Day30 of learning python --网络编程的基础知识

1.为什么需要网络编程？

　　因为两个不同的程序如果需要传输数据进行通信，如何进行？由于这两个程序不在同一电脑，所以需要通过网络进行传输

2.软件开发的架构

两个程序之间通信大概可以分为两种：

1）应用类：qq、微信、优酷等这一类需要安装的桌面应用。

2）web类：比如百度、知乎、博客园等使用浏览器就可以直接使用的应用。

现在的主流是web类，因为下载应用需要耗内存，而web类直接使用一个浏览器就可以直接实现很多的服务。比如微信，现在搞得公众号，其实就是基于web类得开发得，相当于浏览网页一样。

从两个软件开发的架构分类：

1）C/S架构

C/S即：Client和Server，中文意思：客户端与服务器端架构，这种架构从用户层面（也可以是物理层面）来划分的。这里的客户端一般泛指客户端应用程序EXE，程序需要先安装后，才能在电脑上使用，对用户的操作系统依赖比较大。

2）B/S架构

B/S即：Browser与Server，即浏览器端与服务器端，只需在浏览器上通过HTTP请求服务端相关的资源（网页资源），客户端Browser浏览器就能进行增删改查。

3.网络基础

一个程序如何找到网络上另一个程序：IP地址+PORT(电脑上应用程序的端口)，IP地址是是一个32位的二进制数。

OSI七层模型：

4.socket概念

socket层

理解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协议族隐藏在Socke接口抠门。对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议，也有说把socket=IP+PORT

套接字的发展历史：一开始是被设计用在同一台主机上多个应用程序之间的通讯，这也被称为进程间通讯或IPC，套接字有两种，分别是基于文件型和基于网络型的。

基于文件型的套接字：：AF_UNIX，unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字：AF_INET。

5.tcp协议和udp协议

TCP：是可靠的、面向连接的协议(如打电话)、传输效率低全双工通信（发送缓存与接收缓存）、面向字节流。使用TCP的应用：web浏览器，电子邮件，文件传输程序。

UDP：不可靠的、无连接的服务，传输效率高，一对一，一对多，多对一，多对多，面向报文，无阻塞控制。使用UDP的应用：域名系统（DNS），视频流；IP语音

6.套接字（SOCKET）初使用

基于TCP协议的socket

tcp是基于连接的，必须先启动服务端，然后再启动客户端去链接服务端

客户端：

import socket
sk = socket.socket()  # 买手机
sk.connect(('127.0.0.1',8080))   #拨别人的号
while 1:
    # sk.send(b'hello')
    # ret = sk.recv(1024)
    # print(ret)
    # sk.send(bytes('中午吃什么？',encoding = 'utf-8'))
    # ret = sk.recv(1024)
    # print(ret.decode('utf-8'))
    info = input('>>>>')
    sk.send(bytes(info,encoding='utf-8'))
    ret = sk.recv(1024).decode('utf-8')
    print(ret)
    if ret == 'bye':
        sk.send(b'bye')
        break

sk.close()


#server  接收时间戳，转化格式化时间
#cliend 10秒，time.time()把时间戳发给server

服务器端：

import socket
sk = socket.socket()   # 买手机
sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)  #避免服务重启的时候报address already in use
# sk.bind(('ip',port))
sk.bind(('127.0.0.1',8080))    #绑定手机卡
sk.listen()   # 监听等着有人给我打电话


conn,addr = sk.accept()  # 接收到别人的电话connection 连接，address地址
   #阻塞
print(addr)
while 1:
    # ret = conn.recv(1024)  # 听别人说话，默认1024，或者是它的倍数
    # print(ret)
    # conn.send(b'hi')     # 和别人说话，必须传一个bytes类型
    # ret = conn.recv(1024)
    # print(ret.decode('utf-8'))
    # conn.send(bytes('大碗油泼面加个蛋不要碗',encoding='utf-8'))
    ret = conn.recv(1024).decode('utf-8')     # 阻塞，直到收到一个客户端发来的消息
    if ret == 'bye':
        conn.send(b'bye')
        break
    print(ret)
    info = input('>>>')
    conn.send(bytes(info,encoding='utf-8'))
conn.close()    # 挂电话 关闭连接
sk.close()    # 关机  关闭socket连接


#有发必有收

 基于UDP协议的socket

udp是无连接的，启动服务之后可以直接接收消息，不需要提前建立连接。

服务器端：

import socket
udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)  # 创建一个服务器的套接字
udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000))  # 绑定服务器套接字
while 1:
    msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf-8'))
    info = input('server>>>').encode('utf-8')
    udp_sk.sendto(info,addr)   #对话（接收与发送）

udp_sk.close()   # 关闭服务器套接字

客户端1：

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9000)
udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
while 1:
    info = input('client>>>')
    info = ('\033[34m来自乐之的消息：%s\033[0m'%info).encode('utf-8')
    udp_sk.sendto(info,ip_port)
    back_msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)
udp_sk.close()

客户端2：

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9000)
udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
while 1:
    info = input('client2>>>')
    info = ('\033[34m来自小琴的消息：%s\033[0m'%info).encode('utf-8')
    udp_sk.sendto(info,ip_port)
    back_msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)
udp_sk.close()

 QQ聊天

import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
udp_server_sock.bind(ip_port)

while True:
    qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)
    print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))
    back_msg=input('回复消息: ').strip()

    udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

import socket
BUFSIZE=1024  # 缓存能接收多少个字节的数据
udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic={
    '金老板':('127.0.0.1',8081),
    '哪吒':('127.0.0.1',8081),
    'egg':('127.0.0.1',8081),
    'yuan':('127.0.0.1',8081),
}

while True:
    qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()
    while True:
        msg=input('请输入消息,回车发送,输入q结束和他的聊天: ').strip()
        if msg == 'q':break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])

        back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
        print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

 但是server接收到的还是同一个端口的数据来源

时间服务器

from socket import *
from time import strftime
ip_port = ('127.0.0.1',9000)
bufsize = 1024

udp_server = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
udp_server.bind(ip_port)
while 1:
    msg,addr = udp_server.recvfrom(bufsize)
    print('===>',msg)
    if not msg:
        time_fmt = '%Y-%m-%d %X'
    else:
        time_fmt = msg.decode('utf-8')
    back_msg = strftime(time_fmt)
    udp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

udp_server.close()

from socket import *
ip_port = ('127.0.0.1',9000)
bufsize = 1024

udp_client = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while 1:
    msg = input('请输入时间的格式>>>').strip()
    if not msg:continue
    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data = udp_client.recvfrom(bufsize)
    print(data)