Python-网络编程

网络通信基本概述

• 网络是什么？
  • 网络就是辅助双方或多方连接在一起的工具
• 使用网络的目的？
  • 使连接网络的多方，能进行数据传递
• 网络编程是什么？
  • 就是让在不同电脑上的软件能进行数据传递
• IP地址是什么？
  • 用来在网络中标记一台电脑，比如：192.168.1.1；在本地局域网内是唯一的
• 查看本机ip地址
  • 在dos命令窗口中，输入：ipconfig
  • 
• 什么是端口？
  • 端口是通过端口号来标记的，范围是从 0~65535
  • 知名端口
    • 众所周知的端口号，范围 0~1023，例如：80端口是http的，21端口是ftp用的
    • 一般情况下，程序要使用知名端口是需要管理员权限的
  • 动态端口
    • 动态端口一般不固定，是动态分配的，范围从 1024~65535
    • 动态分配是指，当一个程序需要网络通信时，它向主机申请一个端口，主机从可用的端口中分配一个供它使用，当这个程序关闭时，同时会释放占用的端口
  • 可以在命令窗口中输入：** netstat -ano **查看端口状态

socket概述

• 什么是socket?
  • socket 简称 套接字 ，是进程间通信的一种方式，它与其它进程间通信的一个主要不同是：它能实现不同主机间的通信，例如：QQ、微信等
• 在Python中，使用socket 模块的函数 socket 来创建通信

语法

import socket
socket.socket(family,type)

参数说明

• **family： **可以选择 AF_INET（用于Internet 进程间通信） 或者 AF_UNIX （用于另一台机器进程间通信），实际工作中常用AF_INET
• Type： 套接字类型，可以是SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于TCP协议） 或者 SOCK_DGRAM（数据报套接字，主要用于UDP协议）

**说明

**

• 套接字使用流程与文件使用流程类似
  • 创建套接字
  • 使用套接字收/发数据
  • 关闭套接字

示例

import socket
# 创建TCP的套接字 （点对点）
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)


# 发送或者接收信息 ...


# 关闭套接字
s.close()


# 创建UDP的套接字 （一对多，广播形式）
s2=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)


# 发送或者接收信息 ...


# 关闭套接字
s2.close()

UDP协议

• 介绍
  • 用户数据报协议，是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议
  • UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送
• 优点
  • 传输速度快
  • 有效传输的数据量最多为500bytes
• 缺点
• 发送数据，无需对方确认（不可靠）
• 容易丢包
• 应用场景
  • UDP广泛应用于需要相互传输数据的网络应用中，如QQ使用的就是UDP协议
  • 在局域网中，如果要想局域网内所有计算机发送数据，可以使用广播，广播不能用TCP实现，可以用UDP实现

**示例

**

**客户端

**

import socket


# 创建UDP的套接字
udpSocket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
#  允许套接口传送广播信息,当option_value不等于0时，允许，否则，禁止
udpSocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)


port=33333
# ip 为广播形式，也可以用255.255.255.25 表示全局域网都可以接收
network=''
# 发送广播数据
udpSocket.sendto("我在发送数据!!".encode("utf-8"),(network,port))


# 关闭
udpSocket.close()

服务端

import socket


# 创建UDP的套接字
udpSocket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
#  允许套接口传送广播信息
udpSocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)


port=33333
# 绑定ip和端口，本机ip可以不写
udpSocket.bind(('',port))


# 等待接收方发送数据,1024表示本次接收的最大字节数
data,address=udpSocket.recvfrom(1024)
print("接收到的数据是：%s,地址是：%s"%(data.decode("utf-8"),str(address)))


# 关闭
udpSocket.close()

TCP协议

• 介绍
  • TCP协议，是一种传输控制协议，是一种面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层控制协议,由IETF的RFC 793定义
  • TCP是一种点对点的传输方式
  • TCP协议编写的三个步骤：创建连接、数据传递、关闭连接
  • TCP 通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的连接，才能发送数据
• 优点
  • 可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接
  • 在数据传递时，有确认、重传、拥塞控制机制
  • 在数据传完后，会断开连接用来节约系统资源
• 缺点
  • 慢，效率低，占用系统资源高
  • 易被攻击，TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击

TCP与UDP的区别

• 面向连接
  • TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）
  • UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
• 可靠
  • TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达
  • UDP尽最大努力交付，不需要对方确认，即不保证可靠交付
• 字节流
  • TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流
  • UDP是面向报文的，UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
• 连接性
  • TCP连接只能是点到点的
  • UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
• 首部开销
  • TCP首部开销20字节
  • UDP首部开销小，只有8个字节
• 信道
  • TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道
  • UDP则是不可靠信道

示例

服务端

import socket


# 创建tcp 的套接字
tcp_socekt=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)


# ip与端口,本机ip可以不写
addr=('',44444)
# 绑定地址
tcp_socekt.bind(addr)


# 使用socket创建的套接字默认的属性是 主动的，使用 listen 将其变为被动，这样就可以接收别人的连接了, 128表示允许的最大连接数
tcp_socekt.listen(128)


# 如果有一个新的客户端来连接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
# client_socket 用来为这个客户端服务
# tcp_socket 就可以用来专门等待其他新客户端的链接
client_socket,client_addr=tcp_socekt.accept()


# 接收对方发过来的数据
data=client_socket.recv(1024)
print("接收到的数据是：%s,地址是：%s"%(data.decode("utf-8"),str(client_addr)))


# 发送数据到客户端
client_socket.send("hello....".encode("utf-8"))


# 关闭为这个客户端服务的套接字，一旦关闭，就意味着不能再为这个客户端服务了
client_socket.close()


# 关闭外面总的 套接字，一旦关闭，则意味着不再接收任何连接了
tcp_socekt.close()

客户端

import socket


# 创建tcp 套接字
tcp_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)


# 目标服务器地址
dest_addr=("127.0.0.1",44444)


# 连接目标服务器
tcp_socket.connect(dest_addr)


# 发送数据
tcp_socket.send("我是客户端".encode("utf-8"))


# 接收对方发过来的数据,最大接收1024个字节
data=tcp_socket.recv(1024)
print("接收到的数据是：%s"%data.decode("utf-8"))


# 关闭套接字
tcp_socket.close()