python 网络编程 day02

2018.8.7

目录

tcp粘包

基于udp的服务端编程

socket模块和套接字属性

udp套接字应用---》广播

tcp应用--》http传输：

http请求(Request)

http响应(response)

---

day01回顾

1，osi七层模型---》四层  五层

2，三次握手，四次挥手 

3，tcp和udp区别

网络概念：主机  端口  ip  协议

• 服务端：localhost / 127.0.0.1
• 客户端：只是在本机启动客户端 用127.0.0.1访问

 

• 服务端：0.0.0.0
• 客户端：可以在本机用127.0.0.1、172.60.50.181访问，
                 局域网内用 172.60.50.181

 

• 服务端：172.60.50.181
• 客户端：局域网内用 172.60.50.181访问

套接字 socket

• 流式套接字 --》 tcp 可靠地 有连接
• 数据报套接字 --》udp  不可靠  无连接

tcp服务端

socket --> bind --> listen --> accept --> recv/send -->close

---

day02

recv() 特征

• *如果连接的另一端断开连接，则recv立即返回空字符串
• recv是从接受缓冲区取出内容，当缓冲区为空则阻塞
• recv如果一次接受不完缓冲区内容，下次会继续接收

send() 特征

• *如果发送的另外一段不存在则会产生pipe Broken
• recv是向发送缓冲区发送内容，当缓冲区为满阻塞

网络收发缓冲区

• 在内存中开辟的区域，用作发送和接受的缓冲
• 协调数据的收发（接受和处理）速度
• 减少和磁盘的交互

sendall(data)

• 功能：tcp套接字发送消息
• 参数：同send
• 返回值：如果发送成功返回None

tcp粘包

1. 产生原因：
   tcp传输以字节流的方式发送消息，消息之间没有边界
   发送比接收的速度快，此时如果发送和接收速度不匹配就会产生粘包
2. 影响：对每次发送的内容是一个独立的意思需要单独识别，如果发送的内容本身就是连续的整体，此时不需要处理粘包
3. 如何处理
   1，每次发送后加一个结尾标志
   2，发送一个数据结构
   3，每次发送有一个间隔

基于udp的服务端编程

1. 创建套接字
   sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
2. 绑定地址
   sockfd.bind()
3. 消息的收发
   1. 接收
      1. 格式：data,addr = sockfd.recvfrom(buffersize)
      2. 功能：接收UDP消息
      3. 参数：每次最多接收消息的大小，字节
      4. 返回值：data接收到的内容
                       addr 消息发送方的地址
      5.  recvfrom 一次接收一个数据包，如果数据包超出了一次能够接收的大小则会丢失没有收到的内容
   2. 发送
      1. 格式sockfd.sendto(data，addr)
      2. 功能 ： udp发送消息
      3. 参数 ： data 要发送的内容 bytes 
                      addr 消息要发送给谁(目标地址)
      4. 返回值 ： 发送的字节数

4. 关闭套接字 
   sockfd.close()
   
   服务器：

   #utip.py
   
   from socket import *
   
   HOST = '0.0.0.0'
   PORT = 8888
   ADDR = (HOST,PORT)
   
   #创建套接字
   sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
   
   #绑定地址
   sockfd.bind(ADDR)
   
   #消息收发
   while True:
       data,addr = sockfd.recvfrom(1024)
       print('Receive from %s:%s' %(addr,data.decode()))
       sockfd.sendto('收到消息'.encode(),addr)
   sockfd.close()

   客户端：

   #namen.py
   
   from socket import *
   import sys
   
   #命令行输入服务器地址
   if len(sys.argv) < 3:
       print('''
           argv is error !!
           start as
           python3 udp_client.py 127.0.0.1 8888
           ''')
       raise
   
   
   HOST = sys.argv[1]
   PORT = int(sys.argv[2])
   ADDR = (HOST,PORT)
   
