昨日内容回顾
网络的基础概念
arp协议 :通过ip地址找到mac地址
五层模型 : 应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
tcp协议 : 可靠的 面向连接 全双工
三次握手
四次挥手
udp协议 : 不可靠的 面向数据包的 高效的
socket :
是模块 是和应用层直接交互,
向下封装了,应用层之下的相关协议的一组网络通信的接口
全双工,表示双向连接。
为什么四次挥手的2次连接,不可以合并?
第一次断开,不会立即断开,如果还有数据,可以发送。所以不可以合并。
python代码,属于应用层
socket网络通信
新建文件server.py,内容如下:
import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1',9000)) sk.listen() # 参数n表示同一时间可以有n个链接等待与server段通信 conn,addr = sk.accept() ret = conn.recv(1024).decode('utf-8') print(ret) conn.send(b'hello') conn.close() sk.close()
新建文件client.py,内容如下:
import socket sk = socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1',9000)) sk.send(b'hello') print(sk.recv(1024).decode('utf-8')) sk.close()
先执行server.py,再执行client.py,输出:
hello
但这是一次性的,能不能server与client交互呢?
修改server.py,内容如下:
import socket sk = socket.socket() sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) sk.bind(('127.0.0.1',9000)) sk.listen() # 参数n表示同一时间可以有n个链接等待与server端通信 while True: conn,addr = sk.accept() while True: ret = conn.recv(1024).decode('utf-8') if ret == 'q':break print(ret) inp = input('>>>') conn.send(inp.encode('utf-8')) if inp == 'q':break conn.close() sk.close()
修改client.py,内容如下:
import socket sk = socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1',9000)) while True: inp = input('>>>') sk.send(inp.encode('utf-8')) if inp == 'q':break ret = sk.recv(1024).decode('utf-8') if ret == 'q':break print(ret) sk.close()
先执行server.py,再执行client.py,效果如下:
server可以主动关闭client,如果client再次开启,还可以继续聊。
如果client和server已经建立连接了。这个时候,再来一个客户端,新来的就不能用了。为啥呢?
对于一个tcp连接,客户端和server是一直占用的。其他所有客户端,全都不能占用。
因为连接是阻塞的。
如果一个server没有执行sk.colse(),再开一个进程时,就会出现
解决方案:
sk = socket.socket() sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) # 表示允许端口复用 sk.bind(('127.0.0.1',9000))
总结:
tcp协议适用于 文件的上传和下载 发送邮件 发送重要的文件
每和一个客户端建立链接 都会在自己的操作系统上占用一个资源
同一时间 只能 和一个客户端通信
数据交互是从上至下,然后再从下至上
下图,表示2台机器
基于UDP协议的socket
udp是无链接的,启动服务之后可以直接接受消息,不需要提前建立链接
简单使用
server端
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) sk.bind(('127.0.0.1',9000)) msg,client_addr = sk.recvfrom(1024) # udp协议不同建立链接 print(msg) sk.sendto(b'world',client_addr) sk.close()
client端
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) sk.sendto(b'hello',('127.0.0.1',9000)) ret = sk.recvfrom(1024) print(ret) sk.close()
先执行server.py,再执行client.py,执行输出:
(b'world', ('127.0.0.1', 9000))
server.py,输出: b'hello'
上面的代码,执行一次就结束了,改成多次执行的。
server.py内容如下:
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) sk.bind(('127.0.0.1',9090)) while True: msg,client_addr = sk.recvfrom(1024) print(msg.decode('utf-8')) inp = input('>>>') sk.sendto(inp.encode('utf-8'),client_addr) sk.close()
client.py内容如下:
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) while True: inp = input('>>>').strip() sk.sendto(inp.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9090)) msg,addr = sk.recvfrom(1024) print(msg.decode('utf-8')) sk.close()
在udp中,数据必须是server端先接收
先执行server.py,再执行client.py,效果如下:
client和server可以相互通信。如果再新开一个client,也是可以和server通信的。
那么问题来了,如果2个client,同时发给server,server先不回复。
最后再回复时,server会回复给谁呢?
在网络中,是有先后顺序的。即是是0.0001秒的差距,谁最后给server,那么server就会回复给它。
再增加一个功能,显示人名。
修改client.py,内容如下:
import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) name = input('请输入名字: ') while True: inp = input('请输入发送内容: ') sk.sendto(('%s : %s'%(name,inp)).encode('utf-8'),('127.0.0.1',9090)) msg,addr = sk.recvfrom(1024) print(msg.decode('utf-8')) sk.close()
server.py不需要修改。先执行server.py,再执行client.py,效果如下:
再增加一个功能,人名显示不同的颜色。
修改server.py,内容如下:
import socket lst = {'egon':' 33[1;31m','yuan':' 33[1;34m'} sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) sk.bind(('127.0.0.1',9090)) while True: msg,client_addr= sk.recvfrom(1024) # udp协议不用建立链接 name,mesg = msg.decode('utf-8').split(':') color = lst.get(name.strip(),'') print('%s%s 33[0m'%(color,msg.decode('utf-8'))) inp = input('>>>') sk.sendto(inp.encode('utf-8'),client_addr) sk.close()
client.py不需要修改,先执行server.py,再执行client.py,效果如下:
切换到eva和yuan,就会有不同的颜色显示。
现在有一个需求,utf-8转码很麻烦,能不能自动转换呢?
