学习自刘大拿的Python课程

网络编程

• 网络编程
• 网络协议： 一套规则
• 网络模型：
  • 七层模型-理论模型：任务分块，各司其职
    • 物理层：如网线、水晶接头等
    • 数据链路层：图像传输、电压等
    • 网络层
    • 传输层
    • 会话层：传之前打招呼
    • 表示层
    • 应用层：我们现在
  • 四层模型-实际应用
    • 链路层：接线
    • 网络
    • 传输层
    • 应用层
• 每一层都有相应的协议负责交换信息或者协同工作
• TCP/IP 协议族，说俗了，不全是
  • TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议
  • TCP/IP 指传输控制协议/网际协议 (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)。
  • TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
• IP地址：负责在网络上唯一定位一个机器
  • IP地址分ABCDE类
  • 是由四个数字段组成，每个数字段的取值是0-255（数量肯定不够，以一层套一层的分级方式增加数量），所以有局域网、广域网
  • 192.168.xxx.xxx:表示局域网ip
  • 127.0.0.1：表示本机
  • IPv4（不太够用，所以有IPv6）,
    IPv6（中国刚开始用）
• 端口（机器中所有的软件都有一个端口号，为该软件的编码）
  e.x.发QQ，IP用来锁定机器，端口用来锁定软件
  • 范围： 0-65535
    • 知名端口：0-1023 安排了位置
    • 非知名端口：1024- 未被占用即可用

      常见知名端口	端口号
      HTTP	80
      FTP	21
      SSH	22
      MSG ICP	29
      MySQL	3306

      豆瓣上有较全的汇总 端口大全
      自己做，端口号往大了做，一万起

TCP/UDP协议

两者是挂号信与凭信的区别，前者类似当今快递，靠编号邮寄接受；后者类似送信，靠邮寄地址接收

• UDP：非安全的不面向链接的传输
  • 安全性差
  • 大小限制64kb：超过的话就切断，无序
  • 没有顺序
  • 速度快
• TCP
  • 基于链接的通信（传信之前建立虚拟通路，对方已知有信）
• Socket编程：解决如何和对方通信，包括找着对方（IP+端口）；发消息（UDP/TCP）
  • socket（套接字）: 是一个网络通信的端点， 能实现不同主机的进程通信，网络大多基于Socket通信
  • 通过IP+端口定位对方并发送消息的通信机制
  • 分为UDP和TCP
    即时通讯一般用UDP
    通信有两端
  • 客户端Client： 发起访问的一方
    ① 建立程序 socket
    ② 发送消息（知道IP + port的绑定信息）
    ③ 等待反馈
  • 服务器端Server：接受访问的一方
    想要通信，服务端需要：
    ① 建立socket （用socket通信）
    ② port （提供连接外面的端口） + IP等信息 (绑定)
    ③ 接受访问
    ④ 反馈（不必须）

UDP 编程

• Server端流程
  • 1. 建立socket，socket是负责具体通信的一个实例
  • 2. 绑定，为创建的socket指派固定的端口和ip地址
  • 3. 接受对方发送内容
  • 4. 给对方发送反馈，此步骤为非必须步骤
• Client端流程
  • 1. 建立通信的socket
  • 2. 发送内容到指定服务器
  • 3. 接受服务器给定的反馈内容
• 服务器 案例01

'''
Server端流程
1.建立socket，socket是负责具体通信的一个实例
2.绑定，为创建的socket指派固定的端口和ip地址
3.接受对方发送内容
4.给对方发送反馈，此步骤为非必须步骤
'''

# socket模块负责socket编程
import socket

# 模拟服务器的函数
def serverFunc():
    # 建立socket
    # socket.AF_INET:使用ipv4协议
    # socket.SOCK_DGRAM: 选择通信方式，使用UDP通信
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 设置和绑定IP和port
    # 127.0.0.1: 这个IP地址代表的是机器本身
    # 7852: 随便的端口
    # 地址是一个tuple类型，（IP,port）
    addr = ("127.0.0.1", 7852 )
    sock.bind(addr)

