python---網路編程

標籤：cti   三層交換器   三層交換   不同   檔案傳輸   物理地址   物理   127.0.0.1   tcp/ip協議   

一、軟體開發的架構

1： C/S架構

　　Client與Server  用戶端與伺服器端，這裡的用戶端一般泛指用戶端應用EXE，程式需要先安裝後，才能運行在使用者的電腦上，對使用者的電腦作業系統環境依賴較大。

2： B/S架構

　　Browser與Server  瀏覽器端與伺服器端。

　　Browser瀏覽器，其實也是一種Client用戶端，只是這個用戶端不需要去安裝什麼應用程式，只需在瀏覽器上通過HTTP請求伺服器端相關的資源。

二、網路基礎

　　IP地址：指互連網協議地址。

　　IP地址是IP協會提供的一種統一的地址格式，它為互連網上的每一個網路和每一台主機分配一個邏輯地址，以此來屏蔽物理地址的差異。

　　IP地址是一個32位的位元，通常被分割為4個‘8位位元’。

　　IP地址通常用“點分十進位”表示（a,b,c,d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之間的十進位整數。

　　連接埠可以認為是裝置與外界通訊交流的出口。

　　因此IP地址可以精確到具體的一台電腦，而連接埠精確到具體的程式。

　　通過子網路遮罩，我們就能判斷，任意兩個IP地址是否處在同一個子網路。方法是將兩個IP地址與子網路遮罩分別進行AND運算（兩個位元都是1，則結果1，反之0），然後比較結果是否相同，如果是的話，就表示它們在同一個子網路中，否則就不是。

　　總結一下，IP協議的作用主要有兩個：一個是為每一台電腦分配IP地址，另一個是確定哪些地址在同一個子網路。

TCP協議

　　TCP---傳輸控制通訊協定，提供的是連線導向、可靠的位元組流服務。當客戶與伺服器彼此交換資料前，必須先在雙方之間建立一個TCP串連，之後才能傳輸資料。TCP提供逾時重發，丟棄重複資料，檢驗資料，流量控制等功能，保證資料能從一端傳輸到另一端。

　　可靠的、連線導向的協議（eg:打電話）、傳輸效率低全雙工系統通訊（發送緩衝&接收緩衝）、面向位元組流。使用TCP的應用：Web瀏覽器；電子郵件、檔案傳輸程式。

TCP是網際網路中的傳輸層協議，使用三向交握協議建立串連。當主動方發出SYN串連請求後，等待對方回答SYN+ACK[1]，並最終對對方的 SYN 執行 ACK 確認。這種建立串連的方法可以防止產生錯誤的串連。[1] TCP三向交握的過程如下：用戶端發送SYN（SEQ=x）報文給伺服器端，進入SYN_SEND狀態。伺服器端收到SYN報文，回應一個SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）報文，進入SYN_RECV狀態。用戶端收到伺服器端的SYN報文，回應一個ACK(ACK=y+1）報文，進入Established狀態。三向交握完成，TCP用戶端和伺服器端成功地建立串連，可以開始傳輸資料了。

