRAM)
sk.bind(('127.0.0.1', 9090)

while 1:
    msg_r, addr = sk.recvfrom(1024)
    name = msg_r.decode('utf-8').split(':')[0].strip()
    print(name)
    msg_s = input('>>>')
    sk,=.sendto(msg_s.encode('utf-8'), addr)

sk.close()

# udp客户端实现
import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGARM)

name = input(">>>")

while 1:
    msg_s = input(">>>")
    info = name + ":" + info
    sk.sendto(info.encode('utf-8'), ('127.0.0.1', 9090)
    msg_r, addr = sk.recvfrom(1024)
    print(msg_r.decode('utf-8')
sk.close()

　　socketServer:内置模块，主要是为了解决TCP协议中，服务器不能同时连接多个客户端的问题，是处在socket抽象层和应用层中的一层，比socket更贴近用户　　　

import socketServer

class Mysocket(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
            # 收发的逻辑
            msg = self.request.recv(1024).decode('utf-8')
            print(msg)
            self.request.send(msg.upper().encode('utf-8')

server = socketserver.TCPServer(('127.0.0.1', 8080), Mysocket) 固定写法
server.server_forever() 开启一个永久的服务

　　socket更多使用方法：

　　　　sk.setblocking(False-非阻塞状态/True-阻塞状态) 设置accept和recv两个方法的阻塞和非阻塞状态

　　　　sk.settimeout(seconds) 设置等待超时时间

　　　　conn.getpeername() 获取当前套接字的远端的地址

3、socketServer

　　标准库中的一个高级模块，socketServer模块处理程序的默认行为是接受连接，获取请求，然后关闭连接

4、Twister

　　是一个完整的事件驱动的网络框架，

4、面试：

　　1、TCP协议为什么比UDP协议可靠？

　　　　　　tcp是面向连接的，而udp是面向无连接的，tcp的通信过程中有一个ACK,（确认收到消息的一个标示）；

　　2、路由器和交换机的区别？

　　　　　　交换机的主要功能是组织局域网，经过交换机内部处理解析信息之后，将信息以点对点，点对多的形式发送给固定端；路由器的主要功能：进行跨网段的数据传输，路由选择最佳路径；

5、网络协议

　　1、ftp协议

　　　　ftp协议底层只使用tcp而不适用udp

　　　　python中的ftp模块 ftplib模块

　　2、电子邮件（SMTP--简单邮件传输协议）

　　　　RFC规定，邮件可以没有正文，但一定要有标题，SMTP端口25，第一个用来下载邮件的协议POP（邮局协议），其他的有因特网消息访问协议（IMAP）--更适合多邮件客户端　　

posted @ 2019-08-01 10:02 Laura& 阅读(131) 评论(0) 收藏举报

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