學習python課程第二十六天

一.    傳輸層

　　在上述三層協議中咱們,ip協議幫咱們定位到子網絡. mac地址幫咱們定位到一臺計算機,並與其通信,

　　但本質上,計算機的通信是爲了應用程序可以通信,而一臺計算機上不可能運行一個應用程序

 

　　問題:

　　　　就像咱們同時運行QQ軟件和微信軟件, 當計算機收到一個數據包時, 須要知道這個數據包究竟是給

　　　　哪一個應用程序的.

 

　　解決方案:

　　　　爲每個應用程序綁定一個端口號,  端口號就是一個數字, 取值範圍爲 0 -- 65536 其中 0 -- 1023是

　　　　系統保留的

　　再次捋清思路:

　　　　端口定位應用程序, ip 定位網絡, mac 定位計算機

　　　　能夠經過這三個地址,找到全世界計算機中惟一的一個應用程序, 使咱們編寫網絡應用程序成爲可能.

 

 

　　

　　傳輸層協議 :

　　　　爲何要有傳輸層協議 ?

　　　　　　應用程序可相互傳遞數據了, 還記得在ip協議中有一個路由算法麼? 會自動選擇最佳的傳輸路徑,

　　　　　　將致使你的數據包可能走了不一樣的路線, 形成接受順序錯亂, 以及發生丟包等, 爲了保證數據傳輸的

　　　　　　完整性, 誕生了傳輸層協議!

 

 

　　　　TCP :基於連接傳輸數據, 可保證數據傳輸的完整性

　　　　　　優勢 :經過三次握手來與服務器創建鏈接

　　　　　　　　  能夠保證數據的完整性.

　　　　　　　　   a機器給b機器發送數據包, 要求b機器必須當即返回一個確認包,

　　　　　　　　   a機器會等待一段時間,若是超時尚未收到確認, 則重發數據.　　　　　　　

　　　　　　缺點:

　　　　　　　　傳輸效率低.

　　　　　　使用場景 :  文字聊天. 支付寶轉帳等,

 

　　　　UDP : 不須要創建鏈接,直接發送

　　　　　　缺點:

　　　　　　　　不能保證數據的完整性

　　　　　　優勢:

　　　　　　　　傳輸效率比TCP高不少

　　　　　　使用場景 :  視頻通話,語音通話, 遊戲等.

 

 

　　　　socket 是什麼?

　　　　

　　　　　　Socket是應用層與TCP/IP協議族通訊的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，

　　　　　　Socket其實就是一個門面模式，它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來講，

　　　　　　一組簡單的接口就是所有，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議。

　　　　　　因此，咱們無需深刻理解tcp/udp協議，socket已經爲咱們封裝好了，咱們只須要遵循socket的

　　　　　　規定去編程，寫出的程序天然就是遵循tcp/udp標準的。

 

　　　　使用 socket:

　　　　　　在使用socket的時候用戶須要關心的是, ip地址, port端口. 傳輸協議TCP/UDP,你要發送的數據data

　　　　　　在寫網絡編程的時候,必然是兩臺代碼, 對應着客戶端和服務器.

 

　　　　socket 的工做流程 :

　　　　　　 一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲後提起電話，

　　　　　　這時你和你的朋友就創建起了鏈接，就能夠講話了。等交流結束，掛斷電話結束這次交談。

　　　　　　生活中的場景就解釋了這工做原理。

 

　　　　

　　　　　　先從服務器端提及。服務器端先初始化Socket，而後與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，

　　　　　　調用accept阻塞，等待客戶端鏈接。在這時若是有個客戶端初始化一個Socket，而後鏈接服務器

　　　　　　(connect)，若是鏈接成功，這時客戶端與服務器端的鏈接就創建了。客戶端發送數據請求，

　　　　　　服務器端接收請求並處理請求，而後把迴應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最後關閉

　　　　　　鏈接，一次交互結束

 

 

　　　　

　　　　服務端套接字函數

　　　　s.bind()    綁定(主機,端口號)到套接字
　　　　
　　　　s.listen()  開始TCP監聽
　　　　
　　　　s.accept()  被動接受TCP客戶的鏈接,(阻塞式)等待鏈接的到來

　　　　客戶端套接字函數

　　　　s.connect()     主動初始化TCP服務器鏈接
　　　　
　　　　s.connect_ex()  connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常

