Python-网络编程

作者: 葱花思鸡蛋 | 来源:发表于2019-08-01 15:13 被阅读4次

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1.TCP/IP简介：

互联网上每个计算机的唯一标识就是IP地址，类似123.123.123.123。如果一台计算机同时接入到两个或更多的网络，比如路由器，它就会有两个或多个IP地址，所以，IP地址对应的实际上是计算机的网络接口，通常是网卡。

IP协议负责把数据从一台计算机通过网络发送到另一台计算机。数据被分割成一小块一小块，然后通过IP包发送出去。由于互联网链路复杂，两台计算机之间经常有多条线路，因此，路由器就负责决定如何把一个IP包转发出去。IP包的特点是按块发送，途径多个路由，但不保证能到达，也不保证顺序到达。

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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IP包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IP包来了之后，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。

TCP/IP协议簇，包括应用层协议（http 超文本传输协议、DNS域名解析、文本传输协议TFTP等）、网络层协议（IP协议、ICMP控制信息协议、ARP地址解析协议、RARP反向地址协议）、传输层（TCP协议、UDP协议）

TCP:

面向连接的，通过三次握手建立连接，通过四次挥手甘比连接
传输可靠，通过TCP连接传送的数据，无差别、不丢失、不重复，且按序到达。通过序列号、校验和、确认应答信号、重发控制、连接管理、窗口控制、流量控制、阻塞控制实现可靠性。
全双工通信
传输速度慢、占用系统资源较多
一对一通信

UDP:

面向无连接的，传输数据前不需要与对方建立连接，对接收的数据不用发送确认信号。只要目的地址，端口号，源地址，端口号确定了，就可以直接发送信息报文，并且不需要一定能收到或者完整的数据。它仅仅提供了校验和机制来保障报文是否完整，若校验失败，则直接将报文丢弃，不做任何处理。
不可靠传输，传输过程中如果出现丢包，不负责重发，数据包到达顺序乱掉也没有纠正顺序的功能，也没有流程控制避免网络拥塞的行为。
传输速度快，占用系统资源少
可以一对一，一对多，多对一通信
较好的实时性

TCP/UDP使用场景：
TCP：http文件传输协议、文件的上传下载、发送邮件
UDP：QQ语音、QQ视频、微信

2.基于TCP的socket聊天室实现

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服务端实现：

import socket
import threading

class chatRoom:
    def __init__(self,ip='127.0.0.1',port=9999):
        self.addr = (ip,port)
        self.server = socket.socket()
        self.clients = {}

    def start(self):
        self.server.bind(self.addr)
        self.server.listen()
        # 子线程处理客户端连接，防止阻塞主线程
        threading.Thread(target=self.accept(),name='accept').start()

    def accept(self):
        # 监听客户端的连接
        while True:
            # 没有客户端连接阻塞线程，有连接返回新的socket和客户端ip
            sock,ip = self.server.accept()
            # 把socket 装入容器
            self.clients[ip] = sock

            # 监听到连接创建一个socket，与客户端交互,子线程循环监听数据的接收
            threading.Thread(target=self.recive(sock),name='recive').start()


    def recive(self,sock:socket.socket):
        while True:
            try:
                # data 是字节
                data = sock.recv(1024)
                print(data.decode())
            except Exception as e:
                print('客户端异常，连接失败')
                data = b'quit'

            # 客户端输入quit,断开socket链接
            if data == b'quit':
                # 根据key，移除想要退出群聊的客户端
                self.clients.pop(sock.getpeername())
                socket.close()
                break


            # 收到数据发送到每一个客户端
            for sock in self.clients.values():
                # sock.getpeername() 获取远程客户端地址和端口元组形式
                sock.send('你是猪吗{}'.format(sock.getpeername()).encode('utf-8'))



    def stop(self):
        for sock in self.clients.values():
            sock.close()

        self.server.close()


if __name__ == '__main__':

    chatServer = chatRoom()
    chatServer.start()

客户端实现：

import  socket

class client:
   def __init__(self):
       self.socket = socket.socket()
       self.socket.connect(('127.0.0.1',9999))

   def sendMsg(self,msg):
       self.socket.send('客户端：{}'.format(msg).encode('uft-8'))


   def recvMsg(self):
       data = self.socket.recv(1024)
       if data:
           print('服务器：'.format(data.decode('utf-8')))
           return True
       return False

   def run(self):
       self.sendMsg('我来了哈哈哈')
       while True:
           if self.recvMsg():
               msg = input("\n客户端：")
               self.sendMsg(msg)


if __name__ == '__main__':
       c = client()
       c.run()

Mac 查看端口占用情况命令：