05-python高级-网络

目标

  • 网络基础
  • tcp
  • udp

网络基础

IP地址实际上是一个32位整数(称为IPv4),以字符串表示的IP地址如192.168.0.1实际上是把32位整数按8位分组后的数字表示,目的是便于阅读。

IPv6地址实际上是一个128位整数,它是目前使用的IPv4的升级版,以字符串表示类似于2001:0db8:85a3:0042:1000:8a2e:0370:7334。

TCP协议则是建立在IP协议之上的。TCP协议负责在两台计算机之间建立可靠连接,保证数据包按顺序到达。TCP协议会通过握手建立连接,然后,对每个IP包编号,确保对方按顺序收到,如果包丢掉了,就自动重发。

许多常用的更高级的协议都是建立在TCP协议基础上的,比如用于浏览器的HTTP协议、发送邮件的SMTP协议等。

一个TCP报文除了包含要传输的数据外,还包含源IP地址和目标IP地址,源端口和目标端口。

端口有什么作用?在两台计算机通信时,只发IP地址是不够的,因为同一台计算机上跑着多个网络程序。一个TCP报文来了之后,到底是交给浏览器还是QQ,就需要端口号来区分。每个网络程序都向操作系统申请唯一的端口号,这样,两个进程在两台计算机之间建立网络连接就需要各自的IP地址和各自的端口号。

一个进程也可能同时与多个计算机建立链接,因此它会申请很多端口。

了解了TCP/IP协议的基本概念,IP地址和端口的概念,我们就可以开始进行网络编程了。
什么是 Socket?
Socket又称"套接字",应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求,使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

tcp

TCP编程是建立可靠连接,双方是以流的形式发送数据的。
服务端
在创建套接字时可以定义该套接字的类型,即定义socket对象时socket(AF_INET,SOCK_STREAM),设置第二个参数为SOCK_STREAM,则表示使用TCP协议。

注意:为了解决中文问题,发送端用encode方法进行编码,接收端用decode解码

服务器代码如下:

from socket import *

srv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
# 创建socket套接字时,SOCK_STREAM表示使用TCP协议

srv.bind(('127.0.0.1', 8080))

srv.listen(5)  # 使用TCP协议通信需要监听才能链接
while True:
    sock, addr = srv.accept()  # 连接上客户端
    data = sock.recv(1024)
    print("接收到数据")
    print(data.decode("utf-8"))

户端代码如下:

from socket import *

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
# 创建TCP协议的套接字

client.connect(('127.0.0.1', 8080))
# 与服务器连接
while True:
    str=input("请输入要发送的数据")
    str = str.encode()
    if str  ==  "exit".encode("utf-8"):
        # 断开连接
        print("客户端断开连接")
        client.close()
        break
    else:
        client.send(str)

udp

UDP是无连接的协议,只需要知道对方的IP和端口号,就可以进行通信。它的优点是比TCP速度快,但是在数据传输上容易丢失数据。
服务端
在创建套接字时可以定义该套接字的类型,即定义socket对象时socket(AF_INET,SOCK_DGRAM),设置第二个参数为SOCK_DGRAM,则表示使用UDP协议。

服务器代码如下:
代码上与tcp的区别
1)SOCK_DGRAM
2)无listen
3) data, addr = srv.recvfrom(1024)

from socket import *

srv = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
# 创建socket套接字时,SOCK_STREAM表示使用TCP协议

srv.bind(('127.0.0.1', 8081))

#srv.listen(5)  # udp无此行
# UDP协议不需要listen(),可以直接通信
while True:
    #接收时直接获取data
    data, addr = srv.recvfrom(1024)  # 连接上客户端
    print("接收到数据")
    print(data.decode("utf-8"))

客户端代码:
客户端socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
1)其他代码与tcp客户端相同(代码略)
2)也可以用sendto 直接发送

from socket import *

client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
# 与服务器连接
while True:
    str=input("请输入要发送的数据")
    str = str.encode()
    if str  ==  "exit".encode("utf-8"):
        # 断开连接
        print("客户端断开连接")
        client.close()
        break
    else:
        #用sendto 直接发送
        client.sendto(str, ('127.0.0.1', 8081))
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