day31网络编程

网络编程
1. 目标:编写一个C/S架构的软件
    C/S: Client(用户端)--------基于网络----------Server(服务端)
    B/S: Browser-------基于网络----------Server(服务的)
2. 服务端需要遵循的原则:
    1. 服务端与客户端都需要有唯一的地址,但是服务端的地址必须固定/绑定
    2. 对外一直提供服务,稳定运行
    3. 服务端应该支持并发
3. 网路
    网络建立的目的是为数据交互(通信)
    如何实现通信:
        1. 建立好底层的物理连接介质
        2. 有一套统一的通信标准,称之为互联网协议
4. 互联网协议:就是计算机界的英语
    OSI七层协议
    ip+mac可以标识全世界范围内独一无二的一台计算机的位置
    port可以标识一台计算机之上唯一的一个基于网络通信的应用软件
    ip+mac+port:可以标识全世界范围内独一无二的一个应用软件(基于网络通信)

IP地址分成两部分

• 网络部分：标识子网（子网掩码）
• 主机部分：标识主机（ip地址）

• 172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010   (ip)

  255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000  (掩码)

• 172.16.10.0      (局域网地址)
• 都为1取1,其他取0

Arp协议解析IP得到子网地址（进而获取对方ip的mac地址）

局域网的ip(自动分配，动态的),mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址

两个ip子网地址一样:同一局域网>>>以太头（原mac,fffff?） ip头(ip1 ip2 )  数据----通过交换机---->每台机器发一份，只有ip为ip2的机器响应并返回mac

　　　　　   不一样：不同局域网>>>以太头(原mac,fffff?) ip(ip1 路由器ip)头 端口头 数据-----通过交换机----->每台发一份，路由器(网关默认第4部分为1)响应，返回mac1

　　　　　　　　　　　　　　　　以太头（mac1路由，fffff?）ip(ip路由1,ip2子网)-----路由协议------>返回ip2子网,路由mac2

　　　　　　　　　　　　　　　　以太头(mac2路由,fffff?) ip(ip路由2,ip2)---------通过交换机--------->每台发一份,ip为ip2的响应返回mac

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。

以太网头

ip 头

tcp头

数据

udp协议：

不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。

以太网头

ip头

udp头

数据

　　　　　　　　　　　　　　　　

一、其他
1、互联网协议，可看作是一个安装在计算机上的包（计算机界的英语，通用的标准）
2、交换机：有mac地址学习功能
3、ARP（地址解析协议），可将IP地址转成mac地址，mac地址转成IP地址
4、IP+端口可锁定一架计算机上的某个应用程序
5、IP 和子网掩码-》局域网地址（子网地址）
6、 TCD又称好人协议，可靠协议，需要三次握手建立链接
7、标志位：sgn=1请求信息，ack=1 确认信息，seq=’ ’序列号，ack=1+x（序列号）
8、在创建链接时如果并发少，基本看不多SYN—REVD。但如若受到洪水攻击（高并发）系统会出现SYN—REVD状态
9、TCD需要四次挥手以断链接。谁先发完信息，谁先发出断链接请求。通常是SERVER端先发出，但不一定。
10、fin=1 断链接请求，ack=1 确认信息
11、Fin_WAIT_1 为主动断链接的一方
12、在断链接时如果并发少，基本看不多TIME—WAIT。但如若高并发，系统会出现TIME—WAIT状态，需要监查内存
13、TCP，需要建链接，又称可靠传输，相对安全但效率低，一般用于转账
14、UDP，不需要建链接，又称不可靠传输，效率高，但安全性较低，一般用于聊天（QQ）和查询
15、套接字有被称作IP和端口
16、AF_INET （AF：address family 套接字类型，INET：基于网络）
17、TCP 被称为流式协议，SOCK_STREAM
18、UDP 被称为数据报协议，SOCK_DGRAM
19、127.0.0.1 指本机，主要用于调试
20、端口0-65535，0-1024被系统使用，其他号码可选用
21、phone.listen(5): 5指的是同时最多可以用多少个请求，而不是连接数
22、conn.recv(1024)：1024为最大限制的字节数
23、conn为套接字对象，为三次握手的产物，可收可发
24、conn.close()：回收系统资源

二、基于tcp协议的套接字通信
服务端：
import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 买电话
phone.bind(('127.0.0.1',8081)) #插手机卡，补充：0-65535 0-1024给系统用的
phone.listen(5) # 开机

print('start...')
conn,client_addr=phone.accept() # 等电话连接
print('连接来了：',conn,client_addr)

# 收发消息
msg=conn.recv(1024) #收消息，1024是一个最大的限制
print('客户端的消息: ',msg.decode('utf-8'))
conn.send(msg+'SB'.encode('utf-8'))

# 挂电话
conn.close()
# 关机
phone.close()

客户端：
import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 买电话
phone.connect(('127.0.0.1', 8081)) # 拨电话，地址为服务端的ip和端口

phone.send('你好'.encode('utf-8')) # 发消息b'hello'
data = phone.recv(1024) #收消息

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

phone.close()

三、加上通信循环与连接循环
服务端：
import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8081))
phone.listen(5)

print('start...')
while True: # 连接循环
    conn,client_addr=phone.accept()
    print('客户端 ',client_addr)

    while True: # 通信循环
        try:
            msg=conn.recv(1024)
            print('客户端的消息: ',msg)
            conn.send(msg+b'SB')
        except ConnectionResetError:
            break
    conn.close()
phone.close()

客户端：
import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 买电话
phone.connect(('127.0.0.1',8081)) # 拨电话，地址为服务端的ip和端口

while True:
    msg=input('>>>: ').strip()
    phone.send(msg.encode('utf-8')) # 发消息b'hello'
    data=phone.recv(1024) #收消息

    print(data.decode('utf-8'))

phone.close()