Python之路PythonNet，第一篇，网络1

pythonnet   网络1

 

ARPAnet（互联网雏形）--->  民用

ISO（国际标准化组织）--->网络体系结构标准 OSI模型

OSI ： 网络信息传输比较复杂需要很多功能协同 --> 将功能分开，降低耦合度，让每个模块完成一定的功能

           --->将这些模块按照一定的顺序进行组合，完成功能，调理清晰。

            按照规定功能，顺序排列的体系结构：OSI模型

OSI 七层模型：

应用层： 提供用户服务， 例如处理应用程序，文件传输，数据管理

表示层： 做数据的转换和压缩，解压，加密等

会话层： 决定了进程间的连接建立，选择使用什么样的传输层协议

传输层： 建立网络连接，提供合适的连接传输服务，提供流量控制；

网络层： 控制分组传输，进行路由选择，网络互联；

链路层：提供链路交换，具体的数据收发；

物理层：物理硬件，具体的传输条件和传输接口；

 

实际操作：四层模型

应用层 ： 应用层，表示层，会话层

传输层 ： 传输层

网络层 ： 网络层

物理链路层 ： 链路层 ，物理层

七层 ----- 》

四层

应用层 （包含应用层 表示层 会话层）
传输层
网络层
物理链路层 （包含链路层和物理层）

五层（TCP/IP模型）

应用层 （包含应用层 表示层 会话层）
传输层
网络层
链路层
物理层

协议： 网络协议，几在网络传输过程中为保证通信正常而定制的都遵守的约定；

 应用层协议：TFTP  DNS  FTP   SMTP   HTTP

传输层协议： TCP   UDP

网络层协议：  IP        ARP     ICMP

网络知识：

主机     主机名称   （计算机名    域名）

host

本地主机表示方法： IP

localhost                  127.0.0.1        表示本机通信地址

0.0.0.0                 表示在局域网内的可用主机IP

172.60.50.218 表示本机在网络上的标识

python获取主机名称：

import  socket

socket.gethostname()

>>> socket.gethostname()
'shenzhen.com'
>>> socket.gethostbyname('shenzhen.com')
'72.5x.x.1x9'
>>> socket.gethostbyname('localhost')
'127.0.0.1'
>>> 

 

 

IP地址：

IPv4    点分十进制      192.168.1.11  

三个点将IP分为四个部分每部分取值 0--255 ；

 

           二进制   8*4      32位二进制表示；

IPV6  更多可用IP；

>>> socket.gethostbyaddr('localhost')
('localhost', ['localhost.localdomain', 'localhost6', 'localhost6.localdomain6'], ['::1'])
>>> socket.gethostbyaddr('shenzhen.com')
('a72-52-4-119.deploy.static.akamaitechnologies.com', [], ['72.52.4.119'])

  主机名              主机别名               主机地址

IP地址转换为二进制；

socket.inet.aton('xxx')         将地址十进制转换为二进制

 socket.inet_ntoa(b'xxx')     将地址二进制转换为十进制

>>> socket.inet_aton('192.168.1.10')
b'\xc0\xa8\x01\n'
>>> socket.inet_ntoa(b'\xc0\xa8\x01\n')
'192.168.1.10'
>>>

区别：这两个函数有第一个参数，AF_INET 表示转换IPV4类地址；AF_INET 6表示转换IPV6类地址；

inet_pton(socket.AF_INET, '192.168.1.10')  

inet_ntop(socket.AF_INET,b'\xc0\xa8\x01\x0b' ) 

例：

>>> socket.inet_pton(socket.AF_INET, '192.168.1.11')
b'\xc0\xa8\x01\x0b'

>>> socket.inet_ntop(socket.AF_INET,b'\xc0\xa8\x01\x0b')
'192.168.1.11'
>>>

域名： 或联网服务器IP的地址， 方便使用；

端口号 ： 是地址的组成部分，用于在一个系统中区分应用层程序

取值范围 1 -- 65535
使用 1-255 是众所周知的端口 256-1023 系统进程占用
1024--49151 登记端口 49152-65535 私有端口或者动态端口

推荐   >10000   8888   6666   9999 

获取系统中某个网络服务程序的端口号；

>>> socket.getservbyname('ssh')
22
>>> socket.getservbyname('http')
80
>>>

 

子网掩码 ： 与IP 配合使用用来确定当前的网段

字节序
小端序 ： 低序字节存在低地址位
大端序 ： 高序字节存在低地址位

网络统一 ： 网络字节序 保证不同的主机按照相同方式发送接受解析数据

总结：
OIS 七层模型 五层 和 四层 每一层模型的功能
消息在网络中的传递大致流程
什么是主机
什么是协议，协议起什么作用
什么是 ip地址
什么是端口
什么是子网掩码 ，域名 和 字节序

