python29-socket初识

本篇文章主要讲的是socket基本操作。包括网络通信三要素、TCP三次握手以及socket通信流程等。希望感兴趣的小伙伴可以坚持看下去同时欢迎提出宝贵的意见让我们一起进步！

01：OSI模型

1）OSI模型包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层这7层。常用的主要是应用层和传输层,其余就不一一介绍。

2）应用层：网络服务和一些终端的应用。比如HTTP协议、FTP协议

3）传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号。如UDP协议、TCP协议

02：网络通信三要素(IP地址、端口号、传输协议)

1）IP地址：表示网络上一台独立的主机 ; IP地址=网络地址+主机地址。其中特殊的IP地址：127.0.0.1(本地回环地址),表示本机

2）端口号：用于标识进程的逻辑地址;不同的进程都有不同的端口标识。

3）传输协议：通讯的规则。

①UDP：用户数据报协议。面向无连接,传输数据之前源端和目的端不需要建立连接。如实时在线聊天、视频会议等

②TCP：传输控制协议。面向连接,传输数据之前需要建立连接。在连接过程中进行大量数据传输,通过“三次握手”的方式完成连接,是安全可靠协议。传输速度慢效率低

03：TCP三次握手

1）TCP建立连接时要传输三个数据包,俗称三次握手(Three-way Handshaking)通俗的理解为：

套接字A：“你好，套接字B，我这里有数据要传送给你，建立连接吧。”
套接字B：“好的，我这边已准备就绪。”
套接字A：“谢谢你受理我的请求。”

2）三次握手完成,TCP客户端和服务器端成功地建立连接,可以开始传输数据了。

04：socket通信流程

1）创建服务端socket对象。对象创建时,需要绑定它的IP地址（IPv4或Ipv6）和协议（TCP或UDP）。 bind()绑定本机IP地址和端口号,listen()启动监听等待客户端发送的请求。至此服务端建立完成。

2）创建服务端socket对象。根据服务端IP地址和端口号试图连接服务端socket端。

3）服务端监听接收accept()到客户端发送的请求,建立与客户端的连接connect()。

4）连接建立后,客户端可以发送send()数据到socket对象中,服务端可以接收recv()到客户端发送的数据。

5）服务端处理数据后,可以向socket对象返回一个send()处理结果,客户端读取recv()到这个返回结

6）客户端关闭close()连接,客户端释放当前占用的客户端端口号

7）服务端收到客户端关闭消息后,关闭与客户端的连接

socket通信流程.png

05：socket常用方法

1）概述：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。

2）方法分类：服务端套接字、客户端套接字、公共用途套接字

①服务端：bind、listen、accept

②客户端：connet等

③公共端：recv、send、sendall、close等

3）注意事项：socket进入阻塞状态,即 accept()方法一直等到客户端返回连接信息后才返回,开始接收下一个客户端连接请求

06：服务端与客户端的简单通信

发送数据：通过bytes类型进行传输,需要通过bytes(sendData)转换

接收数据：通过str类型接收，需要通过str(client_data)转换

accept()：接受并建立与客户端的连接,程序在此处开始阻塞,只有到客户端连接起来。

#服务端代码
import socket
sk=socket.socket()#创建服务端socket对象
ip_port=('127.0.0.1',13008)
sk.bind(ip_port)#绑定IP地址和端口号
sk.listen(5)#开始监听是否有请求:同时最多允许有5个连接
print('等待客户端的连接')#释放信号
coon,addr=sk.accept()#连接成功后会返回一个新的套接字和客户端地址
print('客户端新的连接:',addr)

client_data=coon.recv(1024)#接收数据:一次性接收1024字节
print(str(client_data,encoding='utf8'))
sendData=input('请输入>>>')

coon.sendall(bytes(sendData,encoding='utf8'))#发送数据
coon.close()#关闭资源
sk.close()

#客户端代码
import socket
sk=socket.socket()#创建客户端socket对象
ip_port=('127.0.0.1',13008)
sk.connect(ip_port)#发起连接

sendData=input('请输入>>>')
sk.sendall(bytes(sendData,encoding='utf8'))#发送数据:通过bytes类型进行传输
sever_data=sk.recv(1024)#接收数据:一次性接收1024字节
print(str(sever_data,encoding='utf8'))#接收数据:通过str类型来接收
sk.close()