　　　　公共用途的套接字函數
　　　　
　　　　s.recv()            接收TCP數據
　　　　
　　　　s.send()            發送TCP數據(send在待發送數據量大於己端緩存區剩餘空間時,數據丟失,不會發完)
　　　　
　　　　s.sendall()         發送完整的TCP數據(本質就是循環調用send,sendall在待發送數據量大於己端緩存區剩餘空間時,數據不丟失,循環調用send直到發完)
　　　　
　　　　s.recvfrom()        接收UDP數據
　　　　
　　　　s.sendto()          發送UDP數據
　　　　
　　　　s.getpeername()     鏈接到當前套接字的遠端的地址
　　　　
　　　　s.getsockname()     當前套接字的地址
　　　　
　　　　s.getsockopt()      返回指定套接字的參數
　　　　
　　　　s.setsockopt()      設置指定套接字的參數
　　　　
　　　　s.close()           關閉套接字

　　　　面向鎖的套接字方法
　　　　
　　　　s.setblocking()     設置套接字的阻塞與非阻塞模式
　　　　
　　　　s.settimeout()      設置阻塞套接字操做的超時時間
　　　　
　　　　s.gettimeout()      獲得阻塞套接字操做的超時時間

　　　　面向文件的套接字的函數
　　　　s.fileno()          套接字的文件描述符
　　　　
　　　　s.makefile()        建立一個與該套接字相關的文件

 

 

　　　　使用socket來完成TCP通信

　　　　應該先完成服務器的代碼編寫

 

　　　　TCP 服務器 :

　　　　

　　　　　　import  socket

 

　　　　　　# 1. 先建立一個表明服務器的socket對象

　　　　　　s = socket.socket()

　　　　

　　　　　　# 2.  綁定ip地址與 端口號

　　　　　　# 127.0.0.1  表示當前電腦的ip

　　　　　　address = ('127.0.0.1',8090)          #傳入ip與端口

　　　　　　s.bind((address))

　　　　　　print ('服務器已啓動')

 

　　　　　　#  3. 開始監聽這個端口

　　　　　　#  參數5 表示能夠有五個處於半鏈接狀態的鏈接.(不是控制最大鏈接數的參數.)  

　　　　　　s.listen(5)

 

　　　　　　# 4. 接受鏈接請求

　　　　　　# 該函數是阻塞的. 會卡主程序的執行,必須等到有一個客戶端進來纔會繼續執行.

　　　　　　它會返回一個元組, 第一個表明客戶端的socket對象, 第二個是客戶端的端口

　　　　　　client,c_address = s.accept()

　　　　　　print('有一個鏈接已創建')

 

　　　　　　# 5.讀寫數據

　　　　　　# 接受數據 , 參數1024是須要接受的字節數

　　　　　　res = client.recv(1024)

　　　　　　print(res)

 

　　　　　　# 6. 關閉鏈接

　　　　　　s.close()    (通常不會關閉服務器.都是關閉客戶端)

　　　　　　

 

 

 

　　　　TCP 客戶端:

　　　　　　import  socket

 

　　　　　　# 1. 建立客戶端的socket對象

　　　　　　c = socket.socket()

 

　　　　　　# 2. 鏈接到服務器

　　　　　　server_address = ('127.0.0.1',8080)    # 端口必須跟服務器同樣

　　　　

　　　　　　# 3.創建鏈接

　　　　　　c.connect(server_address)

 

　　　　　　# 4.讀寫數據

　　　　　　# 發送數據到服務器

　　　　　　c.send('hello 我是客戶端')

 

　　　　　　# 5. 關閉鏈接

　　　　　　c.close()

　　　　　　

 

 

　　　　使用socket來完成UDP通信,同樣是先建立服務端

 

　　　　UDP 服務端:

　　　　

　　　　　　import  socket

　　　　　　

　　　　　　# 1.建立socket對象

　　　　　　# 必須本身定義參數

　　　　　　s = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)

 

　　　　　　# 2. 綁定端口和ip

　　　　　　s.bind(('127.0.0.1',10000))

 

　　　　　　# 3. 接受數據. 接受數據的時候,沒有客戶端來鏈接,也會卡主,等待客戶端來鏈接了.再正常運行程序

　　　　　　res = s.recv(1024)

　　　　　　print(res)

 

　　　　　　# 4. 

 

 

　　　　UDP  客戶端 :

　　　　　　import  socket

　　　　　　

　　　　　　# 1. 建立客戶端

　　　　　　c = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)

 

　　　　　　# 不須要鏈接, 能夠直接發送數據,只須要知道對方的ip和端口便可.

　　　　　　c.sendto('這是UDP的客戶端'.encode('utf-8'),(127.0.0.1,10000))

 

　　　　　　# 關閉客戶端

　　　　　　c.close()