########

传输层 提供的通信类型：

1， 面向连接的可靠服务 --->  TCP

TCP协议中规定： 1传输服务必须连接，

                               2参数数据必须保证可靠；

                              3传输结束必须断开连接；

 建立连接（三次握手）

（1）客户端向服务端发送连接请求（发送一个试探性的标志字符给服务器）；

（2）服务端接收到请求后告知客户端可以连接；

（3）再次告知服务器客户端已经收到回复，下面要开始发送具体消息；

数据的可靠性： 无重复       无丢失        无失序        无错误

断开连接过程（四次挥手）

（1）主动方  发送标准告知 被动方 要断开连接；

（2）被动方 返回相应的标志信息告知 主动方 我已接收到你的请求；

（3）被动方 会再次发送标志信息表上已经准备就绪可以断开；

（4）主动方 断开连接告知被动方；

使用情况 ： 对传输质量要求较高，需要可靠的传输。
                     传输的数据量较大（比如传文件）不需要频繁的连接断开 ；
                    比如： qq消息，邮件发送，文件上传，账户登录

2， 面向无连接的不可靠的服务         UDP协议

不保证数据的完整性

数据的发送都是由发起端决定的，不考虑连接端情况；没有三次握手和四次挥手；

使用情况：对实时性要求较高；

                    网络情况不佳的时候；
                   对数据的准确型没有严格要求；
                   建立必要的非连接的情况（比如广播组播）；

套接字（网络间进行通信的方式的名称）

在linux中演化为一种文件类型socket

套接字的分类：

（1）流式套接字：表示传输层使用tcp协议提供面向连接的传输服务；

（2）数据报套接字： 表示传输层使用udp 协议提供面向无连接的传输服务；

（3）原始套接字：一般只有底层协议测试（用不到）

基于tcp协议的socket编程：

服务端：

（1）创建一个tcp流式套接字；

socket(family = AF_INET, type = SOCK_STREAM, proto = 0)

功能： 创建一个套接字；

参数： family  协议族 类型（AF_INET,   UNIX）

           type  套接字类型 ：SOCK_STREAM   tcp流式套接字；SOCK_DGRAM  upd数据报套接字； SOCK_RAM 原始套接字；

            proto   子协议选项：一般为0

返回值：套接字对象；

（2）绑定本机的IP和端口；

bind(address)

功能：绑定本机的IP和端口号；

参数：是一个包含两个元素的元组，元组的第一个元素是主机名，第二个是使用的端口号；

e.g.      ('',8888) ('localhost',8888) ('127.0.0.1',8888)
             ('0.0.0.0',8888) ('172.60.50.218',8888)

（3）将套接字变为可监听套接字；

listen(n)

功能：将套接字设置为监听套接字，并且设置一个连接等待队列；

参数： 是一个正整数  >=1

（4）套接字等待客户端请求；

accept()

功能：阻塞等待客户端的连接；

参数：无

返回值： 第一个返回值为  和客户端交互的套接字；第二个返回值为 连接进来的客户端的address；

（5）消息的收发；

recv(buffer)

功能： 接收网络消息

参数：正整数 表示一次接收从缓冲区中拿到的消息的字节数；

返回值：返回接收到的消息；

   （ 1，当接收的网络缓冲中没有内容时会阻塞；  2，当连接断开后，recv会结束阻塞返回一个空字符串）

send(data)

功能：方式网络消息；

参数： 要发送的内容；

返回值：时间发送的字节数；

  （python3中要求send的内容必须为bytes格式）

sendall(data)

功能：发送网络消息；

参数：要发送的内容要求为bytes格式

返回值： 如果成功发送返回None，发送失败异常；

（6）关闭套接字；

close()

功能：关闭一个套接字

客户端

connect(adress)

功能：向服务器发起连接请求；

参数： address 是一个元组，即为要连接的服务器的地址；

主要点：（1）客户端和服务端的套接字类型相同；

               （2）客户端就是用创建的套接字和服务器交互；

               （3）recv和send要与服务器配合，避免recv死阻塞；

（TCP循环服务不能满足多个客户端同时发生请求的情况；它不允许某个客户端单独出去占有服务器资源）

练习：

########server服务端#########
# cat tcp_server.py 
#!/usr/local/bin/python3

from socket import *

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 9999
ADDR = (HOST,PORT)
BUFFERSIZE = 1024

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

sockfd.bind(ADDR)

sockfd.listen(5)

while True:
    print('wait for connect....')

    conn,addr = sockfd.accept()
    print('connect from',addr)
    while True: 
        data = conn.recv(BUFFERSIZE)
        if not data:
            break
        print('connect:',data.decode())
        n = conn.send(b'Recv your message.\n')
        print('send.. %d'%n)
    conn.close()

sockfd.close()


#########client客户端###############
# cat tcp_client.py 
#!/usr/local/bin/python3

from socket import *
import time

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 9999
ADDR = (HOST,PORT)

connfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

connfd.connect(ADDR)

while True:
    data = input('send>>>')
    if not data:
        break
    connfd.sendall(data.encode())
    data = connfd.recv(1024)
    print('client recv:',data.decode())

connfd.close()
[root@shenzhen day03]#