Python網路程式設計之Part01 網路程式設計初識

1.網際網路模型:

由於不同機器上的程式要通訊，才產生了網路，才有了網際網路，網際網路模型按照功能分為 osi七層或 tcp/ip五層或 tcp/ip四層模型，我們最常用的是 tcp/ip五層模型，從上到下依次是:

層功能 (協議)

裝置應用層

各類應用軟體(資料)

手機/電腦等

傳輸層選擇通訊傳輸協議(tcp/udp，封裝埠號等資訊，tcp頭部)

四層交換機，四層路由器

網路層網路傳輸協議(ip協議，封裝ip位址等資訊，ip報頭部)

三層交換機，路由器

資料鏈路層

arp/rarp協議(封裝mac位址等資訊，mac頭部，乙太網幀)

網橋，乙太網交換機，網絡卡

物理層位元流

中繼器，網線

3.埠計算機上每乙個需要網路通訊的程式，都會開乙個埠，在同一時間，只會有乙個程式占用乙個埠，不可能在同一時間同一計算機上有兩個程式，占用同乙個埠，埠的範圍: 0-65535，一般情況下我們使用 8000 以後的埠，我們通過： ip - 確定唯一一台機器，埠 - 確定唯一乙個程式，那麼 ip+埠 - 確定唯一一台機器上指定的程式

當客戶端需要與伺服器進行通訊時，客戶端由應用層將資料發出，到傳輸層，隨機從乙個埠發出，則源埠號就是這和隨機的埠號，目的埠就是伺服器的服務埠，到網路層，源ip就是本機ip，目的ip就是伺服器ip，到數鏈層，再新增由arp協議找到目的ip對應的mac位址，源mac位址就是本機的mac位址，最後再加一些報頭資訊封裝成乙個乙太網幀 (乙個乙太網幀的最大長度不超過1500位元組，即mtu，最大傳輸單元的大小)，經過調製，在物理層由光訊號或者電訊號進行傳輸。

socket - 套接字：它是應用層與tcp/ip協議族通訊的中間軟體抽象層，它是一組把複雜的tcp/ip協議族隱藏在socket介面後面的介面；

在實際的程式編寫中，socket就是乙個模組，我們呼叫模組中已經實現的方法建立2個程序之間的鏈結和通訊，套接字有兩種：分別是基於檔案型(af_unix)的和基於網路型(af_inet)的。

在網路程式設計中，我們需要編寫兩個檔案：服務端檔案server，客戶端檔案client，我們使用socket模組來實現乙個最基礎的tcp連線：

# server服務端
import socket
sk = socket.socket(
)# 建立乙個套接字物件
sk.setsockopt(socket.sol_socket,socket.so_reuseaddr,1)
# 允許埠復用
sk.bind(
('127.0.0.1'
,8080))
# 為套接字繫結ip和埠 比喻為繫結手機卡
sk.listen(
)# 監聽 
connection,addr = sk.accept(
)# 拿到乙個連線， 和對方的ip位址
content = connection.recv(
1024
)# 返回接受到的訊息
print
(content)
# 引數是乙個正整數，一般為1024的整數倍，是一次能接受的資料的最大位元組數
connection.send(b'hello'
)# 傳輸的資料必須是 bytes 型別，
content = connection.recv(
1024
)print
(content.decode(
'utf-8'))
# 用什麼發過誓編碼就要用什麼方式解碼，否則輸出就是亂碼
connection.send(
bytes
('今天中午吃麵.'
,encoding=
'utf-8'))
connection.close(
)# 關閉連線 
sk.close(
)# 關閉套接字--
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-注意事項：
1.建立tcp套接字物件時 socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream) 等價於 socket.socket(
)2.socket.listen(n) n是乙個正整數，表示socket的'排隊數量'
,即：伺服器能後台掛起的最大連線數(當前正在處理的連線不計算在內)
3.有兩次阻塞的位置：socket.accept(
)，connection.recv(
)；

import socket
sk = socket.socket(
)# 拿到乙個socket物件 
sk.connect(
('127.0.0.1'
,8080))
# 客戶端與服務端建立連線
sk.send(b'hello, this is cient.'
)# 給服務端傳送訊息，注意傳送時的資料必須是byte型別
content = sk.recv(
1024
)# 從服務端接收訊息並返回
print
(content)
# 傳送中文訊息 - 以位元組形式並且指定編碼方式
sk.send(
bytes
('今天中午吃什麼?'
.encode(
'utf-8'))
)content = sk.recv(
1024
)print
(content.decode(
'utf-8'))
sk.close(
)# 關閉套接字

server端執行結果：

client端執行結果：

# 服務端server.py
import socket
sk = socket.socket(
type
=socket.sock_dgram)
# 帶type=socket.sock_dgram表明建立乙個udp的物件
sk.bind(
('127.0.0.1'
,8080))
msg,addr = sk.recvfrom(
1024
)# udp返回 收到的訊息和傳送方的位址
print
(msg.decode(
'utf-8'
),addr)
sk.sendto(b'bye'
,addr)
# udp 傳送訊息時，必須帶上位址，因為它面向無連線，若是沒有位址，就不知道要發去哪
sk.close()-
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--注意事項：
1.udp 的套接字是: socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_dgram) 等價於 
socket.socket(
type
=socket.sock_dgram)
2.每次收發訊息，都要帶著位址和埠號，因為udp面向無連線，如果沒有位址，就找不到目的地了；

# 客戶端client.py
import socket
sk = socket.socket(
type
=socket.sock_dgram)
ip_port =
('127.0.0.1'
,8080
)# 服務端的ip和埠
sk.sendto(b'this is client.'
,ip_port)
msg,addr = sk.recvfrom(
1024
)print
(msg.decode(
'utf-8'))
sk.close(
)

server端執行結果：

client端執行結果：

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