网络编程练习这些就ok
1，什么是C/S架构？
C指的是client（客户端软件），S指的是Server（服务端软件）
一个C/S架构就是，实现服务端软件与客户端软件基于网络通信。
互联网中处处是C/S架构
如12306网站是服务端，你的浏览器是客户端（B/S架构也是C/S架构的一种）
腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频）
C/S架构与socket的关系：
我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发
2，互联网协议是什么？分别介绍五层协议中每一层的功能？
英语成为世界上所有人通信的统一标准，计算机之间的通信也应该有一个像英语一样的通信标准， 这个标准称之为互联网协议， 可以很明确地说：互联网协议就是计算机界的英语，网络就是物理链接 介质+互联网协议。 我们需要做的是，让全世界的计算机都学会互联网协议，这样任意一台计算机在 发消息时都严格按照协议规定的格式去组织数据，接收方就可以按照相同的协议解析出结果了，这就 实现了全世界的计算机都能无障碍通信。 按照功能不同，人们将互联网协议分为osi七层或tcp/ip五 层或tcp/ip四层（我们只需要掌握tcp/ip五层协议即可），这种分层就好比是学习英语的几个阶段， 每个阶段应该掌握专门的技能或者说完成特定的任务，比如：1、学音标 2、学单词 3、学语法 4、写作文
简单说，计算机之间的通信标准，就称为互联网协议
按照功能不同，人们将互联网协议分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层
tcp/ip四层：应用层，传输层，网络层，网络接口层
tcp/ip五层：应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
osi七层：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层
3，基于tcp协议通信，为何建立链接需要三次握手，而断开链接却需要四次挥手
为什么要三次挥手？ 在只有两次“握手”的情形下，假设Client想跟Server建立连接，但是却因为中途连接请求的 数据报丢失了，故Client端不得不重新发送一遍；这个时候Server端仅收到一个连接请求，因此 可以正常的建立连接。但是，有时候Client端重新发送请求不是因为数据报丢失了，而是有可能 数据传输过程因为网络并发量很大在某结点被阻塞了，这种情形下Server端将先后收到2次请求， 并持续等待两个Client请求向他发送数据...问题就在这里，Cient端实际上只有一次请求，而 Server端却有2个响应，极端的情况可能由于Client端多次重新发送请求数据而导致Server端 最后建立了N多个响应在等待，因而造成极大的资源浪费！所以，“三次握手”很有必要！ 为什么要四次挥手？ 试想一下，假如现在你是客户端你想断开跟Server的所有连接该怎么做？ 第一步，你自己先停止向Server端发送数据，并等待Server的回复。但事情还没有完， 虽然你自身不往Server发送数据了，但是因为你们之前已经建立好平等的连接了， 所以此时他也有主动权向你发送数据；故Server端还得终止主动向你发送数据， 并等待你的确认。其实，说白了就是保证双方的一个合约的完整执行！
三次握手：client发送请求建立通道；server收到请求并同意，同时也发送请求建通道；client收到请求并同意，建立完成
四次挥手：client发送请求断开通道；server收到请求并同意，同时还回复client上一条消息；server也发送请求断开通道；client受到消息结束
为什么TCP协议终止链接要四次？ 1、当主机A确认发送完数据且知道B已经接受完了，想要关闭发送数据口（当然确认信号还是可以发）， 就会发FIN给主机B。 2、主机B收到A发送的FIN，表示收到了，就会发送ACK回复。 3、但这是B可能还在发送数据，没有想要关闭数据口的意思，所以FIN与ACK不是同时发送的， 而是等到B数据发送完了，才会发送FIN给主机A。 4、A收到B发来的FIN，知道B的数据也发送完了，回复ACK， A等待2MSL以后，没有收到B传来的 任何消息，知道B已经收到自己的ACK了，A就关闭链接，B也关闭链接了。
4，为何基于tcp协议的通信比基于udp协议的通信更可靠？
tcp:可靠 对方给了确认收到信息，才发下一个，如果没收到确认信息就重发
udp:不可靠 一直发数据，不需要对方回应
（1）UDP：user datagram protocol（用户数据报协议） 特点： ——1：面向无连接：传输数据之前源端和目的端不需要建立连接 ——2：每个数据报的大小都限制在64k（8个字节）以内 ——3：面向报文的不可靠协议（即发出去的数据不一定会接收到） ——4：传输速率快，效率高 ——5：现实生活实例：邮局寄件，实时在线聊天，视频协议等等 （2）TCP：transmission control protocol（传输控制协议） 特点： ——1：面向连接：传输数据之前需要建立连接 ——2：在连接过程中进行大量的数据传输 ——3：通过“三次握手”的方式完成连接，是安全可靠的协议 ——4：传输效率低，速度慢
5，流式协议指的是什么协议，数据报协议指的是什么协议？
TCP协议，可靠传输
数据报协议: UDP协议，不可传输
也就是TCP和UDP的区别：
TCP是面向连接的，可靠的字节流服务
UDP是面向无连接的数据报服务
6，什么是socket？简述基于tcp协议的套接字通信流程流式协议：
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Socket接口后面， 对用户来说，一组简单的接口就是全部。 服务端：创建socket对象，绑定ip端口bind(), 设置最大链接数listen(), accept()与客户端 的connect()创建双向管道， send(), recv(),close() 客户端：创建socket对象，connect()与服务端accept()创建双向管道 , send(), recv(),close()
