路飞学城Python-Day23

1.计算机基础

Python可以实现各种应用软件，类比word、QQ、爱奇艺等，但是应用这些软件需要计算机硬件，

计算机发展的过程就是人类不断的希望机器去取代人力，解放更多的人力，最终极的理想就是完全像人脑一样完全取代人类去工作

编程语言就是机器能识别的表达方式，编程的结果就是程序（软件），硬件是固定的，如果需要硬件工作，就需要软件驱动

为什么需要操作系统？

软件就是驱动作用，那么不需要操作系统可以是实现么？也是可以的，但是开发的效率会非常低，因为需要考虑软件的实现，而且还要考虑机器的硬件的实现，工作量大，所以需要操作系统去实现根据程序操作硬件的具体调用

一个完整的计算机系统应该分为三层，这三层就是1.计算机应用（实现功能）；2.操作系统（承上启下，把硬件的操作封装好后给应用程序调用）；3.计算机硬件（具体执行程序的指令）

C/S架构

客户端Client

服务端Server

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2.什么是网络

网络实际上就是为了互相通信使用的，要想基于网络通信，计算机与计算机之间需要联通，就是需要之间的物理连接介质要联通，

计算机与计算机之间的互相通信需要联网，需要底层的物理介质和通信的标准（互联网协议）

互联网协议就是计算机之间的英语，只要遵循标准去写，大家就都能实现通信，互联网协议被分为7层（或5层）

转载：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

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3.五层协议详解

什么是网络？

网络就是底层的物理连接介质加上互联网协议，互联网的协议就是计算机届的英语，但凡想要借助计算机通过互联网通信，都需要有互联网协议

互联网的5层协议

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4.传输层详解

开发的是基于操作系统之上的应用软件，实际传输过程中就是将数据一步一步封装起来

协议的种类具体可以分为两类

1.应用层的自定义协议

2.应用层以下的规定的固定协议（TCP/UDP-IP-以太网）

TCP协议就是流式协议（stream），TCP协议发送数据就像是水流一样发送数据，客户端软件发送数据交给传输层（TCP）

数据是通过管道传输的，在没有数据传输的过程中就建立了数据传输管道（建立双向通道）

Tcp通过三次握手建立双向链接（第二次握手既有请求发送也有连接建立）

数据的传输是可靠的，对于Tcp建立好双向通道以后，发包一定要有确认信息，确实接收信息确认才会不再发信息

断开连接需要四次，四次挥手

Udp没有双向的通道存在，只负责传输数据，不负责检测信息的确认，Udp传输的数据是不可靠的

可靠性方面：TCP比UDP协议更可靠

效率方法：UDP效率更高（UDP开销低），TCP需要建立通道开销大

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5.什么是socket

基于网络编程就是需要客户端和服务端，客户端和服务端都是工作于应用层，要是想要学会所有的协议是很困难的，于是就诞生了socket套接字： Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。 我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

套接字的发展史：套接字分为两种类型1. AF_UNIX；2. AF_INET

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字家族（使用这种类型）

套接字家族的名字：AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET)

套接字的工作流程

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束

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6.基于socket实现简单套接字通信

服务端

import socket

# 类比打电话的流程

# 1.买手机

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# AF_INET是指定的套接字的类型是网络类型，SOCK_STREAM是指定套接字的传输方式是流式传输

# 2.绑定手机卡

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

# 端口随便设置，需要注意的是端口是0-65535，但是其中的0-1024是给操作系统使用的

# 3.开机

phone.listen(5)

# listen后的是可挂起的连接数

# 4.等电话链接

# res = phone.accept()

coon, client_addr = phone.accept()

# (<socket.socket fd=240, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 64565)>,

# ('127.0.0.1', 64565))

# res拿到的就是元祖的形式，第一个元素是套接字对象，第二个元素是客户端的IP和端口

# 5.收发消息

data = coon.recv(1024)

print('客户端的数据', data)

# 接收1024个字节，接收数据的最大数，1024是接收字节的最大限制（1.单位是bytes；2.最大接收1024）

coon.send(data.upper())

# 6.挂电话

coon.close()

# 7.关机

phone.close()

客户端

import socket

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# phone.bind(('127.0.1.1',8080))

phone.connect(('127.0.0.1',8080))

# 发、收消息

phone.send('hello'.encode('utf-8'))

data = phone.recv(1024)

print(data)

# 关闭

phone.close()

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7.在简单套接字基础上加通信循环

服务端

import socket

# 类比打电话的流程

# 1.买手机

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# AF_INET是指定的套接字的类型是网络类型，SOCK_STREAM是指定套接字的传输方式是流式传输

# 2.绑定手机卡

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

# 端口随便设置，需要注意的是端口是0-65535，但是其中的0-1024是给操作系统使用的

# 3.开机

phone.listen(5)

