网络编程

网络简单小介绍：

网络就是一种辅助双方或者多方的设备能够连接在一起的工具比如：电脑，智能手机，ipad。它的目的就是来实现不同设备之间运行软件(进程)之间的数据的共享，即进程之间的通信

ip地址：用来在网络中标记一台电脑，比如192.168.1.1；在本地局域网上是唯一的。

ip又分为ipv4 和 ipv6, 192.168.101.81 81的取值范围是0-255但是0和255不能用

ip地址的作用：找到对方的设备的ip地址给对方的设备发送数据

端口：端口就是数据传入和传出的入口

端口号：系统会自动分配一个唯一的号码，来标识一个端口。范围是0-65535，但是系统使用的端口号0-1023，我们自己设置的端口要从1024以后使用。

端口分类:分为知名端口和动态端口，知名端口表示端口号固定，取值范围0-1023，动态端口: 系统会自动分配一个端口号，保证端口号唯一，它的取值范围从1024-65535。（友情提示：自己在设置端口号的时候不能重复，不要设置1024以下的）

端口号的作用：把数据给指定的进程

网络通信的过程：先通过ip地址找到对应的设备（电脑、智能手机，ipad）, 然后通过端口号找到对应的进程（运行起来的程序），就可以收发数据了

socket 简介

socket简称 套接字，它就是进程间通信的一种方式，它与其他进程间通信的一个主要不同是：

它能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多都是基于 Socket 来完成通信的

例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等

在python中使用socket模块的函数socket就可以完成创建socket

创建客户端socket小案例：

# 创建客户端udp的socket，完成发送数据
import socket

# 判断该模块是否是程序的入口
if __name__ == '__main__':
    # 1. 创建socket
    # 第一个参数是地址类型， 这个地方使用ipv4
    # 第二个参数是传输层协议， udp
    udp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定本地信息，也就是本地程序的端口
    # ""： 表示本地的任意ip地址都可以，防止一台电脑上有多个网卡
    udp_client_socket.bind(("", 8865))
    # 发送的内容
    send_content = "您好，我是客户端小白。"
    # 2. 发送消息
    # 提示： 如果在乌班图系统下使用utf-8,如果在windows系统下使用gbk
    udp_client_socket.sendto(send_content.encode("utf-8"), ("192.168.101.81", 4343))
    # 接收服务端socket发送的数据
    # 1024:表示每次接收数据字节大小
    # 提示： recvfrom这个接收数据的这个函数会如果服务端没有给我们客户端发送数据，那么会一直阻塞
    # 提示： 只有服务端的socket给客户端的socket发送数据以后，
    # 客户端接收到以后才解阻塞，程序会继续往下执行
    recv_data, ip_port = udp_client_socket.recvfrom(1024)
    # 解码操作
    recv_content = recv_data.decode("utf-8")
    print("接收到的数据: %s ip地址: %s" % (recv_content, ip_port))
    # 3. 关闭socket
    udp_client_socket.close()

创建一个udp客户端程序的流程是简单，具体步骤如下：

创建客户端套接字
发送/接收数据
关闭套接字

飞鸽传书小应用

下面这段代码主要用于定义常量须命名为config.py

fq_verson = 1 
fq_username = 'firstname'
hostname = 'localhost'
# 接收方
recv_ip = '192.168.101.200'
# 固定端口
port = 2425
# 上线指令
IPMSG_BR_ENTRY = 0x00000001
# 下线指令
IPMSG_BR_EXIT = 0x00000002
# 发送内容
IPMSG_SENDMSG = 0x00000020
# 客户端socket默认为None
client_socket = None

recv_info = {}

下面这段代码主要用于设置发送指令并给飞秋发送消息.须命名为send_scoket.py

import config
import time

def send_fq(content):
    '''发送给飞秋'''
    config.client_socket.sendto(content.encode('gbk'), (config.recv_ip, config.port))

def set_format(send_instruct,content):
    '''设置发送指令'''
    send_content = '%d:%d:%s:%s:%s:%s' % (config.fq_verson, int(time.time()), config.fq_username,
                                          config.hostname, send_instruct, content)
    send_fq(send_content)


def onclient():
    '''上线提醒'''
    set_format(config.IPMSG_BR_ENTRY,config.fq_username)

def offclient():
    '''下线提醒'''
    set_format(config.IPMSG_BR_EXIT,config.fq_username)

def set_content():
    '''发送消息'''
    user_int = input('请输入您要发送的内容：')
    set_format(config.IPMSG_SENDMSG,user_int)

接收飞秋返回来的消息，用字符串分割并保存输出.须命名为recv_scoket.py

import config
def recv_word():
    '''接收消息'''
    while 1:
        recv_content,ip_prot = config.client_socket.recvfrom(1024)
        end_content = recv_content.decode('gbk')
        recv_list = end_content.split(':',5)
        config.recv_info['version'] = recv_list[0]
        config.recv_info['number'] = recv_list[1]
        config.recv_info['username'] = recv_list[2]
        config.recv_info['hostname'] = recv_list[3]
        config.recv_info['send_format'] = recv_list[4]
        config.recv_info['conten'] = recv_list[5]
        print(config.recv_info['conten'])