7，什么是粘包？ socket 中造成粘包的原因是什么？ 哪些情况会发生粘包现象？
粘包：数据粘在一起，主要因为：接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取 多少字节的数据造成的数据量比较小，时间间隔比较短，就合并成了一个包， 这是底层的一个优化算法（Nagle算法）
8，基于socket开发一个聊天程序，实现两端互相发送和接收消息
服务端：
# _*_ coding: utf-8 _*_
# 8，基于socket开发一个聊天程序，实现两端互相发送和接收消息
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8088)
link = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
link.bind(ip_port)
link.listen(5)
print("等待数据连接：。。》》")
# 阻塞直到有连接为止，有了一个新连接进来后，就会为这个请求生成一个连接对象
conn, addr = link.accept()
client_data = conn.recv(1024)
print("这是收到的消息：",client_data.decode('utf-8'))
conn.send(client_data.upper())
conn.close()
link.close()
客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
# 8，基于socket开发一个聊天程序，实现两端互相发送和接收消息/
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8088)
link = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
link.connect(ip_port)
print("开始发送数据")
cmd = input("请输入：>>").strip()
link.send(cmd.encode('utf-8'))
data = link.recv(1028)
print(data)
link.close()
9，基于tcp socket，开发简单的远程命令执行程序，允许用户执行命令，并返回结果
服务端：
# _*_ coding: utf-8 _*_
# 9，基于tcp socket，开发简单的远程命令执行程序，允许用户执行命令，并返回结果
import socket
import struct
import subprocess
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
while True: #连接循环
conn,addr = sk.accept()
print(conn,addr)
while True: #通信循环
client_data = conn.recv(1024)
#处理过程
res = subprocess.Popen(client_data.decode('utf-8'),shell=True,
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE)
stdout = res.stdout.read()
stderr = res.stderr.read()
# 先发报头(转成固定长度的bytes类型，那么怎么转呢？就用到了struct模块)
length = len(stdout)+len(stderr)
header = struct.pack('i',length)
conn.send(header)
conn.send(stderr)
conn.send(stdout)
conn.close()
sk.close()
conn.close()
sk.close()
客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
# 9，基于tcp socket，开发简单的远程命令执行程序，允许用户执行命令，并返回结果
import socket
import struct
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sk.connect(ip_port)
while True:
cmd = input("请输入命令:>>").strip()
if not cmd:continue
sk.send(cmd.encode('utf-8'))
header_struct = sk.recv(1024)
unpack_res = struct.unpack('i',header_struct)
total_size = unpack_res[0]
recv_size = 0
total_data = b''
while recv_size < total_size:
recv_data = sk.recv(1024)
recv_size += len(recv_data)
total_data += recv_data
print("返回的消息：%s"%total_data.decode('gbk'))
sk.close()
10，基于tcp协议编写简单FTP程序，实现上传、下载文件功能，并解决粘包问题
客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import struct
import json
downlaod_dir = r'D:\文件传输\client\download'
ip_port = ('127.0.0.1',8808)
phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(ip_port)
while True:
cmd = input(">>>").strip() #get D:\文件传输\server\a.avi
