Python Day29 網路通訊協定

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~為何學習socket一定要先學習互連網協議：

1.首先：本節課程的目標就是教會你如何基於socket編程，來開發一款自己的C/S架構軟體

2.其次：C/S架構的軟體（軟體屬於應用程式層）是基於網路進行通訊的

3.然後：網路的核心即一堆協議，協議即標准，你想開發一款基於網路通訊的軟體，就必須遵循這些標準。

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   　　　　　　　　　　　　　　　　===== 互連網協議  osi七層協議 =====    應用程式層 + 傳輸層 + 網路層 + 網路介面層               4層    應用程式層 + 傳輸層 + 網路層 + (資料連結層+物理層)       5層    (應用程式層 + 展示層 + 會話層)+ 傳輸層 + 網路層 + (資料連結層+物理層)  7層1） 物理層 ----- 硬體的標準----   >>>  發送電訊號------對應數字 0,12） 資料連結層 ----乙太網路協議  ethernet  (根據物理層的訊號 分組)       mac地址===>>> 區域網路的地址           一組電訊號 構成一個資料包(幀) ---每一幀： head(接受者是誰 + 寄件者是誰 + 資料類型) + data            mac 地址：ethernet規定 internet裝置 都必須有網卡---mac地址(發送 接收端的地址)            廣播： ethernet 通過 廣播的方式通訊            廣播包  只能在一個區域網路內通訊3） 網路層----  ip 協議 (ipv4  ipv6)                              ip地址===>>> 確認子網地址             ipv4 與 子網路遮罩  二進位---按位與運算(前三段一樣)             172.16.10.1(點分十進位) + 255.255.255.0 --->> 172.16.10.0 (子網的地址 範圍)            不在一個地址 把包傳給網關 是一個 出口 (相當海關於) -- 跨子網通訊 ---路由協議            ARP 協議(ip找到mac)-----   把   ip地址  轉換為一個  網關地址 ----方便子網內  mac廣播通訊                                                              ip+mac ==== >>>  唯一的一台機器4） 傳輸層 -----  傳輸層功能：建立連接埠到連接埠的通訊  (包 傳輸頭)  ()                 標識這台主機上的應用程式，就是連接埠，連接埠即應用程式與網卡關聯的編號                 ip + 連接埠 --->> 唯一的軟體              使用者應用程式層的記憶體中的資料 --->> 作業系統記憶體中 --->> 網卡 ----發送              雙向串連---那端的資料輸完--可以先斷掉                tcp 協議  ----   可靠協議---建立串連3次握手 -----資料轉送玩---用戶端響應                                中斷連線4次揮手 --                udp 協議  ----  不可靠協議5） 應用程式層 ------應用程式層產生資料---資料包  (包一個 應用程式層頭)                        應用程式層功能：規定應用程式的資料格式                       發資料---封包     ------

一、socket層

二、socket是什麼

Socket是應用程式層與TCP/IP協議族通訊的中間軟體抽象層，它是一組介面。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket介面後面，對使用者來說，一組簡單的介面就是全部，讓Socket去組織資料，以符合指定的協議。

所以，我們無需深入理解tcp/udp協議，socket已經為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規定去編程，寫出的程式自然就是遵循tcp/udp標準的。

 三、通訊端工作流程

  一個生活中的情境。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲後提起電話，這時你和你的朋友就建立起了串連，就可以講話了。等交流結束，掛斷電話結束此次交談。 生活中的情境就解釋了這工作原理。

 

 

先從伺服器端說起。伺服器端先初始化Socket，然後與連接埠綁定(bind)，對連接埠進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待用戶端串連。在這時如果有個用戶端初始化一個Socket，然後串連伺服器(connect)，如果串連成功，這時用戶端與伺服器端的串連就建立了。用戶端發送資料請求，伺服器端接收請求並處理請求，然後把回應資料發送給用戶端，用戶端讀取資料，最後關閉串連，一次互動結束

 

 

 

~~~socket()模組函數用法

import socketsocket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,預設值為 0。擷取tcp/ip通訊端tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)擷取udp/ip通訊端udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)由於 socket 模組中有太多的屬性。我們在這裡破例使用了‘from module import *‘語句。使用 ‘from socket import *‘,我們就把 socket 模組裡的所有屬性都帶到我們的命名空間裡了,這樣能 大幅減短我們的代碼。例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服務端通訊端函數
s.bind()    綁定(主機,連接埠號碼)到通訊端
s.listen()  開始TCP監聽
s.accept()  被動接受TCP客戶的串連,(阻塞式)等待串連的到來

用戶端通訊端函數
s.connect()     主動初始化TCP伺服器串連
s.connect_ex()  connect()函數的擴充版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常

公用用途的通訊端函數
s.recv()            接收TCP資料
s.send()            發送TCP資料(send在待發送資料量大於己端緩衝區剩餘空間時,資料丟失,不會發完)
s.sendall()         發送完整的TCP資料(本質就是迴圈調用send,sendall在待發送資料量大於己端緩衝區剩餘空間時,資料不丟失,迴圈調用send直到發完)
s.recvfrom()        接收UDP資料
s.sendto()          發送UDP資料
s.getpeername()     串連到當前通訊端的遠端的地址
s.getsockname()     當前通訊端的地址
s.getsockopt()      返回指定通訊端的參數
s.setsockopt()      設定指定通訊端的參數
s.close()           關閉通訊端

面向鎖的通訊端方法
s.setblocking()     設定通訊端的阻塞與非阻塞模式
s.settimeout()      設定阻塞通訊端操作的逾時時間
s.gettimeout()      得到阻塞通訊端操作的逾時時間

面向檔案的通訊端的函數
s.fileno()          通訊端的檔案描述符
s.makefile()        建立一個與該通訊端相關的檔案

三、基於TCP的通訊端

tcp是基於連結的，必須先啟動服務端，然後再啟動用戶端去連結服務端

tcp服務端：

ss = socket() #建立伺服器通訊端ss.bind()      #把地址綁定到通訊端ss.listen()      #監聽連結inf_loop:      #伺服器無限迴圈    cs = ss.accept() #接受用戶端連結    comm_loop:         #通訊迴圈        cs.recv()/cs.send() #對話(接收與發送)    cs.close()    #關閉用戶端通訊端ss.close()        #關閉伺服器通訊端(可選)

tcp用戶端：

1 cs = socket()    # 建立客戶通訊端2 cs.connect()    # 嘗試串連伺服器3 comm_loop:        # 通訊迴圈4     cs.send()/cs.recv()    # 對話(發送/接收)5 cs.close()            # 關閉客戶通訊端

 

 

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