# listen后的是可挂起的连接数

# 4.等电话链接

# res = phone.accept()

# (<socket.socket fd=240, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 64565)>,

# ('127.0.0.1', 64565))

# res拿到的就是元祖的形式，第一个元素是套接字对象，第二个元素是客户端的IP和端口

# 5.收发消息

while True:

coon, client_addr = phone.accept()

data = coon.recv(1024)

print('客户端的数据', data)

# 接收1024个字节，接收数据的最大数，1024是接收字节的最大限制（1.单位是bytes；2.最大接收1024）

coon.send(data.upper())

# 6.挂电话

coon.close()

# 7.关机

phone.close()

客户端

import socket

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# phone.bind(('127.0.1.1',8080))

phone.connect(('127.0.0.1',8080))

# 发、收消息

while True:

msg = input('>>>').strip()

phone.send(msg.encode('utf-8'))

data = phone.recv(1024)

print(data)

# 关闭

phone.close()

socket.send()实际上还是发给了自己的操作系统，操作系统再调用自己的网卡，应用程序来组织数据，操作系统操作TCP协议开始封装数据向下发包，软件的操作方式是应用级别的，操作系统完成应用层以下的4层封装打包

如果强行在client运行时关闭的话，在linux上服务端会一直循环，卡在recv接收处，windows则是直接报错

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8.客户端与服务端代码bug修复

服务端可以并发的处理请求（没学到并发的情况下就是不断的循环），可以修改让服务端为客户端一个一个执行

服务端

import socket

# 类比打电话的流程

# 1.买手机

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)#可重复使用IP端口号

# AF_INET是指定的套接字的类型是网络类型，SOCK_STREAM是指定套接字的传输方式是流式传输

# 2.绑定手机卡

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

# 端口随便设置，需要注意的是端口是0-65535，但是其中的0-1024是给操作系统使用的

# 3.开机

phone.listen(5)

# listen后的是可挂起的连接数

# 4.等电话链接

# res = phone.accept()

# (<socket.socket fd=240, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 64565)>,

# ('127.0.0.1', 64565))

# res拿到的就是元祖的形式，第一个元素是套接字对象，第二个元素是客户端的IP和端口

# 5.收发消息

coon, client_addr = phone.accept()

while True:

try:

data = coon.recv(1024)

# if not data: break #linux上

print('客户端的数据', data)

# 接收1024个字节，接收数据的最大数，1024是接收字节的最大限制（1.单位是bytes；2.最大接收1024）

coon.send(data.upper())

except ConnectionResetError:

break

# 6.挂电话

coon.close()

# 7.关机

phone.close()

客户端

import socket

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# phone.bind(('127.0.1.1',8080))

phone.connect(('127.0.0.1',8080))

# 发、收消息

while True:

msg = input('>>>').strip()

if not msg:

continue

phone.send(msg.encode('utf-8'))

data = phone.recv(1024)

print(data.decode('utf-8'))

# 关闭

phone.close()

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9.实现服务端可以对多个客户端提供服务

服务端

import socket

# 类比打电话的流程

# 1.买手机

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)#可重复使用IP端口号

# AF_INET是指定的套接字的类型是网络类型，SOCK_STREAM是指定套接字的传输方式是流式传输

# 2.绑定手机卡

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

# 端口随便设置，需要注意的是端口是0-65535，但是其中的0-1024是给操作系统使用的

# 3.开机

phone.listen(5)

# listen后的是可挂起的连接数

# 4.等电话链接

# res = phone.accept()

# (<socket.socket fd=240, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 64565)>,

# ('127.0.0.1', 64565))

# res拿到的就是元祖的形式，第一个元素是套接字对象，第二个元素是客户端的IP和端口

# 5.收发消息

while True:

coon, client_addr = phone.accept()

print(client_addr)

while True:

try:

data = coon.recv(1024)

# if not data: break #linux上

print('客户端的数据', data)

# 接收1024个字节，接收数据的最大数，1024是接收字节的最大限制（1.单位是bytes；2.最大接收1024）

coon.send(data.upper())

except ConnectionResetError:

break

# 6.挂电话

coon.close()

# 7.关机

phone.close()

客户端

import socket

phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# phone.bind(('127.0.1.1',8080))

phone.connect(('127.0.0.1',8080))

# 发、收消息

while True:

msg = input('>>>').strip()

if not msg:

continue

phone.send(msg.encode('utf-8'))

data = phone.recv(1024)

print(data.decode('utf-8'))

# 关闭

phone.close()

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10.模拟ssh远程执行命令-项目分析

ssh就是一个基于套接字写的客户端、服务端架构的软件

公司通常都是使用linux，有钱的用unix，没钱的使用centOS这样的服务器，windows的操作系统只是针对用户的体验使用的

 

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11.模拟ssh远程执行命令-代码实现

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12.粘包现象

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13.粘包底层原理分析

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14.解决粘包问题-伪代码实现

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15.解决粘包问题-简单版本

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16.解决粘包问题-终极版本

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17.文件传输功能实现

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18.文件传输功能-函数版

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19.文件传输功能-面向对象版

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20.基于udp协议的套接字介绍

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