python中的网络编程

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本文介绍网络基础与计算机网络知识。涵盖软件开发架构，如C/S、B/S结构；计算机网络的IP地址、物理地址、端口号等概念；网络协议，重点是TCP/IP协议族；对比TCP和UDP协议特点；还提及OSI模型及socket的UDP、TCP使用示例。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

网络基础

软件开发架构
- 程序间的通讯大致分两种：
  - 应用类程序：QQ
  - web类程序：借助浏览器
客户端服务器：
- 客户端
- 服务器
开发架构:
- C/S架构
- B/S结构

计算机网络

ip地址：
概念：
- 每台电脑在网络世界中都有一个全球唯一的标识
物理地址
- 网卡上有全球上唯一的物理地址(mac)，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）
查看方式：
- ipconfig /all
- 注意：ip地址替代物理地址，更容易记忆
端口号
- 作用：区分电脑上的进程
- 描述：电脑上的每一个应用程序想运行必须占一个端口号。并且端口号同时间只能被一个应用程序占用。每一台电脑上一共有 65536 个端口，端口的范围是 0~65535。一般 0~1023 被一些其他应用已经占用，因此我们一般从 1024 开始指定端口
网络协议
网络协议就是为了能让计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准
互联网上有上百种协议，但是最重要的两个协议是 TCP 协议和 IP 协议，因此我们将上百种协议统称为 TCP/IP 协议族。TCP/IP协议族，根据协议的功能的不同抽象成了 4 层
- 应用
  - TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet
- 传输
  - TCP，UDP
- 网络
  - IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
- 数据链路
  - SLIP，CSLIP，PPP，MTU
TCP（Transmission Control Protocol）
数据安全，速度略低。分为客户端和服务端
TCP 的三次握手和 4 次挥手
- 三次握手
  - 第一次握手:是客户端让服务器准备好资源
  - 第二次握手:服务端资源准备好了并且服务端问客户端资源有没有准备好。
  - 第三次握手:客户端资源也准备好了。接下来才真正的发生数据
- 四次挥手
  - 第一次，客户端告诉服务端我不会给你发数据了
  - 第二次服务端告诉客户端我收到你发生的信息了
  - 第三次服务端给客户端发生数据说我也不给你发了
  - 第四次客户端给服务端说我知道了
UDP（User Datagram Protocol）
面向无连接，数据不安全，速度快。不区分客户端与服务端
TCP与UDP的对比
TCP提供的是面向连接、可靠的服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个 TCP 连接，之后才能传输数据。TCP 提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。UDP–是一个简单的不可靠的运输层协议。它只是把应用程序传给 IP 层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快
OSI模型（Open System Interconnect Reference Model）
OSI 模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为 OSI 参考模型或七层模型- -
socket的使用

#创建套接字的方式
import socket
#目的：使用socket编程 通过网络实现进程间的通信
#udp编程
udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
#tcp编程
tcpSocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#参数说明:AF_INET（ipv4协议用于 Internet 进程间通信）
#socket.SOCK_DGRAM  数据报套接字， 用于UDP协议
#socket.SOCK_STREAM 数据报套接字， 用于TCP协议

UDP
- 发送方
from socket import *
#创建一个udp Socket对象 udpSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
#优化代码 addr = (‘10.10.24.251’,9999) while True:
message = input(“请输入您要发送的信息:”)
udpSocket.sendto(message.encode(‘utf-8’), addr)
#用完socket后对象关闭 udpSocket.close()
- 接收方
from socket import *
udpSocket = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
#给socket对象绑定一个ip地址和端口号
udpSocket.bind((‘10.10.24.251’,9999))
while True:
# 接收信息
# recvfrom(1024):代表能接收1024个字节的信息
message = udpSocket.recvfrom(1024)
# 查看接收到的信息的格式：返回的是一个元组 (消息内容,(发送方的Ip，发送方的端口号))
# 如：(b’fffffff’, (‘192.168.2.119’, 8989))
# print(message)
# 利用decode(指定编码字符集类型)方法来进行解码
print(message[0].decode(‘utf-8’))
#关闭socket对象
udpSocket.close()

TCP

发送方

from socket import  *
#创建对象
tcpSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
#与服务器端建立连接 3次握手
tcpSocket.connect(('10.10.24.251',9999))
#发送信息
tcpSocket.send('你好  张三'.encode())
#接收信息
message = tcpSocket.recv(1024)
print("服务器端返回的消息为：",message.decode())
#关闭服务对象
tcpSocket.close()

接收方

from socket  import  *
#创建socket对象
tcpSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
#给服务器端 绑定一个端口号
tcpSocket.bind(('10.10.24.251',9999))
#当服务器满载时，设置客户端最大的等待连接数为 5
tcpSocket.listen(5)
#等待着客户端 来跟服务器端建立连接 ：在此阻塞
newSocket,clientAddr = tcpSocket.accept()
print(clientAddr)
#接收客户端的信息
message = newSocket.recv(1024)
print("服务器端收到信息为：",message.decode())
#发送信息给客户端
newSocket.send(b'nihao')
#关闭服务对象
newSocket.close()
tcpSocket.close()