   #创建套接字
   sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
   while True:
       data = input('消息: ')
       if not data:
           break
       sockfd.sendto(data.encode(),ADDR)
       data,addr = sockfd.recvfrom(1024)
       print('从服务器收到:',data.decode())
   
   sockfd.close()

   运行结果：
   
   
   
   
    

cookie:

• import sys
• sys.argv
  • 功能 ： 获取来自命令行的参数，形成一个列表
  • argv[0]是命令本身 其他内容默认以空格分割放到列表中

  示例：

import sys
print(sys.argv)

python3 namen.py
['namen.py']

python3 namen.py 1 2 hello
['namen.py', '1', '2', 'hello']


python3 namen.py 1 2 'hello 1' 2
['namen.py', '1', '2', 'hello 1', '2']

tcp流式套接字和udp数据报套接字的区别

1. 流式套接字采用字节流方式进行传输，而数据报套接字使用数据报形式传输数据
2. tcp套接字会产生粘包，udp不会
3. tcp编程可以保证消息的完整性，udp则不能保证
4. tcp需要listen  accept  udp 不用
5. tcp消息的发送接收使用recv  send  sengdall， udp使用recvfrom  sendto

    要求：能够说出tcp，udp协议的区别和编程实现上的差异

 

socket模块和套接字属性

(s为套接字)

套接字属性

s.type:表示套接字类型

s.family:地址类型

套接字属性方法

s.fileno() #(s表示一个套接字对象)

1. 功能：获取套接字的文件描述符
2. 文件描述符：每一个IO事件操作系统都会分配一个不同的正整数与之匹配，该整数即为此IO的文件描述符
   一般是从3开始，默认0 ，1，2在下面3个套接字
3. sys.stdin 0
4. sys.stdout 1
5. sys.stderr 2

s.getsockname()

1. 功能：获取套接字绑定的地址

s.getpeername()

1. 功能：使用accept生成的套接字调用，获取该套接字对应的客户端地址

s.setsockopt(level,optname,value)

1. 功能：设置套接字选项
2. 参数：level设置选项的类型   SOL_SOCKET
   可选值还有：IPPROTO_TCP  IPPROTP_IP
   optname： 选项类型中的子选项 
   value ：设置的值
   e.g.:s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)

s.getsockopt(level,optname) 

1. 功能 ： 获取套接字选项值 
2. 参数： level ： 获取选项的类型  SOL_SOCKET 
3. IPPROTP_TCP IPPROTO_IP 
4. optname： 选项类型中的子选项 
5. 返回值 ： 获取到的值 
   
   SQL_SOCKET对应的子选项：
   
   
   一些套接字示例：

   from socket import * 
   
   s = socket()
   
   #设置端口可立即重用
   s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
   print(s.getsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR))
   
   #获取套接字类型
   print(s.type)
   #获取地址类型
   print(s.family)
   
   #文件描述符
   print(s.fileno())
   
   s.bind(('172.60.50.181',9999))
   #获取绑定地址
   print(s.getsockname())
   
   s.listen(5)
   
   c,addr = s.accept()
   
   print(c.getpeername())
   print("addr:",addr)
   
   data = c.recv(1024)
   print(data)
   
   c.close()
   s.close()

    

udp套接字应用---》广播

1. 一点发送多点接收
   1. 目标地址 ：广播地址 一个网段内最大的地址 
      172.60.50.255
   2. 广播风暴：占用大量的带宽造成网络拥塞
2. format()
   1. 功能 ： 字符串属性函数 用来组合字符串

format()示意：

#format()示例
In [3]: s = "{} is a {}".format('Tom','boy')

In [4]: s
Out[4]: 'Tom is a boy'

In [5]: s = "{1} is a {0}".format('Tom','boy')

In [6]: s
Out[6]: 'boy is a Tom'

下面是广播示例：（广播接收端）

from socket import * 

#创建数据报套接字
s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

#设置套接字可以接收广播
s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,1)

