python10-网络编程

1，七层网络协议

应表会传网数物：

应用层、表示层、会话层 （这三层又可以合并为应用层，这样就是五层网络协议【osi五层协议】） python '你好'.encoding('utf-8')

传输层、 预备如何传输、使用的端口 （port，tcp，udp） 四层路由器，四层交换机

网络层、 ip （ipv4 ipv6） 路由器，三层交换机

数据链路层、 mac (mac, arp协议：可以通过ip找到mac) 二层交换机，网卡（单播、广播、组播，arp用到单播和广播）

物理层 转成电信号

2，TCP/UDP

tcp需要先建立连接，然后才能够通信（类似于打电话）

• 占用连接，可靠（消息不会丢失），实时性高，慢（效率低、面向连接、可靠、全双工）
• 三次握手
  • 客户端向服务器端发送syn请求
  • 服务端回复ack并发送syn请求
  • 客户端接收到请求后再回复ack，连接建立
    • 在socket中是由 客户端connect() 和 服务端accept()两个命令完成的
• 四次挥手
  • 客户端向服务端发送fin请求
  • 服务端回复ack确认
  • 服务端向客户端发送fin请求
  • 客户端回复ack确认
    • 在socket中是由 客户端sk.close() 和 服务端 conn.close()两个命令完成的
    • 挥手时服务端的ack和fin不能同时发送，因为客户端发送完所有信息时，服务端不一定完成了所有信息的发送

udp不需要建立连接，就可以通信（类似于发信息）

• 不占用连接，不够可靠（消息因为网络不稳定可能丢失），实时性不高（效率高、无连接的、不可靠的）

3，例子

'''
------------------------------
TCP协议
------------------------------
'''
'''server'''
import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 6000))
sk.listen()

conn, addr = sk.accept()
conn.send('你好'.encode('utf-8'))
msg = conn.recv(1024)
print(msg.decode('utf-8'))
conn.close()

sk.close()

'''client'''
import socket

sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1', 6000))

msg = sk.recv(1024)
print(msg.decode('utf-8'))
sk.send('再见'.encode('utf-8'))

sk.close()

'''
------------------------------
UDP协议
------------------------------
'''
'''server'''
import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)   #SOCK_DGRAM udp    default tcp
sk.bind(('127.0.0.1', 6000))

# msg = sk.recv(1024)
# print(msg.decode('utf-8'))

while True:
    msg = sk.recvfrom(1024)
    print(msg)
    print(msg[0].decode('utf-8'))
    if msg[0].decode('utf-8') == '对方和你断开了连接':
        continue
    msgSend = input('>>>')
    sk.sendto(msgSend.encode('utf-8'), msg[1])

'''client'''
import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server = ('127.0.0.1', 6000)

while True:
    msgSend = input('>>>')
    if msgSend.upper() == 'Q':
        sk.sendto('对方和你断开了连接'.encode('utf-8'), server)
        break
    sk.sendto(msgSend.encode('utf-8'), server)
    msg = sk.recv(1024).decode('utf-8')
    if msg.upper() == 'Q':
        print('对方和你断开了连接')
        break
    print(msg)

4，粘包

只出现在tcp协议中，因为tcp协议中多条消息之间没有边界，并且还有各种优化算法，因此会导致发送端和接收端都存在粘包现象：

发送端：两条消息很短，而且发送的间隔时间也很短

接收端：多条消息没有及时接收，而在接收方的缓存堆在一起导致粘包

'''server'''
import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 6000))
sk.listen()

conn, addr = sk.accept()
conn.send(b'hello')
conn.send(b'byebye')

conn.close()
sk.close()

'''client'''
import time
import socket

sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1', 6000))

time.sleep(0.1)
msg = sk.recv(5)
print(msg)
msg = sk.recv(4)
print(msg)

sk.close()

解决粘包问题的本质：设置边界（发送长度、发送消息，交替进行）

1，自定义协议

'''server'''
import socket

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 6000))
sk.listen()

conn, addr = sk.accept()
msg1 = input('>>>').encode('utf-8')
msg2 = input('>>>').encode('utf-8')

def sendFunc(msg):
    num = str(len(msg))
    ret = num.zfill(4)
    conn.send(ret.encode('utf-8'))
    conn.send(msg)
sendFunc(msg1)
sendFunc(msg2)

conn.close()
sk.close()

'''client'''
import socket

sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1', 6000))

def receiveFunc():
    num = sk.recv(4).decode('utf-8')
    msg = sk.recv(int(num))
    print(msg.decode('utf-8'))

receiveFunc()
receiveFunc()

sk.close()

2，struct模块

import struct
'''~2**32, 排除符号位，相当于1G的数据的长度'''

num1 = 1231341234
num2 = 1342342
num3 = 12

ret1 = struct.pack('i', num1)
print(ret1)
print(len(ret1))
ret2 = struct.pack('i', num2)
print(ret2)
print(len(ret2))
ret3 = struct.pack('i', num3)
print(ret3)
print(len(ret3))

ret11 = struct.unpack('i', ret1)
print(ret11)
print(type(ret11[0]))