网络编程 IP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 # IP是什么 IP 地址就是标识网络中设备的一个地址，这样电脑可以找到其他电脑设备。 IP分为IPv4 （十进制 . 分隔）和 IPv6（十六进制 ：分隔） # 查看ip地址 * Linux 和 mac OS 使用 ifconfig 这个命令 * Windows 使用 ipconfig 这个命令 # 关于localhost和127.0.0.1 127.0.0.1表示本机地址，提示：如果和自己的电脑通信就可以使用该地址。 127.0.0.1该地址对应的域名是localhost，域名是 ip 地址的别名，通过域名能解析出一个对应的ip地址。 # 检查网络是否正常 ping * ping www.baidu.com 检查是否能上公网 * ping 当前局域网的ip地址 检查是否在同一个局域网内 * ping 127.0.0.1 检查本地网卡是否正常
端口和端口号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不同电脑上的飞秋之间进行数据通信，它是如何保证把数据给飞秋而不是给其它软件呢? 其实，每运行一个网络程序都会有一个端口(传输数据的通道)，想要给对应的程序发送数据，找到对应的端口即可。 【通过ip地址找到对应的设备，通过端口号找到对应的端口，然后通过端口把数据传输给应用程序】 * 知名端口号（众所周知的端口号，范围从0到1023。） 这些端口号一般固定分配给一些服务，比如21端口分配给FTP(文件传输协议)服务，25端口分配给SMTP（简单邮件传输协议）服务，80端口分配给HTTP服务。 * 动态端口号（开发应用程序使用端口号称为动态端口号, 范围是从1024到65535。） 如果程序员开发的程序没有设置端口号，操作系统会在动态端口号这个范围内随机生成一个给开发的应用程序使用。 当运行一个程序默认会有一个端口号，当这个程序退出时，所占用的这个端口号就会被释放
tcp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 # 为什么学习tcp(Transmission Control Protocol,传输控制协议) 之前我们学习了 IP 地址和端口号，通过 IP 地址能够找到对应的设备，然后再通过端口号找到对应的端口，再通过端口把数据传输给应用程序，这里要注意，数据不能随便发送，在发送之前还需要选择一个对应的传输协议，保证程序之间按照指定的传输规则进行数据的通信， 而这个传输协议就是我们今天学习的 TCP。 # tcp是什么 tcp是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。常用于对数据进行准确无误的传输，比如: 文件下载，浏览器上网。 1. 面向连接 * 通信双方必须先建立好连接才能进行数据的传输，数据传输完成后，双方必须断开此连接，以释放系统资源。 2. 可靠传输 * TCP 采用发送应答机制 * 超时重传 * 错误校验 * 流量控制和阻塞管理
socket 1 2 到目前为止我们学习了 ip 地址和端口号还有 tcp 传输协议，为了保证数据的完整性和可靠性我们使用 tcp 传输协议进行数据的传输，为了能够找到对应设备我们需要使用 ip 地址，为了区别某个端口的应用程序接收数据我们需要使用端口号，那么通信数据是如何完成传输的呢？ 使用 socket 来完成，socket (简称 套接字) 是进程之间通信一个工具，好比现实生活中的插座，所有的家用电器要想工作都是基于插座进行，进程之间想要进行网络通信需要基于这个 socket。好比数据的搬运工。只要跟网络相关的应用程序或者软件都使用到了 socket。
tcp网络应用该程序开发 流程
1 2 3 4 5 6 7 8 步骤说明: 1. 创建服务端端套接字对象 2. 绑定端口号 3. 设置监听 4. 等待接受客户端的连接请求 5. 接收数据 6. 发送数据 7. 关闭套接字
客户端程序 指运行在用户设备上的程序
1 2 3 4 5 6 7 8 9 导入 socket 模块 import socket 创建客户端 socket 对象 socket.socket(AddressFamily, Type) 参数说明: * AddressFamily 表示IP地址类型, 分为TPv4和IPv6 * Type 表示传输协议类型 方法说明: * connect((host, port)) 表示和服务端套接字建立连接, host是服务器ip地址，port是应用程序的端口号 * send(data) 表示发送数据，data是二进制数据 * recv(buffersize) 表示接收数据, buffersize是每次接收数据的长度
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 import socket if __name__ == '__main__': # 创建tcp客户端套接字 # 1. AF_INET：表示ipv4 # 2. SOCK_STREAM: tcp传输协议 tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 和服务端应用程序建立连接 tcp_client_socket.connect(("192.168.131.62", 8080)) # 代码执行到此，说明连接建立成功 # 准备发送的数据 send_data = "你好服务端，我是客户端小黑!".encode("gbk") # 发送数据 tcp_client_socket.send(send_data) # 接收数据, 这次接收的数据最大字节数是1024 recv_data = tcp_client_socket.recv(1024) # 返回的直接是服务端程序发送的二进制数据 print(recv_data) # 对数据进行解码 recv_content = recv_data.decode("gbk") print("接收服务端的数据为:", recv_content) # 关闭套接字 tcp_client_socket.close()
