Python-網(wǎng)絡(luò)編程

網(wǎng)絡(luò)通信基本概述

• 網(wǎng)絡(luò)是什么？
  • 網(wǎng)絡(luò)就是輔助雙方或多方連接在一起的工具
• 使用網(wǎng)絡(luò)的目的？
  • 使連接網(wǎng)絡(luò)的多方，能進行數(shù)據(jù)傳遞
• 網(wǎng)絡(luò)編程是什么？
  • 就是讓在不同電腦上的軟件能進行數(shù)據(jù)傳遞
• IP地址是什么？
  • 用來在網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)記一臺電腦，比如：192.168.1.1；在本地局域網(wǎng)內(nèi)是唯一的
• 查看本機ip地址
  • 在dos命令窗口中，輸入：ipconfig
  • 
• 什么是端口？
  • 端口是通過端口號來標(biāo)記的，范圍是從 0~65535
  • 知名端口
    • 眾所周知的端口號，范圍 0~1023，例如：80端口是http的，21端口是ftp用的
    • 一般情況下，程序要使用知名端口是需要管理員權(quán)限的
  • 動態(tài)端口
    • 動態(tài)端口一般不固定，是動態(tài)分配的，范圍從 1024~65535
    • 動態(tài)分配是指，當(dāng)一個程序需要網(wǎng)絡(luò)通信時，它向主機申請一個端口，主機從可用的端口中分配一個供它使用，當(dāng)這個程序關(guān)閉時，同時會釋放占用的端口
  • 可以在命令窗口中輸入：** netstat -ano **查看端口狀態(tài)

socket概述

• 什么是socket?
  • socket 簡稱 套接字 ，是進程間通信的一種方式，它與其它進程間通信的一個主要不同是：它能實現(xiàn)不同主機間的通信，例如：QQ、微信等
• 在Python中，使用socket 模塊的函數(shù) socket 來創(chuàng)建通信

語法

import socket
socket.socket(family,type)

參數(shù)說明

• **family： **可以選擇 AF_INET（用于Internet 進程間通信） 或者 AF_UNIX （用于另一臺機器進程間通信），實際工作中常用AF_INET
• Type： 套接字類型，可以是SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于TCP協(xié)議） 或者 SOCK_DGRAM（數(shù)據(jù)報套接字，主要用于UDP協(xié)議）

**說明

**

• 套接字使用流程與文件使用流程類似
  • 創(chuàng)建套接字
  • 使用套接字收/發(fā)數(shù)據(jù)
  • 關(guān)閉套接字

示例

import socket
# 創(chuàng)建TCP的套接字 （點對點）
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)


# 發(fā)送或者接收信息 ...


# 關(guān)閉套接字
s.close()


# 創(chuàng)建UDP的套接字 （一對多，廣播形式）
s2=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)


# 發(fā)送或者接收信息 ...


# 關(guān)閉套接字
s2.close()

UDP協(xié)議

• 介紹
  • 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是一個無連接的簡單的面向數(shù)據(jù)報的運輸層協(xié)議
  • UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實現(xiàn)廣播發(fā)送
• 優(yōu)點
  • 傳輸速度快
  • 有效傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量最多為500bytes
• 缺點
• 發(fā)送數(shù)據(jù)，無需對方確認（不可靠）
• 容易丟包
• 應(yīng)用場景
  • UDP廣泛應(yīng)用于需要相互傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，如QQ使用的就是UDP協(xié)議
  • 在局域網(wǎng)中，如果要想局域網(wǎng)內(nèi)所有計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，可以使用廣播，廣播不能用TCP實現(xiàn)，可以用UDP實現(xiàn)

**示例

**

**客戶端

**

import socket


# 創(chuàng)建UDP的套接字
udpSocket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
#  允許套接口傳送廣播信息,當(dāng)option_value不等于0時，允許，否則，禁止
udpSocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)


port=33333
# ip 為廣播形式，也可以用255.255.255.25 表示全局域網(wǎng)都可以接收
network=''
# 發(fā)送廣播數(shù)據(jù)
udpSocket.sendto("我在發(fā)送數(shù)據(jù)!!".encode("utf-8"),(network,port))


# 關(guān)閉
udpSocket.close()

服務(wù)端

import socket


# 創(chuàng)建UDP的套接字
udpSocket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
#  允許套接口傳送廣播信息
udpSocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)


port=33333
# 綁定ip和端口，本機ip可以不寫
udpSocket.bind(('',port))


