python網絡編程--socket,網絡協議,TCP

一. 客戶端/服務端架構(用到網絡通訊的地方)

　　咱們使用qq、微信和別人聊天，經過瀏覽器來瀏覽頁面、看京東的網站，經過優酷、快播(此處只是懷念一下)看片片啥的等等，經過無線打印機來打印一個word文檔等，只要有無線、有網、有4G，咱們就能好好的聊天，好好的看片片、好好的購物什麼的，對吧，那麼這些操做都叫作網絡通訊，確切來講都須要使用網絡通訊，前提是你要有網(你們記着這個'網'，我下面會給你們詳解)，原來生活中到處使用了網絡通訊，咱們經過網絡通訊的不一樣形式：好比說qq是咱們下載到電腦或者手機上的應用程序(qq應用程序就是人家騰訊開發的軟件，放到你的電腦或者手機上供你使用的，大概明白應用程序意思就行，不用深究~~)，瀏覽器也是咱們下載的應用程序，可是瀏覽器是經過頁面來訪問別人的網站的，而打印機我是經過我電腦上的word來操做使用的。根據這些不一樣的場景或者說不用的溝通方式，在業內劃分了下面兩個架構(架構：就是不一樣的組成結構)。在看下面的幾個架構以前，咱們須要知道什麼是客戶端，什麼是服務端。客戶端：安裝在你電腦上的qq，瀏覽器(360瀏覽器、chrome瀏覽器、IE瀏覽器等)，當咱們使用qq發送消息的時候，消息先發送到了騰訊，而後騰訊在轉發到你朋友的qq上，此時你的qq就是客戶端，騰訊就是服務端。當咱們使用瀏覽器來看京東的網站的時候，咱們電腦上的瀏覽器就叫作客戶端，京東就叫作服務端。

客戶端英文名稱：Client(使用服務端的服務)，服務端英文名稱：Server(一直運行着，等待服務別人，不能有一天訪問百度，百度頁面打不開，不行吧。)，下面所說的C\S架構就是說的Client\Server架構。

　　　　a.硬件C\S架構：打印機。

　　　　b.軟件C\S架構：QQ、微信、優酷、暴風影音、瀏覽器(IE、火狐，360瀏覽器等)。其中瀏覽器又比較特殊，不少網站是基於瀏覽器來進行訪問的，瀏覽器和各個網站服務端進行的通信方式又常被成爲B\S架構(瀏覽器英文名稱：Browser)，web開發就是這個，後面你們知道有前端的課程對吧，前端就是瀏覽器上的知識，之後你會常常和瀏覽器打交道，學完前端就能夠進行web開發全棧開發了。若是我把全部的東西都作成應用程序是否是很麻煩啊，要裝不少的軟件對吧，全部就開始有了B\S架構，只須要個瀏覽器就能使用不少的工具了，而且提供了一個統一入口，這也是爲何B\S架構火了起來。可是手機端的仍是用的應用程序多一些，可是手機端B\S架構也是一個趨勢，就像微信的小程序和公衆號，爲何說是一個趨勢呢，不只僅是由於方便由於省錢，而是提供了一個統一的入口，其實微信早就實現了。統一入口是什麼意思呢？就像咱們公司常常用的一個公司內部管理系統，請假、打卡、報銷、查客戶等等，若是這些功能都須要打開一個網頁或者app，是否是很難受啊，那麼公司就作了這麼一個系統，你們在這個系統上關於上班的一些你須要的功能就都能完成了，這就是統一入口。這也是一個開發思想，大程序分紅幾個小程序，開發速度也快，開發一個小功能就能上線，而不須要等着全部的功能所有開發完成才上線，解耦分治思想，公司作開發時這種思想很流行，迭代開發。

　　　　無論哪一個架構，他們都要進行網絡通訊，基本都要用socket，咱們學習socekt就是爲了完成C\S架構項目的開發

網關:

網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備。

與網橋只是簡單地傳達信息不一樣，網關對收到的信息要從新打包，以適應目的系統的需求。同時，網關也能夠提供過濾和安全功能。具體功能主要體如今如下幾個方面:

1.具備協議轉換功能。

2.具備流量控制和擁塞控制的能力。

3.具備在各個網絡之間可靠傳送信息的能力。

4.具備路由選擇功能。

5.具備將分組分段和組裝的能力。

集線器:

集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生放大，以擴大網絡的傳輸距離，同時把全部節點集中在以它爲中心的節點上。集線器只是一個信號放大和中轉的設備，它不具有交換功能。集線器能與網絡中的打印服務器、交換機、文件服務器或其餘的設備鏈接。它是一個標準的共享設備，不具有定向傳送信號的能力

DNS過程

二.網絡通訊的整個流程

端口+IP可以肯定一臺電腦上的某一個應用程序~~

　　那麼咱們經過下面的代碼簡單看一下socket究竟是個什麼樣子，大概怎麼使用：下面的程序就是一個應用程序，和qq啊、微信啊是同樣的，都叫作應用程序。

server服務器端:

# 導入import 模塊

import socket
 
server = socket.socket() # 建立一個socket對象  (準備一個手機)
ip_port = ('192.168.12.34', 8001)  # 給程序設置一個ip地址和端口號  (買一個手機卡)

server.bind(ip_port)  # 綁定ip地址和端口,  (插卡)
server.listen()  # 監聽ip地址和端口    (開機)

conn,addr = server.acccept()  # 等待創建鏈接,conn是鏈接通道,addr是客戶端的地址

from_client_msg = conn.recv(1024)  # 服務端經過conn鏈接通道來收發消息,經過recv方法來接收,參數是字節(B)
print(from_client_msg)

conn.send(b'123')  # 經過conn管道的send方法發送消息,參數必須是字節類型的

conn.close()  #關閉通道,close()方法
server.close()  # 關閉socket對象  (關機)

 

client客戶端:

# client客戶端

import socket  # 引入socket模塊

 

client = socket.socket()  # 建立socket對象
server_port = ('192.168.12.34',8001)  # 找到服務器的ip地址和端口

client.connect(server_port)  # 鏈接服務器的應用程序,經過connect方法,參數是服務器端的ip地址和端口

client.send(b'123')  # 發送信息,調用者是client的socket對象
from_server_msg = client.recv(1024)  # 接收信息
print(from_server_msg)

client.close()  # 關閉對象

注意：先運行server，而後再運行client，而後你會發現client這個文件再輸出臺的地方讓你輸入內容，你輸入一個內容而後回車，你會發現server那邊的控制檯就輸出了以client發送的內容

三. 網絡通信協議

tcp頭:

 

　　位碼即tcp標誌位，標誌位字段(U,A,P,R,S,F):佔6比特, 含義以下：

• • 　　SYN(synchronous創建聯機):發起一個連接      
  • 　　ACK(acknowledgement 確認):確認信號有效         
  • 　　PSH(push傳送):接收方應該儘快將這個報文段交給應用層
  • 　　FIN(finish結束) :釋放一個鏈接              
  • 　　RST(reset重置):重建鏈接                   
  • 　　URG(urgent緊急):緊急指針有效
  • 　　Sequence number(順序號碼)     
  • 　　Acknowledge number(確認號碼).

 

1.tcp和udp的區別

　　TCP---傳輸控制協議,提供的是面向鏈接、可靠的字節流服務。　　

　　當客戶和服務器彼此交換數據前，必須先在雙方之間創建一個TCP鏈接，以後才能傳輸數據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到另外一端。 　　

　　UDP---用戶數據報協議，是一個簡單的面向數據報的運輸層協議。

　　不提供可靠性，它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去，可是並不能保證它們能到達目的地。因爲UDP在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間創建一個鏈接，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快

 

 

四. socket 

1.tcp 和 udp 下的socket

容許地址重用時須要加這一行代碼

import socket

from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR
sk = socket.socket()

# sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #容許地址重用

 

 udp下的服務端與客戶端

客戶端:

import socket # 引入模塊

# 建立udp對象
udp_client = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)

# 指定ip地址和端口
ip_port = ('127.0.0.1', 8001)

# 發送消息
udp_client.sendto(b'hello',ip_port)

# 解包消息
from_server_msg,sever_addr = udp_client.recvfrom(1024)

# 打印消息
print(from_server_msg)

服務端:

import socket  # 引包

 
# 建立socket對象
udp_server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)

# 指定ip地址
ip_port = ('127.0.0.1', 8001)

# 綁定ip地址
udp_server.bind(ip_port)

# 解構接收到的消息
from_client_msg, client_addr = udp_server.recvfrom(1024)

# 發送消息
udp_server.sendto(b'you too', client_addr)

# 打印消息
print(from_client_msg)　

 

2.socket方法

套接字格式：

socket(family,type[,protocal]) 使用給定的地址族、套接字類型、協議編號（默認爲0）來建立套接字。

socket類型

 

socket函數

1.TCP發送數據時，已創建好TCP鏈接，因此不須要指定地址。UDP是面向無鏈接的，每次發送要指定是發給誰。

2.服務端與客戶端不能直接發送列表，元組，字典。須要字符串化repr(data)。

 

 

 

五. DNS解析及過程

域名: www.baidu.com

三級域名.二級域名.頂級域名

 

DNS域名服務器

1. 根域名服務器: 最高層次的域名服務器,一共只有13個,許多國家都安裝了根域名服務器的鏡像服務器(這些服務器使用了任播技術,ip地址相同,ip數據報交付最近的一臺處理)
2. 頂級域名服務器(TLD服務器):管理在這個服務器註冊的全部耳機域名
3. 權限域名服務器:負責一個區的域名服務器
4. 本地域名服務器

 

步驟1:

1. 主機向本地域名服務器查詢(遞歸查詢),在本機向本地服務器查詢時,屬於遞歸查詢
2. 向根服務器查詢(迭代查詢),在本地服務器向外網查詢時,屬於迭代查詢

 

 

 

　　第一步：客戶機提出域名解析請求,並將該請求發送給本地的域名服務器. 　　第二步：當本地的域名服務器收到請求後,就先查詢本地的緩存,若是有該紀錄項,則本地的域名服務器就直接把查詢的結果返回. 　　第三步：若是本地的緩存中沒有該紀錄,則本地域名服務器就直接把請求發給根域名服務器,而後根域名服務器再返回給本地域名服務器一個所查詢域(根的子域)的主域名服務器的地址. 　　第四步：本地服務器再向上一步返回的域名服務器發送請求,而後接受請求的服務器查詢本身的緩存,若是沒有該紀錄,則返回相關的下級的域名服務器的地址. 　　第五步：重複第四步,直到找到正確的紀錄. 　　第六步：本地域名服務器把返回的結果保存到緩存,以備下一次使用,同時還將結果返回給客戶機. 　　讓咱們舉一個例子來詳細說明解析域名的過程.假設咱們的客戶機若是想要訪問站點：www.linejet.com此客戶本地的域名服務器是dns.company.com , 一個根域名服務器是NS.INTER.NET , 所要訪問的網站的域名服務器是dns.linejet.com,域名解析的過程以下所示. 　　(1)客戶機發出請求解析域名www.linejet.com的報文 　　(2)本地的域名服務器收到請求後, 查詢本地緩存, 假設沒有該紀錄, 則本地域名服務器dns.company.com則向根域名服務器NS.INTER.NET發出請求解析域名www.linejet.com 　　(3)根域名服務器NS.INTER.NET收到請求後查詢本地記錄獲得以下結果:linejet.com NS dns.linejet.com （表示linejet.com域中的域名服務器爲：dns.linejet.com ）, 同時給出dns.linejet.com的地址,並將結果返回給域名服務器dns.company.com 　　(4)域名服務器dns.company.com 收到迴應後,再發出請求解析域名www.linejet.com的報文. 　　(5)域名服務器 dns.linejet.com收到請求後,開始查詢本地的記錄，找到以下一條記錄:www.linejet.com A 211.120.3.12 （表示linejet.com域中域名服務器dns.linejet.com的IP地址爲:211.120.3.12）,並將結果返回給客戶本地域名服務器dns.company.com 　　(6)客戶本地域名服務器將返回的結果保存到本地緩存,同時將結果返回給客戶機. 　　這樣就完成了一次域名解析過程.