python核心--网络部分学习

UDP

ip地址的分类

ip地址由两部分构成：网络号和主机号

A类IP地址

一个A类IP地址由1个字节的网络地址和3字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”，地址范围1.0.0.1-126.255.255.254

可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1677214个主机

B类IP地址

一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”

可用的B类网络有16384个，每个网络能容纳65534个

C类IP地址

一个C类IP地址由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”

C类网络可达2097152个，每个网络能容纳254个主机

D类地址用于多点广播

D类IP地址第一个字节以“1110”开始，他是一个专门保留的地址。

它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播中

多点广播地址用来一次寻址一组计算机s地址范围224.0.0.1-239.255.255.254

E类IP地址

以“1111”开始，为将来保留，仅作实验和开发用

私有IP

10.0.0.1-10.255.255.255

172.16.0.0-172.31.255.255

192.168.0.0.-192.168.255.255

注意

地址127.0.0.1-127.255.255.255用于回路测试，127.0.0.1代表本机，每个主机都有一个IP地址为127.0.0.1

ifconfig/ipconfig

查看所有网卡信息

ping

检测网络是否畅通

能ping通说明网络一定是通畅的，ping超时则可能不通畅或者通畅情况下其他原因导致。

端口

端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围0-65535

知名端口

众所周知的端口号，范围是0-1023

80--HTTP

21--FTP

22--SSH

443--HTTPS

一般情况下，如果一个程序需要使用知名端口的需要超级管理员权限

动态端口

动态端口的范围是1024-65535

程序需要网络通信是，向主机申请了一个端口，系统从可用的端口号中分配一个，当这个程序关闭时，同时也就释放了所占用的端口号。

查看端口

用netstat -an 查看端口状态

lsof -i [tcp/udp]:2425

SOCKET

* 所谓“进程”指的是：运行的程序以及运行时用到的资源，这个整体称为“进程”

* 所谓“进程间通信”指的是：运行的程序之间的实现数据共享和传递

创建SOCKET

在python纵，使用socket模块的函数socket就可以完成

import socket

socket.socet(addressFamily,Type)

• addressFamily：可以选择AF_INET（用于Internet进程间通信，表示IPV4协议）或者AF_INET6（表示IPv6协议）
• Type：套接字类型，可以是SOCK_DGRAM（数据报套接字，主要用于UDP协议）或者SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于TCP协议）
• UDP和TCP是两种比较常见的套接字类型，其中UDP使用比较简单。

关闭套接字

在不是用的时候关闭套接字，释放资源

sock.close()

发送数据：

发送成功数据数目=sock.sendto(数据,目标主机套接字地址)

接受数据：

data，发送方套接字地址 = sock.recvfrom(最大接收数)

编码转换

str-->bytes:encode编码

bytes-->str:decode解码

字符串通过编码成为字节码，字节码通过解码成为字符串。

其中encode() 和decode()方法可以接受参数，其声明分别是：

bytes.decode(encoding='utf-8',errors='strict')

str.encode(encoding='utf-8',errors='strict')

• 其中encoding指编码/解码使用的字符编码
• errors是指错误处理方案，默认为strict（严格的）意味着如果编码出现错误将会抛出UnicodeError
• 如果想忽略编码错误，可将errors设置为：ignore

绑定端口

sock.bind(("",9999))

方法接受一个参数，""中间是IP地址，空字符串指绑定本机所有网卡地址，9999为绑定的端口

案例：简单聊天室

import socket

udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

def main():

# 绑定端口

udp_socket.bind(("",9999))

while True:

operate = input('请输入操作编号：1发送，2接受，3退出')

if operate == '1':

print('选择发送')

sendmessage(udp_socket)

elif operate == '2':

print('选择接受:')

recvmessage(udp_socket)

else:

print('退出了')

break

def sendmessage(udp):

remote_addr = ("192.168.27.77",7979)

data = input('请输入数据')

udp.sendto(data.encode('GBK'),remote_addr)

def recvmessage(udp):

data,addr = udp.recvfrom(4*1024)

print("接收%s数据:%s" % (str(addr), data.decode('GBK')))

if __name__ == "__main__":

main()

