网络编程
一、网络初识
1、何为IP地址:
①IP地址是指互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写
②IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异
③IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)
④IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数
- 例:点分十进IP地址(192.168.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)
2、何为端口(port)
①”端口”是英文port的意译,可以认为是设备与外界通讯交流的出口
3、osi七层模型
4、何为套接字(socket)
Socket是应用层与TCP/IP协议簇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,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
5、套接字家族
①基于文件类型
套接字家族的名字: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
②基于网络类型
套接字家族的名字:AF_INET
(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,
python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)
6、tcp协议、udp协议
①TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向连接的协议(eg:打电话)、传输效率低全双工通信(发送缓存&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。
②UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无连接的服务,传输效率高(发送前时延小),一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文,尽最大努力服务,无拥塞控制。使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)
二、套接字(socket)初始使用
1、基于TCP协议的socket
①server端
import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1', 8088)) sk.listen() conn, addr = sk.accept() while True: res = conn.recv(1024).decode('utf-8') if res == 'bye': break else: print(res) info = input('请输入: >>>').encode('utf-8') conn.send(info) conn.close() sk.close()
②client端
import socket sk= socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1', 8088)) while True: info = input('请输入: >>>').encode('utf-8') sk.send(info) res = sk.recv(1024).decode('utf-8') if res == 'bye': break else: print(res) sk.close()
③对于Address already in use的情况,可以加入socket配置重用ip和端口
import socket from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR sk = socket.socket() sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加 sk.bind(('127.0.0.1',8898)) #把地址绑定到套接字 sk.listen() #监听链接 conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接 ret = conn.recv(1024) #接收客户端信息 print(ret) #打印客户端信息 conn.send(b'hi') #向客户端发送信息 conn.close() #关闭客户端套接字 sk.close() #关闭服务器套接字(可选)
④一个服务端与多个客户端交互示例
- 服务端
import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1', 8088)) # listen([backlog])中的[backlog]参数代表服务端允许多少客户端连接到服务端,即阻塞队列长度,所以一共能与服务器连接的客户端共有backlog+1个 sk.listen(3) while True: conn, addr = sk.accept() # sk.accept()放在循环内部是为了每次与同一个客户端交互结束后会重新建立conn连接,以便下一个客户端连入 res = conn.recv(1024).decode('utf-8') if res == 'bye': break else: print('收到',res) info = input('请输入>>>').encode('utf-8') conn.send(info) conn.close() # 同上面sk.accept()的作用 sk.close()
- 客户端(可以多个客户端逐个与服务端进行通讯)
import socket sk = socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1', 8088)) while True: info = input('请输入>>>').encode('utf-8') if info == 'bye': break else: sk.send(info) res = sk.recv(1024).decode('utf-8') print(res) sk.close()
2、基于UDP协议的socket:不可靠 无连接,效率高
①server端
import socket ip_port=('127.0.0.1',9000) BUFSIZE=1024 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) udp_server_client.bind(ip_port) while True: msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE) print(msg,addr) udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)
②client端
import socket ip_port=('127.0.0.1',9000) BUFSIZE=1024 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) while True: msg=input('>>: ').strip() if not msg:continue udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE) print(back_msg.decode('utf-8'),addr)
③模拟QQ聊天
- server端
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) sk.bind(('127.0.0.1', 8888)) while True: msg, addr = sk.recvfrom(1024) print('消息地址:' + addr) if msg.decode('utf-8') == 'bye': break else: print(msg.decode('utf-8')) info = input('>>>').encode('utf-8') sk.sendto(info, addr) sk.close()
- client端(可以多个客户端逐个与服务端进行通讯)
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) ip_port = ('127.0.0.1', 8888) while True: info = input('client:') info = ('