是可以的,写一个类,这个类继承了socket,它能满足定制需求。
新建一个文件mysocket.py,内容如下:
from socket import * # 导入socket模块 class Mysocket(socket): # 继承socket def __init__(self,coding='utf-8'): # 默认编码为utf-8 self.coding = coding super().__init__(type=SOCK_DGRAM) # 设定为udp协议 def my_recv(self,num): # num表示最大字节,比如1024 msg,addr = self.recvfrom(num) return msg.decode(self.coding),addr # 返回解码后的接收信息 def my_send(self,msg,addr): # msg和addr分别表示发送信息和连接ip:端口 return self.sendto(msg.encode(self.coding),addr) # 发送编码后的信息
修改server.py,内容如下:
from mysocket import Mysocket sk = Mysocket() # 可以指定编码,默认为utf-8 lst = {'eva':' 33[1;31m','yuan':' 33[1;34m'} sk.bind(('127.0.0.1',9090)) while True: msg,client_addr= sk.my_recv(1024) # udp协议不用建立链接 name,mesg = msg.split(':') color = lst.get(name.strip(),'') print('%s%s 33[0m'%(color,msg)) inp = input('>>>') sk.my_send(inp,client_addr) sk.close()
client.py,内容如下:
from mysocket import Mysocket sk = Mysocket() name = input('请输入名字: ') while True: inp = input('请输入发送内容: ') sk.my_send(('%s : %s'%(name,inp)),('127.0.0.1',9090)) msg,addr = sk.my_recv(1024) print(msg) sk.close()
先执行server.py,再执行client,py。执行效果同上!
时间同步服务
基于udp协议完成的
公司有4,5台服务器,00:00 执行任务,从一个文件里面 读取一些数据,作为明天的搜索关键字。
假如有一台服务器,慢了1小时,那么就会影响客户端访问。
现在机房里面,有一台标准时间的服务器。
机房里所有的机器,每隔一段时间,就去请求这台服务器,来获取一个标准时间
比如一个有标准时间的server,client可以从server获取标准时间,需要使用udp协议。
server不能关,它必须先接收客户端的ip,端口,信息,它才能将新消息,发给指定的人。
修改server.py,内容如下:
import time import socket sk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM) sk.bind(('127.0.0.1',9090)) while True: msg,addr = sk.recvfrom(1024) sk.sendto(time.strftime(msg.decode('utf-8')).encode('utf-8'),addr) sk.close()
修改client.py,内容如下:
import time import socket sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) while True: sk.sendto('%Y/%m/%d %H:%M:%S'.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9090)) # 执行时间格式 ret,addr = sk.recvfrom(1024) print(ret.decode('utf-8')) time.sleep(1) # 暂停1秒执行 sk.close()
先执行server.py,再执行client,py,执行输出:
2018/05/04 16:33:08
2018/05/04 16:33:09
2018/05/04 16:33:10
...
在真正的工作中,不会让client 一直whilte true的
是用linux任务计划执行的
socket参数的详解
socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)
创建socket对象的参数说明:
family | 地址系列应为AF_INET(默认值),AF_INET6,AF_UNIX,AF_CAN或AF_RDS。 (AF_UNIX 域实际上是使用本地 socket 文件来通信) |
type | 套接字类型应为SOCK_STREAM(默认值),SOCK_DGRAM,SOCK_RAW或其他SOCK_常量之一。 SOCK_STREAM 是基于TCP的,有保障的(即能保证数据正确传送到对方)面向连接的SOCKET,多用于资料传送。 SOCK_DGRAM 是基于UDP的,无保障的面向消息的socket,多用于在网络上发广播信息。 |
proto | 协议号通常为零,可以省略,或者在地址族为AF_CAN的情况下,协议应为CAN_RAW或CAN_BCM之一。 |
fileno | 如果指定了fileno,则其他参数将被忽略,导致带有指定文件描述符的套接字返回。 与socket.fromfd()不同,fileno将返回相同的套接字,而不是重复的。 这可能有助于使用socket.close()关闭一个独立的插座。 |
最主要用到的参数是type
看下图:
左边是TCP,右边是UDP
对比可以看出,UDP的步骤比较少一点。
熟练掌握以下3个例子
时间同步
tcp协议的聊天
udp协议的聊天
周一默写 重写socket类的那一套,有3个文件。
server.py,内容如下:
from mysocket import Mysocket sk = Mysocket() sk.bind(('127.0.0.1',9090)) while True: msg,client_addr= sk.my_recv(1024) # udp协议不用建立链接 print(msg) if msg == 'q':sk.close() inp = input('>>>') sk.my_send(inp,client_addr) if inp == 'q':sk.close() sk.close()
mysocket.py,内容如下:
from socket import * class Mysocket(socket): def __init__(self,coding='utf-8'): self.coding = coding super().__init__(type=SOCK_DGRAM) def my_recv(self,num): msg,addr = self.recvfrom(num) return msg.decode(self.coding),addr def my_send(self,msg,addr): return self.sendto(msg.encode(self.coding),addr)
client.py,内容如下:
from mysocket import Mysocket sk = Mysocket() while True: inp = input('>>>') sk.my_send(inp,('127.0.0.1',9090)) msg,addr = sk.my_recv(1024) print(msg) sk.close()
周末作业:
1.继续完成聊天 使用udp协议 加上重写socket类 + 名字 + 颜色 进阶功能: 1.添加好友,删除好友。 2.client简单登录,用来表明身份,以登录用户来聊天。 2.cs架构的程序的登陆 ftp做准备 hashilib密文 client端简单加密一次 + server端加密 使用tcp协议 进阶功能: 1.远程创建文件夹
第一个作业,请参考文章
http://www.py3study.com/Article/details/id/237.html
第二个作业,请参考文章
http://www.py3study.com/Article/details/id/238.html