研一下学习记录(一)并发网络编程(一)--网络编程

研一下学习记录(一)

并发网络编程(一)–网络编程

这一节总结并发网络编程部分第一节网络编程的内容，参考教程为某内人工智能课程，稍后在资料部分上传pdf.不会介绍详细内容，仅仅记录我自己的重难点，要看详细内容请看pdf文件。

1. 网络基础知识

ifconfig: 查看Linux系统下计算机的IP地址命令
ping[ip]:查看计算机的连通性

端口号

端口：网络地址的一部分，在一台计算机上，每个网络程序对应一个端口。

特点：

1. 取值范围： 0 —— 65535 的整数
2. 一台计算机上的网络应用所使用的端口不会重复
3. 通常 0——1023 的端口会被一些有名的程序或者系统服务占用，个人一般使用 > 1024的端口

1.2 UDP传输方法

套接字：

实现网络编程进行数据传输的一种技术手段,网络上各种各样的网络服务大多都是基于 Socket 来完成通信的。Python套接字编程模块：import socket

UDP套接字编程

1. 创建套接字：sock=socket.socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
2. 绑定地址：sock.bind((ip,port))
3. 消息收发: data,addr=sock.recvfrom(buffersize),buffersize为每次最多接收的字节数
   n=sock.sendto(data,addr),n 为发送的字节数
4. 关闭套接字：
   sock.close()

UDP套接字特点：

1. 可能会出现数据丢失的情况
2. 传输过程简单，实现容易
3. 数据以数据包形式表达传输
4. 数据传输效率较高

1.3 TCP传输方法

1.3. 1 简单介绍

面向连接的传输服务

• 传输特征 ：
  – 提供了可靠的数据传输，可靠性指数据传输过程中无丢失，无失序，无差错，无重复。
  – 可靠性保障机制（都是操作系统网络服务自动帮应用完成的）： 确认应答机制 通信结束要正常断开连接

• 三次握手（建立连接）
  – 客户端向服务器发送消息报文请求连接
  – 服务器收到请求后，回复报文确定可以连接
  – 客户端收到回复，发送最终报文连接建立

• 四次挥手（断开连接）
  – 主动方发送报文请求断开连接
  – 被动方收到请求后，立即回复，表示准备断开
  – 被动方准备就绪，再次发送报文表示可以断开
  – 主动方收到确定，发送最终报文完成断开

1.3.2 tcp套接字编程

• tcp服务端：socket - bind- listen-accept-send/recv-close
• sock=socket.socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
• sock.bind((host,port))
• sock.listen(n)
• conn,addr=sock.accept()
• data=conn.recv(buffersize)
• n=conn.send(data)
• conn.close()
• sock.close()
• tcp客户端：socket-connect-send/recv-close
• sock=socket()
• sock.connect()
• n=sock.send()
• sock.recv(buffersize)
• sock.close()

1.3.3 tcp套接字细节

• tcp连接中当一端退出，另一端如果阻塞在recv，此时recv会立即返回一个空字串。

• tcp连接中如果一端已经不存在，仍然试图通过send向其发送数据则会产生BrokenPipeError

• 一个服务端可以同时连接多个客户端，也能够重复被连接

1.3.4 tcp粘包问题

产生原因

• 为了解决数据再传输过程中可能产生的速度不协调问题，操作系统设置了缓冲区
• 实际网络工作过程比较复杂，导致消息收发速度不一致
• tcp以字节流方式进行数据传输，在接收时不区分消息边界

带来的影响

如果每次发送内容是一个独立的含义，需要接收端独立解析此时粘包会有影响。

处理方法

消息格式化处理，如人为的添加消息边界，用作消息之间的分割
控制发送的速度

1.3.5 tcp udp对比

1. 传输特征
   1. TCP提供可靠的数据传输，但是UDP则不保证传输的可靠性
   2. TCP传输数据处理为字节流，而UDP处理为数据包形式
   3. TCP传输需要建立连接才能进行数据传，效率相对较低，UDP比较自由，无需连接，效率较高
2. 套接字编程区别
   创建的套接字类型不同
   tcp套接字会有粘包，udp套接字有消息边界不会粘包
   tcp套接字依赖listen accept建立连接才能收发消息，udp套接字则不需要
   tcp套接字使用send，recv收发消息，udp套接字使用sendto，recvfrom
3. 使用场景
   tcp更适合对准确性要求高，传输数据较大的场景
   文件传输：如下载电影，访问网页，上传照片
   邮件收发
   点对点数据传输：如点对点聊天，登录请求，远程访问，发红包
   udp更适合对可靠性要求没有那么高，传输方式比较自由的场景
   视频流的传输： 如部分直播，视频聊天等
   广播：如网络广播，群发消息
   实时传输：如游戏画面
   在一个大型的项目中，可能既涉及到TCP网络又有UDP网络