if not cmd:continue
phone.send(cmd.encode('utf-8'))
#接受文件的内容，以写的方式打开一个新文件，接受服务端发来的文件内容，并写入客户端的新文件
#第一步，先收报头的长度，然后解包
obj = phone.recv(1024)
header_size = struct.unpack('i',obj)[0]
#第二部 再收报头
header_bytes = phone.recv(header_size)
#第三部，从报头中解析除对真实数据的描述信息
header_json = header_bytes.decode('utf-8')
header_dic = json.loads(header_json)
'''
header_dic = {
'filename':filename, #a.avi
'md5':'dsdsd',
'file_size':os.path.getsize(filename)
}'''
print(header_dic)
total_size = header_dic['file_size']
filename = header_dic['filename']
#第四步，接受真实的数据
with open('%s/%s'%(downlaod_dir,filename),'wb') as f:
recv_size = 0
# recv_data = b''
while recv_size <total_size:
res = phone.recv(1024)
# recv_data += res
f.write(res)
recv_size += len(res)
print("总大小： %s \n已经下载大小 ：%s"%(total_size,recv_size))
# print(recv_data.decode('utf-8'))
phone.close()
服务端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import subprocess
import socket
import struct
import json
import os
share_dir =r'/文件传输/server/share'
phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
ip_port = ('127.0.0.1',8808)
phone.bind(ip_port)
phone.listen(5)
print("starting....")
while True: #链接循环
conn,client_addr = phone.accept()
print(client_addr)
while True: #通信循环
try:
#收命令
res = conn.recv(1024) #b'get a.txt'
if not res :continue
#解析命令，提取相应的参数
cmds = res.decode('utf-8').split()
filename = cmds[1]
#以读的方式打开文件，读取文件内容发送给客户端
# with open(filename,'rb') as f:
# conn.s
#制定固定长度的报头
header_dic = {
'filename':filename, #a.avi
'md5':'dsdsd',
'file_size':os.path.getsize(r"%s/%s"%(share_dir,filename))
}
header_json = json.dumps(header_dic)
header_bytes = header_json.encode('utf-8')
#先发送报头的长度
conn.send(struct.pack('i',len(header_bytes)))
#再发报头
conn.send(header_bytes)
#再发真实的数据
with open('%s/%s'%(share_dir,filename),'rb') as f:
# conn.send(f.read())
for line in f:
conn.send(line)
except ConnectionResetError:
break
conn.close()
phone.close()
函数版本服务端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import os
import struct
import pickle
dirname = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
filepath = os.path.join(dirname, 'share')
def get(cmds,conn):
filename = cmds[1]
file_path = os.path.join(filepath, filename)
if os.path.isfile(file_path):
header = {
'filename': filename,
'md5': 'xxxxxx',
'file_size': os.path.getsize(file_path)
}
header_bytes = pickle.dumps(header)
conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
conn.send(header_bytes)
with open(file_path, 'rb') as f:
for line in f:
conn.send(line)
else:
conn.send(struct.pack('i', 0))
def put(cmds,conn):
pass
def run():
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
server.listen(5)
print('starting...')
