PythonNet（一）

一、网络编程

    1、网络功能：数据传输
     2、ISO（国际标准化组织）
     3、OSI七层模型  ——>网络通信工作流程的标准化

         应用层：提供用户服务，具体功能由特定的程序而定
         表示层：数据的压缩优化，加密
         会话层：建立应用级的连接，选择传输服务
         传输层：提供不同的传输服务，流量控制
         网络层：路由选择，网络互连
         链路层：进行数据转换，具体消息的发送，链路连接
         物理层：物理硬件，接口设定，网卡路由交换机等
        1、cookie(扩展)：
            高内聚：模块功能尽可能单一，不要掺杂
            低耦合：模块之间尽可能减少关联和影响
       2、OSI七层模型优点：
            1、将工作流程标准化
            2、降低了模块间的耦合度，使每一部分可以单独开发，单独工作。

   4、四层模型

       应用型：应用层-表示层-会话层
       传输层       网络层      物理链路层

   5、五层模型（IPC/IP模型）

       应用型：应用层-表示层-会话层
       传输层       网络层       链路层        物理层

   6、数据传输流程：

        1、发送端由信息层到物理层逐层添加信息头部（首部），最终在物理层发送。
        2、中间经过节点（交换机，路由器）转发，发送到接收端。
        3、在接收端根据发送端的每个信息头进行解析，最终在应用层展示给用户。

   7、网络协议：

       在网络通信中协议各方必须遵守的规定。包括建立什么样的网络结构，消息结构，表示代表什么等。
       1、应用层 ： TFTP   HTTP  DNS  SMTP
       2、传输层 ： TCP     UDP
       3、网络层 ： IP
       4、物理层 ： IEEE

2、网络相关概念

  1、网络主机：在网络中标识一台计算机  HOST
         1、本地使用：'localhost'   或   '127.0.0.1'
         2、网络使用：'0.0.0.0'    Linux查询IP： ifconfig       Windows下查询IP： ipconfig
             如： '192.168.207.129'
         3、ifconfig  ： 查看IP信息
   2、获取计算机名
         ipython3
         import socket
         socket.gethostname()
        通过计算机名获取地址
         socket.gethostbyname("")
       如： ipython3
          In [1]: import socket
          In [2]: socket.gethostname()
          Out[2]: 'tedu'
          In [3]: socket.gethostbyname("tedu")
          Out[3]: '127.0.1.1'
    3、IP地址
       1、网络上确定一台主机网络位置的地址
         IPv4： 点分十进制  比如 192.168.1.2   0--255   （32位）
         IPv6： 128位
       2、ping   ip：测试和某台网络主机是否联通
    4、特殊IP地址
        127.0.0.1  本地测试IP
        0.0.0.0    自动使用本地可用网卡IP
        192.168.1.0  代表当前网段IP
        192.168.1.1  通常为网关IP
        192.168.1.255  广播地址
   5、通过地址获取主机网络信息
        In [2]: socket.gethostbyaddr('www.baidu.com')
        Out[2]: ('127.0.0.1', [], ['119.75.213.61'])
                主机   别名    IP地址
      1、点分十进制地址转换为二进制
          In  : socket.inet_aton('192.168.1.2')
          Out: b'\xc0\xa8\x01\x02'
      2、二进制地址转换为点分十进制
          In  : socket.inet_ntoa(b'\xc0\xa8\x01\x02')
          Out: '192.168.1.2'
    6、域名：网络服务器地址的名称
        1、方便记忆
        2、名称表达一定的含义
    7、网络端口号
       端口号是网络地址的一部分，用去区分一个网络主机上的网络应用
       * 注意：在一个操作系统中不同的网络应用监听不同的端口号，以获取对应端口传递的信息
        1、取值范围：1----65535
           1--255          一些众所周知的通用端口，程序占用
           256 --1023   系统应用端口
           1024 --  65535  自用端口         建议使用>10000
        2、获取一个应用的端口信息
           In [12] : socket.getservbyname("mysql")
           Out[12]: 3306
        3、网络字节序：数据在网络中的传输格式

三、传输层服务：

  1、面向连接的传输服务

      1、基于tcp协议的数据传输
       2、传输特征：提供可靠的数据传输，可靠性指数据传输过程中无丢失，无失序，无差错，无重复。
       3、实现手段：数据传输断开前都需要进行传输和断开的确认
       4、三次握手：tcp传输在数据前建立连接的过程
           1、客户端向服务器发送连接请求
           2、服务器接受到请求后，回复确认消息，表示允许连接
           3、客户端收到服务器回复，进行最终标志发送确认连接
       5、四次挥手：tcp传输在连接断开前进行断开确认的过程
            1、主动方发送报文，告知被动方要断开连接
            2、被动方收到请求后立即返回报文，告知已经准备断开
            3、被动方准备就绪后，再次发送报文，告知可以断开
            4、主动发发送消息，确认最终离开
        6、应用情况：适用于传输较大的文件，网络情况良好，需要保证传输可靠行的情况。
            比如：网页的获取，文件的下载，邮件的传输，登录注册

