网络基础知识

网络基础知识

osi 七层协议

# 此处特别说明，在数据链路层传输时，分为在局域网类和在非局域网类，（通过ip和子网掩码进行and预算 可以得出是否两个ip处于同一个局域网类）都是用mac地址找寻，在局域网类，用广播，在非局域网类，要先通过网关的ip和mac地址传输出去，通过arp协议，将目标的mac地址拿到，然后正式发送数据的时候携带目标ip和网关的mac出网关（网关有两个地址，一个是对局域网内的，一个对外的）
# osi七层协议时arp协议时属于数据数据链路层，tcp/ip五层协议时属于网路层

tcp与udp协议

# 此处特别说明 tcp协议比udp协议安全的关键点，因为tcp中会等数据发送完毕，确认对方收到才会删除本地的文件，而udp无论对方是否收到，都会将本地文件发送后删除，tcp协议再没有收到对方的确认后，会再次隔一段时间再次发送数据
# 途中标识了返回确认信息处应该没有时间间隔
# udp协议特点，无连接，速度快，可能丢消息，传递数据有长度限制 ，跟传递设备有关，
应用场景 tcp 文件的上传和下载 如缓存视频是属于tcp,而在线看视频是属于udp
udp 主要应用于及时通讯类的
# io操作，(input output)操作，输入和输入是相对内存来说的，write send----output  read  recv----input

socket

# socket.AF_INET IPv4（默认）
# socket.AF_INET6 IPv6
# socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型
# socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
# socket.SOCK_DGRAM　　 数据报式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务
参数三：协议
# 0（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

"""
服务端应该满足的特性：
    1、一直对外提供服务
    2、并发地提供服务
"""
import socket
# 1、买手机
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # AF_INET基于网络类型   SOCK_STREAM=》TCP协议
# 2、插手机卡
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #它在bind前加 ，断开时操作系统还没回收端口号的时候加这句
phone.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 本地回环
# 3、开机
print('111111')
phone.listen(5)
print('starting %s:%s' %("127.0.0.1", 8080))
# 4、等电话链接=>链接循环
while True:
    conn, client_addr = phone.accept()
    print(client_addr)
    # 5、收/发消息=>通信循环
    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)  # 最大接收的字节个数
            if len(data) == 0:  # 针对linux系统,因客户端意外断开连接的时候linux的接受的数据全部都是0
                break
            print("收到的客户端数据：", data.decode('utf-8'))
            conn.send(data.upper())
        except Exception:  # 针对windows系统,因客户端意外断开连接的时候window会报错
            break
    # 6、关闭
    conn.close()  # 挂电话
phone.close()  # 关机

# # 客户端
import socket
# 1、买手机
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # SOCK_STREAM=》TCP协议
# 2、拨电话
phone.connect(("127.0.0.1", 8080))
# 3、发/收消息=>通信循环
while True:
    msg = input(">>: ").strip()
    phone.send(msg.encode('utf-8'))
    data = phone.recv(1024)
    print("服务的返回的数据：", data.decode('utf-8'))
# 4、关闭
phone.close()

粘包问题

# 粘包问题只会出现在tcp协议中，而不会出现在udp协议中，其中粘包问题主要是因为接受方不知到消息的界限，不知道一次性提取多少字节造成的，主要原因是由于tcp协议本省造成的，tcp为了提高效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才会发送一个tcp，如果每次发送的数据很少，而且时间间隔很短，tcp会根据自身的优化算法将其合成一个tcp片段发送，这样接收方就收到了粘包数据
# 两种情况下的粘包问题 1. 发送端需要等到缓冲区满才能发送出去，数据时间间隔短，数据时间小，会和到一起，产生粘包；2. 接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收，可u后端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次在接受的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包
# 解决粘包问题，为字节流加上固定长度的报头，包头宝航字节流长度，然后一次发送到对方，对方在接受时，先从缓存中读取定长的报头，然后再取真实数据，此中，需要用到struct模块
对于服务端和客户端来说，在接收消息的时候都会经过从缓存区拿去数据问题，需要注意的是无论接受数据的多少，tcp都会将消息的数据排列完整后才会呈现在内核缓存区，

# 远程连接  服务端
import socket
import subprocess
# 1、买手机
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # SOCK_STREAM=》TCP协议
# 2、插手机卡
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)  # 就是它，在bind前加
phone.bind(("127.0.0.1", 8080))  # 本地回环
# 3、开机
phone.listen(5)
print('starting %s:%s' % ("127.0.0.1", 8080))
# 4、等电话链接=>链接循环
while True:
    conn, client_addr = phone.accept()
    print(client_addr)
    # 5、收/发消息=>通信循环
    while True:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)  # 最大接收的字节个数
            if len(cmd) == 0:  # 针对linux系统
                break
            obj = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                                   shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)
            res=obj.stdout.read()+obj.stderr.read()  # ???
            print(res)
            conn.send(res)
        except Exception:  # 针对windows系统
            break
    # 6、关闭
    conn.close()  # 挂电话
phone.close()  # 关机

# 客户端
import socket
# 1、买手机
phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # SOCK_STREAM=》TCP协议
# 2、拨电话
phone.connect(("127.0.0.1", 8080))
# 3、发/收消息=>通信循环
while True:
    cmd = input("[root@localhost]# ").strip()
    phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    data = phone.recv(1024)
    print(data.decode('gbk'))
# 4、关闭
phone.close()