tcp的三向交握

建立一個串連需要三向交握，而終止一個串連要經過四次握手，這是由TCP的半關閉（half-close）造成的。(1) 某個應用進程首先調用close，稱該端執行“主動關閉”（active close）。該端的TCP於是發送一個FIN分節，表示資料發送完畢。(2) 接收到這個FIN的對端執行 “被動關閉”（passive close），這個FIN由TCP確認。注意：FIN的接收也作為一個檔案結束符（end-of-file）傳遞給接收端應用進程，放在已排隊等候該應用進程接收的任何其他資料之後，因為，FIN的接收意味著接收端應用進程在相應串連上再無額外資料可接收。(3) 一段時間後，接收到這個檔案結束符的應用進程將調用close關閉它的通訊端。這導致它的TCP也發送一個FIN。(4) 接收這個最終FIN的原發送端TCP（即執行主動關閉的那一端）確認這個FIN。[1] 既然每個方向都需要一個FIN和一個ACK，因此通常需要4個分節。注意：(1) “通常”是指，某些情況下，步驟1的FIN隨資料一起發送，另外，步驟2和步驟3發送的分節都出自執行被動關閉那一端，有可能被合并成一個分節。[2] (2) 在步驟2與步驟3之間，從執行被動關閉一端到執行主動關閉一端流動資料是可能的，這稱為“半關閉”（half-close）。(3) 當一個Unix進程無論自願地（調用exit或從main函數返回）還是非自願地（收到一個終止本進程的訊號）終止時，所有開啟的描述符都被關閉，這也導致仍然開啟的任何TCP串連上也發出一個FIN。無論是客戶還是伺服器，任何一端都可以執行主動關閉。通常情況是，客戶執行主動關閉，但是某些協議，例如，HTTP/1.0卻由伺服器執行主動關閉。[2] 

tcp的四次揮手

 

UDP協議

　　UDP---使用者資料包通訊協定，是一個簡單的面向資料報的運輸層協議。UDP不提供可靠性，它只是把應用程式傳給IP層的資料報發送出去，但是並不能保證它們能到達目的地。由於UDP在傳輸資料報前不用在客戶和伺服器之間建立一個串連，且沒有逾時重發等機制，故而傳輸速度很快。

　　不可靠的、不需連線的服務，傳輸效率高（發送前時延小），一對一、一對多、多對一、多對多、面向報文，盡最大努力服務，無擁塞控制。使用UDP的應用：網域名稱系統 (DNS)；視頻流；IP語音(VoIP)。

互連網協議按照功能不同分為osi七層或tcp/ip五層或tcp/ip四層

每層運行常見的物理裝置

　　傳輸層——> 四層交換器、四層的路由器

　　網路層——>路由器、三層交換器

　　資料連結層——>橋接器、乙太網路交換器、網卡

　　物理層——>中繼器、集線器、雙絞線

每層運行常見的協議

　　應用程式層——>。。。

　　傳輸層——>TCP與UDP協議

　　網路層——>ip協議

　　資料連結層——>arp協議

　　物理層——>。。。

三、socket

　　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。

基於檔案類型的通訊端家族

　　通訊端家族的名字：AF_UNIX

　　unix一切皆檔案，基於檔案的通訊端調用的就是底層的檔案系統來取資料，兩個通訊端進程運行在同一機器，可以通過訪問同一個檔案系統間接完成通訊

基於網路類型的通訊端家族

　　通訊端家族的名字：AF_INET

　　(還有AF_INET6被用於ipv6，還有一些其他的地址家族，不過，他們要麼是只用於某個平台，要麼就是已經被廢棄，或者是很少被使用，或者是根本沒有實現，所有地址家族中，AF_INET是使用最廣泛的一個，python支援很多種地址家族，但是由於我們只關心網路編程，所以大部分時候我麼只使用AF_INET)

基於TCP協議的socket

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

import socketsk = socket.socket()sk.bind((‘127.0.0.1‘,8898))  #把地址綁定到通訊端sk.listen()          #監聽連結conn,addr = sk.accept() #接受用戶端連結ret = conn.recv(1024)  #接收用戶端資訊print(ret)       #列印用戶端資訊conn.send(b‘hi‘)        #向用戶端發送資訊conn.close()       #關閉用戶端通訊端sk.close()        #關閉伺服器通訊端(可選)

服務端

import socketsk = socket.socket()           # 建立客戶通訊端sk.connect((‘127.0.0.1‘,8898))    # 嘗試串連伺服器sk.send(b‘hello!‘)ret = sk.recv(1024)         # 對話(發送/接收)print(ret)sk.close()            # 關閉客戶通訊端

用戶端

 

 

　

 

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