  2、面向无连接的传输服务

      1、基于udp协议的数据传输
      2、传输特点：不保证传输的可靠性，传输过程没有连接和断开的过程，数据的收发比较自由。
      3、使用情况：网络情况较差，对传输可靠性要求不高，需要提升传输效率。不便连接，需要灵活收发消息。
           比如：网络视频，  群聊，广播发送等

四、socket 套接字编程

   1、目标：根据socket模块提供的接口函数，进行组合使用完成基于tcp或者udp的网络编程。
   2、套接字(socket)：完成上述目标的一种编程手段，编程方案
   3、套接字分类：
         1、流式套接字(SOCK_STREAM)：传输层基于tcp协议的套接字编程方案。
         2、数据报套接字(SOCK_DGRAM):传输层基于udp协议的套接字编程方案。
         3、底层套接字 （SOCK_RAM）: 访问底层协议的套接字编程。
          * 面向连接的传输——tcp协议——可靠的——流式套接字
          * 面向无连接传输——udp协议——不可靠—— 数据报套接字

五、tcp(流式)套接字服务端编程

   import socket
    1、创建套接字
      sockfd = socket.socket(socket_family = AF_INET,socket_type = SOCK_STREAM,proto = 0)
      功能：创建套接字
      参数：socket_family：选择地址族类型  AF_INET
              socket_type：套接字类型 SOCK_STREAM 流式
                                                  SOCK_DGRAM 数据报
               proto：选择子协议类型  通常为0
      返回值:返回套接字对象
    2、绑定服务端地址
        sockfd.bind(addr)
        功能：绑定IP地址
        参数：元组  （ip，port）         port为端口
        localhost     可以被本机用    127.0.0.1
        127.0.0.1    同上
        192.168.205.127（本机） 可以被所有人用192.168.205.127访问
        0.0.0.0     可以被别人用192.168.205.127访问， 也可以被自己用127.0.0.1访问
    3、设置监听套接字
        sockfd.listen(n)
        功能：将套接字设置为监听套接字，创建监听队列
        参数：n 表示监听队列大小（等待处理的进入连接的个数）
       *  一个监听套接字可以连接多个客户端套接字
    4、等待处理客户端连接请求
      conndf,addr = sockfd.accept()
      功能：connfd  客户端连接套接字
              addr      连接客户端地址
     * 阻塞函数：程序运行过程中遇到阻塞函数则暂停运行，直到某种阻塞条件达成再继续运行。
    5、消息收发
      1、connfd.recv(buffersize)
         功能：接收对应客户端消息
         参数：一次最多接收多少字节
         返回值：接收的内容
         * 如果没有消息则会阻塞
         * decode()字节转字符串，encode()字符串转字节
      2、n = connfd.send(data)
          功能 ： 发送消息给对应客户端
          参数 ： 要发送的内容 ，必须是bytes格式
          返回值 ： 返回实际发送消息的大小（字节数）
    6、关闭套接字
        sockfd.close()
        功能 ：关闭套接字

六、tcp(流式)客户端

    1、创建套接字
       * 必须相同类型的套接字才能通信，sockfd = socket.socket()默认为流式tcp套接字
    2、连接建立
       sockfd.connect(servr_addr)
        功能 ： 建立连接
        参数 ： 元组， 服务端地址
    3、消息收发
        *消息收发要和服务端配合，避免两边都出现recv阻塞（服务器先收后发，客户端先发后收）。recv中只有数据，recvfrom中有数据和谁发过来的信息。

             decode() 字节 –> 字符串，encode() 字符串 –> 字节。

        recv解阻塞2种方式：1、客户端发过来数据，2、客户端调用close，导致recv解阻塞。
    4、 关闭套接字

       sockfd.close()

     要求：（要求都重点，面试问题）
          1、osi七层模型介绍一下，tcp/ip 模型呢？
          2、tcp服务和udp服务有什么区别
          3、三次握手和四次挥手是什么意思，过程是怎样的

七、tcp传输注意事项

  1、tcp套接字传输注意事项

       1、监听套接字存在客户端即可发起连接，但是最终连接的处理需要accept进行处理
       2、如果连接的另外一端退出，则revc会立即返回空字符串
       3、当连接的另一端退出时，在试图send发送就会产生BrokenPipeError异常。

  2、网络收发缓存区

      缓冲区作用：协调收发（处理）速度，减少交互次数
      send和recv实际上是缓冲区进行交互，发送缓冲期满时就无法发送，接受缓冲区满时recv才阻塞

  3、TCP粘包

    1、产生原因： tcp套接字以字节流方式传输，消息之间没有边界，发送和接收并不能保证每次发送都及时的被接受
    2、影响：如果每次发送内容表达一个独立的含义，此时可能需要处理粘包防止发生歧义
    3、处理方法：
         1、每次发送的消息添加结尾标志（人为增加消息边界）
         2、发送数据结构体
         3、协调收发速度，每次发送后都预留接收时间

总结:
   1. osi七层模型是什么？
   2. 三次握手和四次挥手？
   3. tcp和udp区别
   网络概念 ： 主机    端口     IP   域名
   套接字 ： 网络编程方式
     流式套接字：  tcp
     数据报套接字：udp
   tcp服务端流程:
     socket() ---> bind() ---> listen() ---> accept()--->
     recv/send ---> close()
   客户端
     socket() ---> connect() ---> send/recv --->close()