网络编程
一、客户端、服务器架构
1.1 CS架构
cs架构是客户端(client)与服务端(servel)架构。
特点:用户操纵系统控制客户端,厂商操作系统部署服务端,服务端统一处理有更好的安全性和稳定性,不过增加了服务器的负担
1.2 BS架构
bs架构是浏览器(browser)与服务端(servel)架构。
统一客户端即默认安装用户电脑中的浏览器,访问同种类的网站,具体业务的处理根据相应协议和标准提供通用的服务器程序,在不同的服务器处理。
二、网络协议之osi七层协议
网络通讯是通过网络连接介质和网络协议完成的
2.1 osi七层协议
互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层,五层是指应用层,传输层,网络层,数据层和物理层,而七层是将应用层分为应用层,表述层和会话层。
2.2 物理层
物理层功能:主要是基于电器特性发送高低电压(电信号),高电压对应数字1,低电压对应数字0。
2.3 数据层
数据路由层是将物理层传输过来的电信号进行分组和排列。
2.3.1以太网协议:
统一的数据分组协议即以太网协议ethernet
以太网协议规定,每一组叫一个数据报/数据帧,每一数据帧分成:报头head和数据data两部分。
每一个数据报,都由报头和数据部分 头部固定18个字节。依次为发送者地址6位,接收者地址6位,数据类型6位。
data包含最短46字节,最长1500字节。
head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送。
2.3.2 mac地址
head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡,发送端和接收端的地址便是指网卡的地址,即mac地址。
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,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示前六位是厂商编号,后六位是流水线号。
2.3.3 广播
局域网的通讯方式为广播通讯。
2.4 网络层
广播通讯的方式不适用于互联网,因此需要引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网,这套地址即网络地址。
2.4.1 IP
IP协议:规定网络地址的协议称为IP协议,广泛采用ipv4版本,规定网络地址由32位2进制表示,范围0.0.0.0 - 255.255.255.255(点分十进制)。
2.4.2 子网掩码
所谓”子网掩码”,就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址,也是一个32位二进制数字,它的网络部分全部为1,主机部分全部为0。
通过子网掩码和ip判断两个ip是否处于同一个网段。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,否则为0),然后比较结果是否相同,如果是的话,就表明它们在同一个子网络中,否则就不是。
172.16.10.2:10101100.00010000.00001010.000000010
255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0
结果都是172.16.10.0,因此它们在同一个子网络。
2.4.3 APR协议
ARP协议:广播的方式发送数据包,获取目标主机的mac地址。
2.5传输层
传输层功能:建立端口到端口的通信,端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口。
2.5.1 tcp协议
输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793 定义。
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。
2.5.2 三次握手
连接时,c端向s端发送信息,s端返回c端信息,在向c端发送信息,c端向s端发挥信息,为了简化操作,节约空间,将一次返回和发送合并,四次信息交流变成三次。
2.5.3四次挥手
断开时,共发生四次信息传递。
2.5.4udp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。
2.5.5 半连接池
2.6应用层
应用层规定应用程序的数据格式。
例:TCP协议可以为各种各样的程序传递数据,比如Email、WWW、FTP等等。那么,必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式,这些应用程序协议就构成了”应用层”。
socket
我们知道两个进程如果需要进行通讯最基本的一个前提能能够唯一的标示一个进程,在本地进程通讯中我们可以使用PID来唯一标示一个进程,但PID只在本地唯一,网络中的两个进程PID冲突几率很大,这时候我们需要另辟它径了,我们知道IP层的ip地址可以唯一标示主机,而TCP层协议和端口号可以唯一标示主机的一个进程,这样我们可以利用ip地址+协议+端口号唯一标示网络中的一个进程。
能够唯一标示网络中的进程后,它们就可以利用socket进行通信了,什么是socket呢?我们经常把socket翻译为套接字,socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层,它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。
三、通信
#导入一个socket模块
import socket
#想象成买手机打电话:socket.SOCK_STREAM 表示建立tcp连接 ,udp连接socket.SOCK_DGRAM
#买了个手机
soc=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#插电话卡:绑定ip地址 传元组:(ip,端口号)
soc.bind(('192.168.11.146',8080)) #如果写本机ip,局域网外部可以访问
# soc.bind(('127.0.0.1',8080)) #如果写127.0.0.1,只能自己访问
#开机,监听,这个5 是半连接池的大小
soc.listen(5)
#等待别人给我打电话
print('xxxx')
conn,addr=soc.accept()
print('yyyy')
print(addr)
# conn 就是通路
#接收1024个字节
data=conn.recv(1024)
print('我收到客户端发的',data)
#conn.send 发送数据,数据必须是bytes格式
conn.send(b'xxxxx')
#挂断电话
conn.close()
#销毁手机
soc.close()
import socket
#创建一个socket对象
soc=socket.socket()
#连接服务端
soc.connect(('192.168.11.146',8080))
#发送消息
soc.send(b'xxx')
data=soc.recv(1024)
print('我收到服务端回的',data)
#关闭连接
soc.close()