while True:
conn, client_addr = server.accept()
print(client_addr)
while True:
try:
res = conn.recv(1024)
if not res: continue
cmds = res.decode('utf-8').split()
if cmds[0] == 'get':
get(cmds,conn)
elif cmds[0] == 'put':
put(cmds,conn)
except ConnectionResetError:
break
conn.close()
server.close()
if __name__ == '__main__':
run()
函数版本客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import struct
import pickle
import os
dirname = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
filepath = os.path.join(dirname,'download')
def get(client):
obj = client.recv(4)
header_size = struct.unpack('i', obj)[0]
if header_size == 0:
print('文件不存在')
else:
header_types = client.recv(header_size)
header_dic = pickle.loads(header_types)
print(header_dic)
file_size = header_dic['file_size']
filename = header_dic['filename']
with open('%s/%s' % (filepath, filename), 'wb') as f:
recv_size = 0
while recv_size < file_size:
res = client.recv(1024)
f.write(res)
recv_size += len(res)
print('总大小：%s 已下载：%s' % (file_size, recv_size))
def put():
pass
def run():
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))
while True:
msg = input(">>>:").strip() # get a.txt
if not msg:continue
client.send(msg.encode('utf-8'))
cmds = msg.split()
if cmds[0] == 'get':
get(client)
elif cmds[0] == 'put':
put()
client.close()
if __name__ == '__main__':
run()
面向对象版本服务端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import os
import struct
import pickle
class TCPServer:
address_family = socket.AF_INET
socket_type = socket.SOCK_STREAM
listen_count = 5
max_recv_bytes = 8192
coding = 'utf-8'
allow_reuse_address = False
# 下载的文件存放路径
down_filepath = os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), 'share')
# 上传的文件存放路径
upload_filepath = os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), 'upload')
def __init__(self,server_address,bind_and_listen=True):
self.server_address = server_address
self.socket = socket.socket(self.address_family,self.socket_type)
if bind_and_listen:
try:
self.server_bind()
self.server_listen()
except Exception:
self.server_close()
def server_bind(self):
if self.allow_reuse_address:
self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
self.socket.bind(self.server_address)
def server_listen(self):
self.socket.listen(self.listen_count)
def server_close(self):
self.socket.close()
def server_accept(self):
return self.socket.accept()
def conn_close(self,conn):
conn.close()
def run(self):
print('starting...')
while True:
self.conn,self.client_addr = self.server_accept()
print(self.client_addr)
while True:
try:
res = self.conn.recv(self.max_recv_bytes)
if not res:continue
cmds = res.decode(self.coding).split()
if hasattr(self,cmds[0]):
func = getattr(self,cmds[0])
func(cmds)
except Exception:
break
self.conn_close(self.conn)
def get(self,cmds):
""" 下载
1.找到下载的文件
2.发送 header_size
3.发送 header_bytes file_size
4.读文件 rb 发送 send(line)
5.若文件不存在，发送0 client提示：文件不存在
:param cmds: 下载的文件 eg:['get','a.txt']
:return:
"""
filename = cmds[1]
file_path = os.path.join(self.down_filepath, filename)
if os.path.isfile(file_path):
header = {
'filename': filename,
'md5': 'xxxxxx',
'file_size': os.path.getsize(file_path)
}
header_bytes = pickle.dumps(header)
self.conn.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
self.conn.send(header_bytes)
with open(file_path, 'rb') as f:
for line in f:
self.conn.send(line)
else:
self.conn.send(struct.pack('i', 0))
def put(self,cmds):
""" 上传
1.接收4个bytes 得到文件的 header_size
2.根据 header_size 得到 header_bytes header_dic
3.根据 header_dic 得到 file_size
3.以写的形式 打开文件 f.write()
:param cmds: 下载的文件 eg:['put','a.txt']
:return:
"""
obj = self.conn.recv(4)
header_size = struct.unpack('i', obj)[0]
header_bytes = self.conn.recv(header_size)
header_dic = pickle.loads(header_bytes)
print(header_dic)
file_size = header_dic['file_size']
filename = header_dic['filename']
with open('%s/%s' % (self.upload_filepath, filename), 'wb') as f:
recv_size = 0
while recv_size < file_size:
res = self.conn.recv(self.max_recv_bytes)
f.write(res)
recv_size += len(res)
tcp_server = TCPServer(('127.0.0.1',8080))
tcp_server.run()
tcp_server.server_close()
服务端
面向对象版本客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import struct
import pickle
import os
class FTPClient:
address_family = socket.AF_INET
socket_type = socket.SOCK_STREAM
# 下载的文件存放路径
down_filepath = os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), 'download')
# 上传的文件存放路径
upload_filepath = os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), 'share')
coding = 'utf-8'