    # 接收对方消息
    # 等待方式：死等，没有其他可能性
    # recvfrom接收的返回值是一个元祖(tuple)，前一项表示数据，后一项表示地址
    # 参数的含义是缓冲区大小
    # rst = sock.recvfrom(500) 可以这么写
    data, addr = sock.recvfrom(500)
    # 直接将接收到的两个值 数据（这里是消息）和元祖（port + IP）赋值给两个参数

    # 发过来的数据是一个字节流（bytes流），需要解码
    print(data)
    print(type(data))

    # 将发送过来的字节流解码得到str格式内容
    # decode默认参数是utf8
    # text = data.decode()
    text = data.decode()
    print(type(text))
    print(text)

    # 给对方返回消息
    rsp = "Ich hab keine Hunge.(德语)"

    # 发送的数据需要编码成bytes格式
    # 默认是utf8
    data = rsp.encode()
    sock.sendto(data, addr)

if __name__ == '__main__':
    print("Starting server.......")
    serverFunc()
    print("Ending server........")

• 客户端 案例02

'''
Client端流程
1. 建立通信的socket
2. 发送内容到指定服务器
3. 接受服务器给定的反馈内容
'''

import socket

def clientFunc():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    text = "Do you want to have a date with me? "

    # 发送的必须是bytes格式
    data = text.encode()

    # 发送
    sock.sendto(data, ("127.0.0.1", 7852))

    # 等待对方给出反馈
    data, addr = sock.recvfrom(200)
    text = data.decode()
    print(text)

if __name__ == '__main__':
        clientFunc()

# 顺序：先启动Server案例01.py程序

Server端运行结果

Starting server.......
b'Do you want to have a date with me? '
<class 'bytes'>
<class 'str'>
Do you want to have a date with me? 
Ending server........

Client端运行结果

Ich hab keine Hunge.(德语)

有时候程序运行完了，并不意味着端口空闲，有可能还在别占用，所以想在此使用该端口会报错。

• 服务器程序要求永久运行(不能死，也不崩溃，这也是Linux系统在服务区常用的原因)，一般用死循环处理
• 不死服务器版本，运行命令加入死循环 案例03

if __name__ == '__main__':
      import time
      while 1:
            try:
                  serverFunc()
            except Exception as e:
                  print(e)
            time.sleep(1)

TCP编程

• 面向链接的传输，即每次传输之前需要先建立一个链接
• 客户端和服务器端两个程序需要编写
• Server端的编写流程
  建立socket负责具体通信，这个socket其实只负责接受对方的请求，真正通信的是链接后从新建立的socket
  绑定端口和地址
  监听接入的访问socket（一定时间内查询一次）
  接受访问的socket，可以理解接受访问即建立了一个通讯的链接通路（虚拟通道）
  接受对方的发送内容，利用接收到的socket接收内容
  如果有必要，给对方发送反馈信息
  关闭链接通路（关闭虚拟通路）
• Client端流程
  建立通信socket
  链接对方，请求跟对方建立通路
  发送内容到对方服务器
  接受对方的反馈
  关闭链接通路
• 案例04 服务器端

import socket

def tcp_srv():
    # 1. 建立socket负责具体通信，这个socket其实只负责接受对方的请求，真正通信的是链接后从新建立的socket
    # 需要用到两个参数
    # AF_INET: 含义同udp一致
    # SOCK_STREAM: 表明是使用的tcp进行通信
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 2. 绑定端口和地址
    # 此地址信息是一个元组类型内容，元组分两部分，第一部分为字符串，代表ip，第二部分为端口，是一个整数，推荐大于10000
    addr = ("127.0.0.1", 8998)
    sock.bind(addr)
    # 3. 监听接入的访问socket
    sock.listen() # 等待时间可修改

    # 服务器死循环，永远接收请求
    while True:
        # 4. 接收访问的socket，可以理解接受访问即建立了一个通讯的链接通路
        # accept返回的元组第一个元素赋值给skt，第二个赋值给addr
        skt,addr = sock.accept()
        # 5. 接收对方的发送内容，利用接收到的socket接收内容
        # 500代表接收使用的buffersize
        #msg = skt.receive(500)
        msg = skt.recv(500)
        # 接收到的是bytes格式内容
        # 想得到str格式的，需要进行解码
        msg = msg.decode()

        rst = "Received msg: {0} from {1}".format(msg, addr)
        print(rst)
        # 6. 如果有必要，给对方发送反馈信息
        skt.send(rst.encode())

        # 7. 关闭链接通路
        skt.close()
        # 一次接通通道，完成多次传输再关闭通道，可以节省资源


if __name__ == "__main__":
    print("Starting tcp server.......")
    tcp_srv()
    print("Ending tcp server.......")

