十网络编程

Posted 2021-03-23 blogbo

　　引言

　　两个程序a.py和b.py之间传递一个文件：a.py---------->文件------------>b.py 

　　若在不同的电脑：计算机网盘、qq等，实现两个程序的通信

　　软件开发的架构

　　两个程序之间的通讯的应用大致分为两种：

　　第一种应用类：qq、微信、网盘、优酷这一类是需要安装的桌面应用

　　第二种是web类：百度、知乎、博客园等使用浏览器访问就可以直接使用的应用

　　这些应用的本质其实都是两个程序之间的通讯，而这两个分类又对应了两个软件开发的架构

　　c/s架构

　　client与sever，客户端与服务器端架构，这种架构是从用户层面（也可以是物理层面）来划分的

　　这里的客户端一般泛指客户端应用程序exe，程序需要先安装之后，才能在用户的电脑上，对用户的电脑操作系统环境依赖较大

　　B/s架构　　

　　browser与sever，中文意思：浏览器端与服务器端架构，这种架构是从用户层面来划分的

　　Browser浏览器，其实也是一种client客户端，只是这个客户端不需要安装应用程序，只需在浏览器上通过HTTP请求服务器端相关的资源（网页资源），客户端Browser浏览器就能增删改查

　　网络基础

　　一个程序如何在网络上找到另一个程序：ip地址精确到每一台电脑，端口精确到具体的程序

IP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。IP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。

IP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）。IP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（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

"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。

　　osi七层模型

　　互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），按照功能不同，分工不同，人为的分层七层，实际上这七层是不存在的，没有这七层的概念，只是认为的划分而已，区分出来的目的只是明白那一层是干什么的

　　socket概念

　　Socket是应用层与TCP/IP协议族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，它把负责的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

　　Socket就是一个模块，通过调用模块中已经实现的方法建立两个进程之间的连接和通信，也有人将socket说成ip+port，因为ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来表示这台机器上的一个应用程序，所以只需要确立了ip和port就能找到一个应用程序，并且使用socket模块来与之通信

　　基于文件类型的套接字家族

　　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就是底层的文件系统来抓取数据，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

　　基于网络类型的套接字家族

　　套接字家族的名字：AF_INET 

　　所有的地址家族中，AF_INET是使用最广泛的，python支持多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候只使用AF_INET 

　　tcp协议和udp协议

　　TCP（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&接受缓存）、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

　　UDP（User Datagram Protocol）不可靠的、无法连接的服务，传输效率高（发送前时延小），一对一、一对多、多对一、多对多、面对报文，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语言（VoIP）

　　套接字（socket）初使用

　　基于TCP协议的socket

　　TCP是基于链接的，必须先启动服务器，然后再启动客户端去链接服务器

　

#sever端（服务器端）
import socket
sk = socket.socket()
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) #接受客户端信息
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）

#client端（客户端）
import socket
sk = socket.socket() #创建客户套接字
sk.connect((‘127.0.0.1‘,8898)) #尝试连接服务器
sk.send(b‘hello!‘)
ret = sk.recv(1024) #对话（发送/接受）
print(ret)
sk.close() #关闭客户套接字

　　可能会遇到问题

#加入一条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)

　　基于UDP协议的socket

　　UDP是无链接的，启动服务之后可以直接接收消息，不需要提前建立链接

#sever端（服务器端）
import socket
udp_sk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM) #创建一个服务器的套接字
udp_sk.bind((‘127.0.0.1‘,9000)) #绑定服务器套接字
msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
print(msg)
udp_sk.sendto(b‘hi‘,addr) #对话（接受与发送）
udp_sk.close()

#client端（客户端）
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,9000)
udp_sk.sento(b‘hello‘,ip_port)
back_msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
print(back_msg.decode(‘utf-8‘),addr)

 

#qq聊天
import socket
ip_port = (‘127.0.0.1‘,8081) #把地址绑定到套接字
udp_server_sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)#创造一个服务器套接字
udp_server_sock.bind(ip_port)#绑定服务器套接字
while True：
    qq_msg,addr = udp_server_sock.recvfrom(1024)
    print(‘来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m‘ %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode(‘utf-8‘)))
    back_msg = input(‘回复消息：‘).strip()
    udp_server_sock.sendto(back_msg.encode(‘utf-8‘),addr)


import socker
BUFSIZE = 1024
udp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
qq_name_dic = {‘金老板‘:(‘127.0.0.1‘,8081),
              ‘哪吒‘:(‘127.0.0.1‘,8081),
              ‘egg‘:(‘127.0.0.1‘,8081),
              ‘yuan‘:(‘127.0.0.1‘,8081),}
while True:
    qq_name = input(‘请选择聊天对象：‘).strip()
    while True:
        msg = input(‘请输入消息，回车发送，输入q结束和他聊天：‘).strip()
        if msg == ‘1‘:break
        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
        udp_client_socket.sendto(msg.encode(‘utf-8‘),qq_name_dic[qq_name])
        back_msg,addr = udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
        print(‘来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m‘ %(addr[0],addr[1],back_msg.decode(‘utf-8‘)))

udp_client_socket.close()