max_recv_bytes = 8192
def __init__(self, server_address, connect=True):
self.server_address = server_address
self.socket = socket.socket(self.address_family, self.socket_type)
if connect:
try:
self.client_connect()
except Exception:
self.client_close()
def client_connect(self):
self.socket.connect(self.server_address)
def client_close(self):
self.socket.close()
def run(self):
while True:
# get a.txt 下载 put a.txt 上传
msg = input(">>>:").strip()
if not msg: continue
self.socket.send(msg.encode(self.coding))
cmds = msg.split()
if hasattr(self,cmds[0]):
func = getattr(self,cmds[0])
func(cmds)
def get(self, cmds):
""" 下载
1.得到 header_size
2.得到 header_types header_dic
3.得到 file_size file_name
4.以写的形式 打开文件
:param cmds: 下载的内容 eg: cmds = ['get','a.txt']
:return:
"""
obj = self.socket.recv(4)
header_size = struct.unpack('i', obj)[0]
if header_size == 0:
print('文件不存在')
else:
header_types = self.socket.recv(header_size)
header_dic = pickle.loads(header_types)
print(header_dic)
file_size = header_dic['file_size']
filename = header_dic['filename']
with open('%s/%s' % (self.down_filepath, filename), 'wb') as f:
recv_size = 0
while recv_size < file_size:
res = self.socket.recv(self.max_recv_bytes)
f.write(res)
recv_size += len(res)
print('总大小：%s 已下载：%s' % (file_size, recv_size))
else:
print('下载成功！')
def put(self, cmds):
""" 上传
1.查看上传的文件是否存在
2.上传文件 header_size
3.上传文件 header_bytes
4.以读的形式 打开文件 send(line)
:param cmds: 上传的内容 eg: cmds = ['put','a.txt']
:return:
"""
filename = cmds[1]
file_path = os.path.join(self.upload_filepath, filename)
if os.path.isfile(file_path):
file_size = os.path.getsize(file_path)
header = {
'filename': os.path.basename(filename),
'md5': 'xxxxxx',
'file_size': file_size
}
header_bytes = pickle.dumps(header)
self.socket.send(struct.pack('i', len(header_bytes)))
self.socket.send(header_bytes)
with open(file_path, 'rb') as f:
send_bytes = b''
for line in f:
self.socket.send(line)
send_bytes += line
print('总大小：%s 已上传：%s' % (file_size, len(send_bytes)))
else:
print('上传成功！')
else:
print('文件不存在')
ftp_client = FTPClient(('127.0.0.1',8080))
ftp_client.run()
ftp_client.client_close()
客户端
11，基于udp协议编写程序，实现功能
服务端：
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8808)
udp_server_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
udp_server_client.bind(ip_port)
while True:
conn,addr = udp_server_client.recvfrom(1024)
print(conn,addr)
udp_server_client.sendto(conn.upper(),addr)
客户端：
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8808)
udp_server_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
while True:
cmd = input(">>>>").strip()
if not cmd:
continue
udp_server_client.sendto(cmd.encode('utf-8'),ip_port)
back_cmd,addr = udp_server_client.recvfrom(1024)
print(back_cmd.decode('utf-8'))
UDP不会发生粘包现象，下面举例说明
客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8989)
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
client.sendto('hello'.encode('utf-8'),ip_port)
client.sendto('james'.encode('utf-8'),ip_port)
client.close()
服务端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8989)
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
server.bind(ip_port)
res1 = server.recvfrom(5)
print("res1:",res1)
res2 = server.recvfrom(5)
print("res2:",res2)
server.close()
12，执行指定的命令，让客户端可以查看服务端的时间
13，执行指定的命令，让客户端可以与服务的的时间同步
服务端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import subprocess
import time
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
while True:
data, client_addr = server.recvfrom(1024)
print(data, client_addr)
obj = subprocess.Popen(data.decode('utf-8'),shell=True, # time 命令在windows 下不能用
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE)
stdout = obj.stdout.read()
stderr = obj.stderr.read()
print(stdout+stderr)
server.sendto(stdout+stderr,client_addr)
if data.decode('utf-8') == 'time':
str_time = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())
# str_time = '2017-01-01 00:00:00'
server.sendto(str_time.encode('gbk'), client_addr)
server.close()
客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
import os
import time
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
while True:
msg = input('>>>:').strip()
client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8080))
data,server_addr = client.recvfrom(1024)
print(data.decode('utf-8'),server_addr)
localtime = time.localtime()
os.system("date %d-%d-%d" % (localtime.tm_year, localtime.tm_mon, localtime.tm_mday)) # 设置日期
os.system("time %d:%d:%d.0" % (localtime.tm_hour, localtime.tm_min, localtime.tm_sec)) # 设置时间
client.close()
不经一番彻骨寒 怎得梅花扑鼻香