• 案例05 客户端

import socket

def tcp_clt():
    # 1. 建立通信socket
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 2. 连接对方，请求跟对方建立通路
    addr = ("127.0.0.1", 8998)
    sock.connect(addr)
    # 3. 发送内容到对方服务器
    msg = "中文我好像也能懂"
    sock.send(msg.encode())
    # 4. 接收对方的反馈
    rst = sock.recv(500)
    print(rst.decode())
    # 5. 关闭连接通路
    sock.close()

if __name__ == "__main__":
    tcp_clt()

运行结果

# Server
Starting tcp server.......
Received msg: 中文我好像也能懂 from ('127.0.0.1', 57990)

# Client
Received msg: 中文我好像也能懂 from ('127.0.0.1', 57990)

FTP编程

• FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议
• 用途： 定制一些特殊的上传下载文件的服务
• 用户分类： 登陆FTP服务器必须有一个账号
  • Real账户: 注册账户
  • Guest账户： 可能临时对某一类人的行为进行授权
  • Anonymous账户： 匿名账户，允许任何人
• FTP工作流程

端口	方向
21	客户端 → 服务端
22	服务端 → 客户端

• 客户端链接远程主机上的FTP服务器
• 客户端输入用户名和密码（或者“anonymous”和电子邮件地址）
• 客户端和服务器进行各种文件传输和信息查询操作(客户端向服务器发起的一些命令)
• 客户端从远程FTP服务器退出，结束传输
• FTP文件表示
  分三段表示FTP服务器上的文件
  • HOST: 主机地址，类似于 ftp.mozilla.org, 以ftp开头 （mozilla.org表明是谁家的服务器）
    （url的访问地址一般为www.mozilla.org，mozilla.org为火狐的母公司，）
  • DIR：目录， 表示文件所在本地的路径，例如 pub/android/focus/1.1-RC1/
  • File：文件名称， 例如 Klar-1.1-RC1.apk

如果想完整精确表示ftp上某一个文件，需要上述三部分组合在一起

• 案例06

# 需要导入相应包，主要是ftplib
import ftplib # 关于FTP的操作都在这个包里边
import os
import socket

# 三部分精确表示在ftp服务器上的某一个文件
# 好多公开ftp服务器访问会出错或者没有反应
HOST = "ftp.acc.umu.se"
DIR = 'Public/EFLIB/'
FILE = 'README'

# 1. 客户端链接远程主机上的FTP服务器
try: # 远程连接服务器有可能出现问题，所有一般要try
    f = ftplib.FTP()
    # 通过设置调试级别可以方便调试
    f.set_debuglevel(2)
    # 链接主机地址
    f.connect(HOST)
except Exception as e:
    print(e)
    exit()
print("***Connected to host {0}".format(HOST))



# 2. 客户端输入用户名和密码（或者“anonymous”和电子邮件地址）
try:
    # 登录如果没有输入用户信息，则默认使用匿名登录
    f.login()
except Exception as e:
    print(e)
    exit()
print("***Logged in as 'anonymous'")


# 3. 客户端和服务器进行各种文件传输和信息查询操作
try:
    # 更改当前目录到指定目录
    f.cwd(DIR)
except Exception as e:
    print(e)
    exit()
print("*** Changed dir to {0}".format(DIR))

try:
    # 从FTP服务器上下载文件
    # 第一个参数是ftp命令
    # 第二个参数是回调函数
    # 此函数的意思是，执行RETR命令，下载文件到本地后，运行回调函数
    f.retrbinary('RETR {0}'.format(FILE), open(FILE, 'wb').write)
except Exception as e:
    print(e)
    exit()

# 4. 客户端从远程FTP服务器退出，结束传输
f.quit()