创建socket 并启动应用程序.须命名为main.py

import socket
import send_socket
import recv_socket
import config
import threading

def create_socket():
    # global client_socket
    # 创建socket对象
    config.client_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    # 建立广播
    config.client_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_BROADCAST,True)
    # 绑定端口
    config.client_socket.bind(('',5555))
print(config.client_socket)
def user_select():
    print('======飞鸽传书V1.0======')
    print('1:上线提醒')
    print('2:下线提醒')
    print('3:发送消息')
    print('4:接受消息')
    print('0:退出')
    return input('请输入您要进行的操作选项：')

if __name__ == '__main__':
    create_socket()
    print(config.client_socket)

    recv_socket_thread = threading.Thread(target=recv_socket.recv_word)
    recv_socket_thread.start()
    while True:
        ret = user_select()
        if ret == '1':
            send_socket.onclient()
        elif ret == '2':
            # 下线
            send_socket.offclient()
        elif ret == '3':
            # 发送消息
            send_socket.set_content()
        elif ret == '4':
            # 接受消息
            recv_socket.recv_word()
        elif ret == '0':
            # 退出
            break
        else:
            print('输入错误，请重新输入')

    config.client_socket.close()

TCP简介

TCP介绍

TCP协议，传输控制协议（英语：Transmission Control Protocol，缩写为 TCP）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。

TCP通信需要经过创建连接、数据传送、终止连接三个步骤。

TCP通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话""

tcp特点

1. 面向连接:数据在传输之前需要建立好连接，保证双方准备好，可以收发数据了
2. 可靠的传输:<1> 数据保证是无误的，如果对方收到的数据包序号是没有排好序的，那么接收会自动根据包的序号进行一个排序，这样保证了数据的有序有效性。 <2>超时重传，如果在传输过程中对方没有回复我收到消息了，那么隔一段时间询问一下，如果对方一直没有回复，那么就会认为对方断线了。
3.验证数据有限制，无效或者重复的数据包，直接删除掉，一直到获取到正确的数据包位置。
4.流量控制，如果使用tcp发送数据，对方如果没有接收数据，数据达到一定限度，就不接收了，后面的数据等到对方接收到以后再传，udp 不管，一直接收会出现电脑卡死的情况

udp通信模型

udp通信模型中，在通信开始之前，不需要建立相关的链接，只需要发送数据即可，类似于生活中，"写信""

TCP通信模型

tcp通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话""

tcp客户端构建流程

tcp的客户端要比服务器端简单很多，如果说服务器端是需要自己买手机、查手机卡、设置铃声、等待别人打电话流程的话，那么客户端就只需要找一个电话亭，拿起电话拨打即可，流程要少很多

示例代码：

import socket

# 创建socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
# # 绑定端口
client_socket.bind(('',8888))
# 连接服务器
client_socket.connect(('192.168.31.144',6666))
while 1:
    user_input= input('请输入您要发送的内容/按0退出 ：')
    # 发送消息
    client_socket.send(user_input.encode('gbk'))
    # 接受服务端消息
    recv_content = client_socket.recv(1024)
    # 转码
    print(recv_content.decode('gbk'))
    if user_input == '0':
        # 关闭socket
        client_socket.close()
        break

tcp服务器

如同上面的电话机过程一样，在程序中，如果想要完成一个tcp服务器的功能，需要的流程如下：

socket创建一个套接字
bind绑定ip和port
listen使套接字变为可以被动链接
accept等待客户端的链接
recv/send接收发送数据

一个很简单的tcp服务器如下：

import socket

# 创建服务端socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
# 绑定端口
server_socket.bind(('192.168.31.144',6666))
# 监听使套接字变为可以被动链接
server_socket.listen(128)
# 等待客户端连接
# 如果有新的客户端来链接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
client_socket,client_addr=server_socket.accept()
# 接受客户端发来的信息
while 1:
    recv_content = client_socket.recv(1024)
    print(recv_content.decode('gbk'))
    server_input = input('请输入您要给客户端发送的内容/按0退出:')
    client_socket.send(server_input.encode('gbk'))
    if server_input == '0':
        client_socket.close()
        break

tcp注意点

tcp服务器一般情况下都需要绑定，否则客户端找不到这个服务器
tcp客户端一般不绑定，因为是主动链接服务器，所以只要确定好服务器的ip、port等信息就好，本地客户端可以随机
tcp服务器中通过listen可以将socket创建出来的主动套接字变为被动的，这是做tcp服务器时必须要做的
当客户端需要链接服务器时，就需要使用connect进行链接，udp是不需要链接的而是直接发送，但是tcp必须先链接，只有链接成功才能通信
当一个tcp客户端连接服务器时，服务器端会有1个新的套接字，这个套接字用来标记这个客户端，单独为这个客户端服务
listen后的套接字是被动套接字，用来接收新的客户端的链接请求的，而accept返回的新套接字是标记这个新客户端的
关闭listen后的套接字意味着被动套接字关闭了，会导致新的客户端不能够链接服务器，但是之前已经链接成功的客户端正常通信。
关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕
当客户端的套接字调用close后，服务器端会recv解堵塞，并且返回的长度为0，因此服务器可以通过返回数据的长度来区别客户端是否已经下线

tcp和udp区别

　　 1. tcp面向连接，udp直接发送数据不需要建立连接
　　 2. tcp能保证数据的有效和有序性， udp 不会保证数据是有效和有序的
　　 3. tcp 有重发机制， upd没有
　　 4. tcp 有流量控制，对方如果没有接收不会一直发送数据， udp不管，会一直接收
　　 5. tcp 是可靠的，能保证数据一定发送成功，数据接收到准确无误，upd保证不了对方一定能接收到数据
　　 6. tcp 需要建立连接，所需要需要额外的资源，但是upd不需要，也就是说性能这块upd比tcp要高
　　 7. tcp 不能做广播，udp可以做广播

发表于 2017-09-15 21:10 Nyenchen 阅读(119) 评论(0) 编辑收藏举报

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