socket网络编程基础

OSI模型
    应用层：一些终端的应用，比如：FTP（各种文件下载），WEB、QQ
    表示层：主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩
    会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路
    传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW 端口80号等），如TCP
    网络层：主要将（从下层）接收到的数据进行进行IP地址（例如192.168.0.1）的封装与解封装
    数据链路层：主要将（从物理层）接收到的数据进行MAC地址的封装与解封装
    物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型，光纤的接口类型，各种传输介质的传输速率等

网络通信要素
    A:IP地址   (1) 用来标识网络上一台独立的主机
              (2) IP地址 = 网络地址 + 主机地址（网络号：用于识别主机所在的网络/网段。主机号：用于识别该网络中的主机）
              (3) 特殊的IP地址：127.0.0.1（本地回环地址、保留地址，点分十进制）可用于简单的测试网卡是否故障。表示本机。
    B:端口号:  (1) 用于标识进程的逻辑地址。不同的进程都有不同的端口标识。
              (2) 端口：要将数据发送到对方指定的应用程序上，为了标识这些应用程序，
                  所以给这些网络应用程序都用数字进行标识。为了方便称呼这些数字，
                  则将这些数字称为端口。（此端口是一个逻辑端口）
    C:传输协议：通讯的规则。例如：TCP、UDP协议（好比两个人得用同一种语言进行交流）
        UDP：User Datagram Protocol用户数据报协议
            特点：面向无连接：传输数据之前源端和目的端不需要建立连接。
                 每个数据报的大小都限制在64K（8个字节）以内。
                 面向报文的不可靠协议。（即：发送出去的数据不一定会接收得到）
                 传输速率快，效率高。
                 现实生活实例：邮局寄件、实时在线聊天、视频会议…等。
        TCP：Transmission Control Protocol传输控制协议
            特点：面向连接：传输数据之前需要建立连接。
                 在连接过程中进行大量数据传输。
                 通过“三次握手”的方式完成连接，是安全可靠协议。
                 传输速度慢，效率低。

        注意：在TCP/IP协议中，TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接
             # A：“我能给你讲个关于tcp的笑话吗?”
             # B：“行,给我讲个tcp笑话.”
             # A：“好吧那我就给你讲个tcp笑话.”

网络通讯步骤：
     确定对端IP地址→ 确定应用程序端口 → 确定通讯协议
     总结：网络通讯的过程其实就是一个（源端）不断封装数据包和（目的端）不断拆数据包的过程。
     简单来说就是：发送方利用应用软件将上层应用程序产生的数据前后加上相应的层标识不断的往
     下层传输（封包过程），最终到达物理层通过看得见摸得着的物理层设备，
     例如：网线、光纤…等将数据包传输到数据接收方，然后接收方则通过完全相反的操作不断的读取
     和去除每一层的标识信息（拆包过程），最终将数据传递到最高层的指定的应用程序端口，
     并进行处理。

SOCKET 编程
    要想理解socket,就要先来理解TCP,UDP协议
    TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）
        即传输控制协议/网间协议，定义了主机如何连入因特网及数据如何再它们之间传输的标准，
        从字面意思来看TCP/IP是TCP和IP协议的合称，但实际上TCP/IP协议是指因特网整个TCP/IP协议族。
        不同于ISO模型的七个分层，TCP/IP协议参考模型把所有的TCP/IP系列协议归类到四个抽象层中
            应用层：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等
            传输层：TCP，UDP
            网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
            数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

        每一抽象层建立在低一层提供的服务上，并且为高一层提供服务，看起来大概是这样子的
        我们可以利用ip地址＋协议＋端口号唯一标示网络中的一个进程。能够唯一标示网络中的进程后，
        它们就可以利用socket进行通信了，我们经常把socket翻译为套接字，
        socket是在应用层和传输层(TCP/IP协议族通信)之间的一个抽象层，是一组接口，
        它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。
        应用程序两端通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。
        可以把socket理解为通信的把手（hand）

    socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲学的思想下，
    socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现，服务器和客户端各自维护一个"文件"，
    在建立连接打开后，可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，
    通讯结束时关闭文件。socket的英文原义是“插槽”或“插座”，就像我们家里座机一样，
    如果没有网线的那个插口，电话是无法通信的。Socket是实现TCP，UDP协议的接口，便于使用TCP,UDP。

    socketserver
        虽说用Python编写简单的网络程序很方便，但复杂一点的网络程序还是用现成的框架比较好。这样就可以专心事务逻辑，而不是套接字的各种细节。SocketServer模块简化了编写网络服务程序的任务。同时SocketServer模块也是Python标准库中很多服务器框架的基础。

    socketserver模块可以简化网络服务器的编写，Python把网络服务抽象成两个主要的类，一个是Server类，用于处理连接相关的网络操作，另外一个则是RequestHandler类，用于处理数据相关的操作。并且提供两个MixIn 类，用于扩展 Server，实现多进程或多线程。

    Server类
        它包含了种五种server类，BaseServer(不直接对外服务)。TCPServer使用TCP协议，UDPServer使用UDP协议，还有两个不常使用的，即UnixStreamServer和UnixDatagramServer,这两个类仅仅在unix环境下有用(AF_unix)。

    sk = socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM)
    地址簇
        family=AF_INET      # ipv4  默认为 AF_INET; 服务器之间的通信
        family=AF_UNIX      # Unix不同进程间通信
    传输协议
        type=SOCK_STREAM    # TCP   默认为SOCK_STREAM
        type=SOCK_DGRAM     # UDP

编码
    PY3:  str     bytes
        str: unicode
        bytes: 十六进制 0x开头
        
    str>>>>>bytes   将str编码为bytes类型  encode
        s = "hello"
        b = bytes(s, 'utf8')    # 根据urf8规则编码
        b2 = s.encode('utf8')   # 根据urf8规则编码
    
    bytes>>>>>str   将bytes解码成str类型  decode
        s = str(b2, 'utf8')     # 根据urf8规则解码
        s2 = b2.decode('utf8')  # 根据urf8规则解码
    
    
    import subprocess
    
    # 通过subprocess下的Popen类，调用shell执行ls命令，通过管道符命令subprocess.PIPE
    # 把结果转给subprocess.Popen的对象a（结果为bytes类型）
    a = subprocess.Popen('ls', shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
    
    print(a)
    b = a.stdout.read()
    print(str(b, 'utf8'))