# 等待接收方發(fā)送數(shù)據(jù),1024表示本次接收的最大字節(jié)數(shù)
data,address=udpSocket.recvfrom(1024)
print("接收到的數(shù)據(jù)是：%s,地址是：%s"%(data.decode("utf-8"),str(address)))


# 關(guān)閉
udpSocket.close()

TCP協(xié)議

• 介紹
  • TCP協(xié)議，是一種傳輸控制協(xié)議，是一種面向連接的，可靠的，基于字節(jié)流的傳輸層控制協(xié)議,由IETF的RFC 793定義
  • TCP是一種點對點的傳輸方式
  • TCP協(xié)議編寫的三個步驟：創(chuàng)建連接、數(shù)據(jù)傳遞、關(guān)閉連接
  • TCP 通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關(guān)的連接，才能發(fā)送數(shù)據(jù)
• 優(yōu)點
  • 可靠，穩(wěn)定 TCP的可靠體現(xiàn)在TCP在傳遞數(shù)據(jù)之前，會有三次握手來建立連接
  • 在數(shù)據(jù)傳遞時，有確認、重傳、擁塞控制機制
  • 在數(shù)據(jù)傳完后，會斷開連接用來節(jié)約系統(tǒng)資源
• 缺點
  • 慢，效率低，占用系統(tǒng)資源高
  • 易被攻擊，TCP有確認機制、三次握手機制，這些也導(dǎo)致TCP容易被人利用，實現(xiàn)DOS、DDOS、CC等攻擊

TCP與UDP的區(qū)別

• 面向連接
  • TCP面向連接（如打電話要先撥號建立連接）
  • UDP是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接
• 可靠
  • TCP提供可靠的服務(wù)。也就是說，通過TCP連接傳送的數(shù)據(jù)，無差錯，不丟失，不重復(fù)，且按序到達
  • UDP盡最大努力交付，不需要對方確認，即不保證可靠交付
• 字節(jié)流
  • TCP面向字節(jié)流，實際上是TCP把數(shù)據(jù)看成一連串無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流
  • UDP是面向報文的，UDP沒有擁塞控制，因此網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞不會使源主機的發(fā)送速率降低（對實時應(yīng)用很有用，如IP電話，實時視頻會議等）
• 連接性
  • TCP連接只能是點到點的
  • UDP支持一對一，一對多，多對一和多對多的交互通信
• 首部開銷
  • TCP首部開銷20字節(jié)
  • UDP首部開銷小，只有8個字節(jié)
• 信道
  • TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道
  • UDP則是不可靠信道

示例

服務(wù)端

import socket


# 創(chuàng)建tcp 的套接字
tcp_socekt=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)


# ip與端口,本機ip可以不寫
addr=('',44444)
# 綁定地址
tcp_socekt.bind(addr)


# 使用socket創(chuàng)建的套接字默認的屬性是 主動的，使用 listen 將其變?yōu)楸粍?，這樣就可以接收別人的連接了, 128表示允許的最大連接數(shù)
tcp_socekt.listen(128)


# 如果有一個新的客戶端來連接服務(wù)器，那么就產(chǎn)生一個新的套接字專門為這個客戶端服務(wù)
# client_socket 用來為這個客戶端服務(wù)
# tcp_socket 就可以用來專門等待其他新客戶端的鏈接
client_socket,client_addr=tcp_socekt.accept()


# 接收對方發(fā)過來的數(shù)據(jù)
data=client_socket.recv(1024)
print("接收到的數(shù)據(jù)是：%s,地址是：%s"%(data.decode("utf-8"),str(client_addr)))


# 發(fā)送數(shù)據(jù)到客戶端
client_socket.send("hello....".encode("utf-8"))


# 關(guān)閉為這個客戶端服務(wù)的套接字，一旦關(guān)閉，就意味著不能再為這個客戶端服務(wù)了
client_socket.close()


# 關(guān)閉外面總的 套接字，一旦關(guān)閉，則意味著不再接收任何連接了
tcp_socekt.close()

客戶端

import socket


# 創(chuàng)建tcp 套接字
tcp_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)


# 目標(biāo)服務(wù)器地址
dest_addr=("127.0.0.1",44444)


# 連接目標(biāo)服務(wù)器
tcp_socket.connect(dest_addr)


# 發(fā)送數(shù)據(jù)
tcp_socket.send("我是客戶端".encode("utf-8"))


# 接收對方發(fā)過來的數(shù)據(jù),最大接收1024個字節(jié)
data=tcp_socket.recv(1024)
print("接收到的數(shù)據(jù)是：%s"%data.decode("utf-8"))


# 關(guān)閉套接字
tcp_socket.close()