#绑定端口
s.bind(('',9999))

while True:
    try:
        msg,addr = s.recvfrom(1024)
        print("从{}获取信息：{}".\
            format(addr,msg.decode()))
    except (KeyboardInterrupt,SyntaxError):
        raise 
    except Exception as e:
        print(e)

s.close()

广播发送端：

from socket import * 
from time import sleep 

#设置广播地址 "<broadcast>"
dest = ('172.60.50.255',9229)

s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

#设置能够发送广播
s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,1)

while True:
    sleep(2)
    s.sendto("今日立秋".encode(),dest)
s.close()

 

tcp应用--》http传输：

1. http协议--》超文本传输协议
2. 用途：网站中浏览器获取网页的过程
   编写基于http协议的数据传输
   将想要获取的内容，以http协议的格式发送给服务端，服务端根据格式进行解析获取到真实需求，将结果以http协议的格式回复给客户端
3. 特点：
   1. 应用层协议，传输层使用tcp服务
   2. 简单，灵活，可以使用多种编程语言操作
   3. 无状态的协议，即不记录用户的输入内容
   4. http1.1 ---》http2.0 技术成熟度和稳定性，http1.1 支持持久连接

http请求(Request)

1. 请求格式：
   1. 请求行  具体的请求类别和请求内容
       

      GET       /index.html  HTTP/1.1
      请求类别    请求内容     协议版本

      请求类别：

      请求名	作用
      GET	获取网络资源（通过地址栏发起来的请求是get请求）
      POST	提交一定的附加数据，得到返回结果
      HEAD	获取响应头
      PUT	更新服务器资源
      DELETE	删除服务器资源
      CONNECT
      TRACE	用于测试
      OPTIONS	获取服务器性能(跨域先会发一次，简称：嗅探)

       

   2. 请求头 ：对请求的具体描述 
      Accept: text/html 
      每一个键值对占一行，描述了一个特定信息
       
   3. 空行
       
   4. 请求体 ：具体的参数或者提交的内容
      get参数或者post提交的内容

http响应(response)

1. 响应格式
   1. 响应行 ：反馈具体的响应情况

      HTTP/1.1   200     OK 
      协议版本   响应码  附加信息

      响应码：

      响应码	作用
      1xx	提示信息，表示请求已经接受
      2xx	响应成功
      3xx	响应需要重定向
      4xx	客户端错误
      5xx	服务端错误
      常见响应码	作用
      200	成功
      404	请求内容不存在
      401	没有访问权限
      500	服务器发生未知错误
      503	服务器暂时不能执行

   2. 响应头 
      Accept-Ranges: bytes 
      以键值对方式给出响应信息的具体描述
      每个键占一行
   3. 空行
   4. 响应体 ：将客户端请求内容进行返回

要求：

• 直到http作用
• 掌握http协议，请求和响应的格式以及每一部分做什么
• 掌握http协议中请求的基本类型和作用
• 直到http协议响应码的类型和表达含义
• 了解通过http协议请求网页的流程

作业：编写一个程序，完成一个文本文件（图片）在服务端和客户端之间的传输要求使用tcp套接字

解析：

from socket import *
from time import sleep 

s = socket()

s.bind(('0.0.0.0',8888))
s.listen(5)

c,addr = s.accept()
print("Connect from ",addr)

f = open('img.jpg','rb')
#将文件名称告知对方
c.send('img.jpg'.encode())
sleep(0.1)

while True:
    data = f.read(1024)
    if not data:
        break
    c.send(data)
    
sleep(0.1)
c.send('##'.encode())

data = c.recv(1024)
print(data.decode())

f.close()
c.close()
s.close()

 

from socket import * 

s = socket()

s.connect(('172.60.50.181',8888))

filename = s.recv(1024).decode()

f = open('/home/tarena/'+filename,'wb')

while True:
    data = s.recv(1024)
    if data == b'##':
        break
    f.write(data)

s.send("接收完成".encode())

f.close()
s.close()