Python 31 TCP协议 、socket套接字

1、TCP协议

可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

（1）三次握手建链接
（2）四次挥手断开链接
（3）tcp协议的状态
（4）syn洪水攻击与半连接池

1、一开始，建立连接之前服务器和客户端的状态都为CLOSED；
2、服务器创建socket后开始监听，变为LISTEN状态；
3、客户端请求建立连接，向服务器发送SYN报文，客户端的状态变味SYN_SENT；
4、服务器收到客户端的报文后向客户端发送ACK和SYN报文，此时服务器的状态变为SYN_RCVD；
5、然后，客户端收到ACK、SYN，就向服务器发送ACK，客户端状态变为ESTABLISHED；
6、服务器端收到客户端的ACK后变为ESTABLISHED。此时3次握手完成，连接建立！

三次挥手

由于TCP连接是全双工的，断开连接会比建立连接麻烦一点点。
1、客户端先向服务器发送FIN报文，请求断开连接，其状态变为FIN_WAIT1；
2、服务器收到FIN后向客户端发送ACK，服务器的状态围边CLOSE_WAIT；
3、客户端收到ACK后就进入FIN_WAIT2状态，此时连接已经断开了一半了。如果服务器还有数据要发送给客户端，就会继续发送；
4、直到发完数据，就会发送FIN报文，此时服务器进入LAST_ACK状态；
5、客户端收到服务器的FIN后，马上发送ACK给服务器，此时客户端进入TIME_WAIT状态；
6、再过了2MSL长的时间后进入CLOSED状态。服务器收到客户端的ACK就进入CLOSED状态。
至此，还有一个状态没有出来：CLOSING状态。
CLOSING状态表示：
客户端发送了FIN，但是没有收到服务器的ACK，却收到了服务器的FIN，这种情况发生在服务器发送的ACK丢包的时候，因为网络传输有时会有意外。

四次挥手

LISTEN：等待从任何远端TCP 和端口的连接请求。

SYN_SENT：发送完一个连接请求后等待一个匹配的连接请求。

SYN_RECEIVED：发送连接请求并且接收到匹配的连接请求以后等待连接请求确认。

ESTABLISHED：表示一个打开的连接，接收到的数据可以被投递给用户。连接的数据传输阶段的正常状态。

FIN_WAIT_1：等待远端TCP 的连接终止请求，或者等待之前发送的连接终止请求的确认。

FIN_WAIT_2：等待远端TCP 的连接终止请求。

CLOSE_WAIT：等待本地用户的连接终止请求。

CLOSING：等待远端TCP 的连接终止请求确认。

LAST_ACK：等待先前发送给远端TCP 的连接终止请求的确认（包括它字节的连接终止请求的确认）

TIME_WAIT：等待足够的时间过去以确保远端TCP 接收到它的连接终止请求的确认。

TIME_WAIT 两个存在的理由：

          1.可靠的实现tcp全双工连接的终止；
          2.允许老的重复分节在网络中消逝。

CLOSED：不在连接状态（这是为方便描述假想的状态，实际不存在）

三次握手，四次挥手的11种状态

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

IP = '127.0.0.1'
PORT = 8888
ADDRESS = (IP, PORT)
BUFSIZE = 1024
# 1.创建一个服务端对象（AF_INET：IPv4，SOCK_STREAM：sock流）
ser_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
# 2.绑定服务器的IP地址，端口（）
ser_socket.bind(ADDRESS)
# 3.设置半连接池,限制请求的个数
ser_socket.listen(5)
# 4.等待客户端请求
cli_socket, cli_adrr = ser_socket.accept()
print(cli_socket)
print(cli_adrr)
# 5.收发数据
data = cli_socket.recv(BUFSIZE)
print(data.decode('utf-8'))
cli_socket.send('服务器已接收到数据'.encode('utf-8'))    # 只能以字节类型发送
# 6.关闭与客户端的连接
cli_socket.close()
# 7.关闭服务器(一般不会关闭服务器)
# ser_socket.close()

TCP服务端

TCP服务端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

IP = '127.0.0.1'
PORT = 8888
ADDRESS = (IP, PORT)
BUFSIZE = 1024
# 1.创建客户端socket对象
cli_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
# 2.连接服务器
cli_socket.connect(ADDRESS)
# 3.发收数据
cli_socket.send('hello'.encode('utf-8'))  # 只能以字节类型发送
data = cli_socket.recv(BUFSIZE)
print(data.decode('utf-8'))
# 关闭客户端连接
cli_socket.close()

TCP客户端

TCP客户端


2、socket套接字
（1）socket层

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。
Socket是封装好TCP/IP协议的接口。

（2）什么是socket

（3）如何用socke