服务段程序 指运行在服务器设备上的程序，专门为客户端提供数据服务。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 import socket if __name__ == '__main__': # 创建tcp服务端套接字 tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放 tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True) # 给程序绑定端口号 tcp_server_socket.bind(("", 8989)) # 设置监听 # 128:最大等待建立连接的个数， 提示： 目前是单任务的服务端，同一时刻只能服务与一个客户端，后续使用多任务能够让服务端同时服务与多个客户端， # 不需要让客户端进行等待建立连接 # listen后的这个套接字只负责接收客户端连接请求，不能收发消息，收发消息使用返回的这个新套接字来完成 tcp_server_socket.listen(128) # 等待客户端建立连接的请求, 只有客户端和服务端建立连接成功代码才会解阻塞，代码才能继续往下执行 # 1. 专门和客户端通信的套接字： service_client_socket # 2. 客户端的ip地址和端口号： ip_port service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept() # 代码执行到此说明连接建立成功 print("客户端的ip地址和端口号:", ip_port) # 接收客户端发送的数据, 这次接收数据的最大字节数是1024 recv_data = service_client_socket.recv(1024) # 获取数据的长度 recv_data_length = len(recv_data) print("接收数据的长度为:", recv_data_length) # 对二进制数据进行解码 recv_content = recv_data.decode("UTF-8") print("接收客户端的数据为:", recv_content) # 准备发送的数据 send_data = "ok, 问题正在处理中...".encode("UTF-8") # 发送数据给客户端 service_client_socket.send(send_data) # 关闭服务与客户端的套接字， 终止和客户端通信的服务 service_client_socket.close() # 关闭服务端的套接字, 终止和客户端提供建立连接请求的服务 tcp_server_socket.close()
注意点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TCP网络应用程序的注意点介绍 1. 当 TCP 客户端程序想要和 TCP 服务端程序进行通信的时候必须要先建立连接 2. TCP 客户端程序一般不需要绑定端口号，因为客户端是主动发起建立连接的。 3. TCP 服务端程序必须绑定端口号，否则客户端找不到这个 TCP 服务端程序。 4. listen 后的套接字是被动套接字，只负责接收新的客户端的连接请求，不能收发消息。 5. 当 TCP 客户端程序和 TCP 服务端程序连接成功后， TCP 服务器端程序会产生一个新的套接字，收发客户端消息使用该套接字。 6. 关闭 accept 返回的套接字意味着和这个客户端已经通信完毕。 7. 关闭 listen 后的套接字意味着服务端的套接字关闭了，会导致新的客户端不能连接服务端，但是之前已经接成功的客户端还能正常通信。 8. 当客户端的套接字调用 close 后，服务器端的 recv 会解阻塞，返回的数据长度为0，服务端可以通过返回数据的长度来判断客户端是否已经下线，反之服务端关闭套接字，客户端的 recv 也会解阻塞，返回的数据长度也为0。
多任务tcp服务端程序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 import socket import threading # 处理客户端的请求操作 def handle_client_request(service_client_socket, ip_port): # 循环接收客户端发送的数据 while True: # 接收客户端发送的数据 recv_data = service_client_socket.recv(1024) # 容器类型判断是否有数据可以直接使用if语句进行判断，如果容器类型里面有数据表示条件成立，否则条件失败 # 容器类型: 列表、字典、元组、字符串、set、range、二进制数据 if recv_data: print(recv_data.decode("gbk"), ip_port) # 回复 service_client_socket.send("ok，问题正在处理中...".encode("gbk")) else: print("客户端下线了:", ip_port) break # 终止和客户端进行通信 service_client_socket.close() if __name__ == '__main__': # 创建tcp服务端套接字 tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放 tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True) # 绑定端口号 tcp_server_socket.bind(("", 9090)) # 设置监听, listen后的套接字是被动套接字，只负责接收客户端的连接请求 tcp_server_socket.listen(128) # 循环等待接收客户端的连接请求 while True: # 等待接收客户端的连接请求 service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept() print("客户端连接成功:", ip_port) # 当客户端和服务端建立连接成功以后，需要创建一个子线程，不同子线程负责接收不同客户端的消息 sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request, args=(service_client_socket, ip_port)) # 设置守护主线程，防止主线程无法退出。 sub_thread.setDaemon(True) # 启动子线程 sub_thread.start() # tcp服务端套接字可以不需要关闭，因为服务端程序需要一直运行 # tcp_server_socket.close()
send和recv原理剖析 1 2 3 4 当创建一个TCP socket对象的时候会有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，这个发送和接收缓冲区指的就是内存中的一片空间。 # send是不是直接把数据发给服务端?/recv是不是直接从客户端接收数据? 不是，要想发数据，必须得通过网卡发送数据，应用程序是无法直接通过网卡发送数据的，它需要调用操作系统接口，也就是说，应用程序把发送的数据先写入到发送缓冲区(内存中的一片空间)，再由操作系统控制网卡把发送缓冲区的数据发送给服务端/客户端网卡 。
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