TCP

传输控制协议，是一种面向链接的、可靠的，基于字节流的传输层通信协议。

特点

面向对象--通信之前必须先建立连接

可靠传输：

应答机制

超时重传

有序编号

校验机制

流量控制

TCP客户端流程

connect函数：创建和服务器之间的链接

参数：服务器套接字(IP,port)

recv函数：接受TCP数据，阻塞等待

参数：表示本次接收的最大长度

返回值两种作用

正常情况：接收到的是对方发给自己的数据<bytes数据>

如果收到数据是b'' 说明对方断开链接

send函数：发送TCP数据

参数：表示发送的数据<bytes类型>

返回值 成功发送的字节数

服务器流程

listen函数

变为被动套接字--接受到来自客户端的链接

accept函数

客户端关联的套接字，客户端地址 = accept()

阻塞等待，等待服务器取出一个客户端服务

2MSL状态

TCP规定，主动断开链接的一方，需要等待30s-2min，以确认最后一次ACK一定被对方接收到，导致了TCP链接使用过的端口在30s-2min之内，不能被重新再次绑定。

解决方案：sock.setsockopt()设置套接字选项

server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

出现address in use问题的三种原因

1. pycharm同时启动了多个程序绑定同一个端口

2. pycharm 后台进程还在继续占用 之前的端口

3. TCP 2MSL时间

--- 设置套接字选项 并且 终端运行

# 忽略2MSL时间规定 可以让TCP服务器不用等待2MLS时间可以理解重新绑定 之前的端口

server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

案例：文件传输

服务器：

# 导包

import socket

import time

# 创建套接字

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定

server_socket.bind(('', 8989))

# 设置套接字

server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR, 1)

# 监听

server_socket.listen(128)

while True:

client_socket,client_addr = server_socket.accept()

print(client_addr, '链接了')

filename = client_socket.recv(4096).decode()

try:

with open(filename, 'rb') as f:

while True:

# 读文件

data = f.read(4096)

time.sleep(0.1)

if data:

count = client_socket.send(data)

print('读取数据长度：%d,发送数据长度：%d,读取到：%d' % (len(data),count,f.tell()))

else:

print('发送完毕，无数据')

break

except Exception as e:

print(e)

pass

客户端：

# 导包

import socket

# 创建套接字

tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 链接服务器

tcp_socket.connect(('192.168.27.26', 6666))

print('服务器链接成功')

# 接受文件名

filename = input('请输入文件路径')

# 发送文件名

count = tcp_socket.send(filename.encode())

if count:

print('文件名发送成功')

# 循环接受数据

while True:

with open('下载--' + filename, 'ab') as f:

data = tcp_socket.recv(4096)

if data:

print('接受到数据，长度为：', len(data))

f.write(data)

else:

print('传输完毕')

break

print('接受完成')

TCP注意点：

1. TCP服务器一般情况下需要绑定，否则客户端找不到这个服务器。
2. tcp客户端一遍不绑定，因为是主动链接客户端服务器，所以只要确定好服务器的IP，port等信息就好，本地客户端可以随机。
3. tcp服务器中通过listen可以将socket创建出来，主动套接字变为被动的，这是做tcp服务器时必须要做的。
4. 当客户端需要链接服务器时，就需要使用connect进行链接，udp是不需要链接的，而是直接发送，但是tcp必须先链接，只有链接成功才能通信。
5. 当一个tcp客户端连接服务器时，服务器端会有1个新的套接字，这个套接字用来标记这个客户端，单独为这个客户端服务。
6. listen后的套接字是被动套接字，用来接收新的客户端的链接请求，而accept返回的新套接字是标识这个新客户端的
7. 关闭listen后的套接字意味着被动套接字关闭了，会导致新的客户端不能够链接服务器，但是之前已经链接成功的客户端正常通信。
8. 关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕。
9. 当客户端的套接字调用close后，服务器会recv解阻塞，并且返回的长度为0，因此服务器可以通过返回数据的长度来区别客户端是否已经下线，同理当服务器断开tcp链接的是偶，客户端同样也会收到0字节的数据。