python网络编程 1
网络编程指的是：在程序中实现两台计算机之间的通信。 Python提供了大量的内置模块和第三方模块用于支持各种网络访问，而且Python语言在网络通信方面的优点特别突出，远远领先其他语言。
目录
一，网络编程基本概念
1，什么是IP地址？
2，IP地址的分类
2.1 公有地址
2.2 私有地址
3，本地服务器IP地址
4，Windows下常用的ip命令
5，什么是子网？子网掩码？
6，什么是网关？
7，什么是交换机？
8，什么是路由器?
9，什么是路由？
10，子网下的设备如何访问互联网？
11，什么是端口？
11.1 端口分配
11.2 公认端口（Well Known Ports）：
11.3 注册端口（Registered Ports）：
二，网络通信协议
1，一张神图
2，OSI网络协议七层模型
3，TCP/IP协议模型
4，TCP和UDP的区别？
4.1 TCP
4.2 UDP
4.3 TCP和UDP区别
5，TCP建立链接的三次握手
6，TCP断开连接的四次挥手
7，数据包与处理流程
7.1 什么是数据包？
7.2 数据包处理流程
三，socket套接字编程
1，什么是套接字编程？
2，socket()函数介绍
3，socket对象的方法一览
4，UDP编程实例
4.1 单工最简案例
4.2 单工持续通信
4.3 双工持续通信
5，TCP/IP编程实例
5.1 TCP/IP编程简介
5.2 TCP编程的实现过程
5.3 TCP单工通信服务端
5.4 TCP单工通信客户端
5.5 TCP单工持续通信服务端
5.6 TCP单工持续通信客户端
5.7 TCP双工持续通信服务端
5.8 TCP双工持续通信客户端
一，网络编程基本概念
1，什么是IP地址？
IP是Internet Protocol Address，即"互联网协议地址"。互联网之间的通信相当于快递收发，需要知道每个电脑的详细地址才能实现数据的准确收发。
IP地址用来标识网络中的一个通信实体的地址。通信实体可以是计算机、 路由器等。
IP地址实际上是一个32位整数（称为IPv4），以字符串表示的IP地址如192.168.0.1实际上是把32位整数按8位分组后的数字表示，目的是便于阅读。
2，IP地址的分类
2.1 公有地址
2.2 私有地址
3，本地服务器IP地址
127.0.0.1本机地址。192.168.0.0--192.168.255.255为私有地址，属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。
4，Windows下常用的ip命令
5，什么是子网？子网掩码？
6，什么是网关？
7，什么是交换机？
8，什么是路由器?
路由器具备WAN口和多个LAN口。它实际上是网关和交换机的结合体。wan口与宽带公司机房相连，LAN口与局域网设备相连。
9，什么是路由？
10，子网下的设备如何访问互联网？
通过网关设备里面的NAT技术，即网络地址转换技术。
11，什么是端口？
同一台设备下有很多的应用程序，但是网卡只有一个，数据通过网卡获得和发送，如何确定接收的数据到底是哪一个程序的呢？发给QQ的数据不可能被微信接收。利用端口可以解决这个问题。
11.1 端口分配
11.2 公认端口（Well Known Ports）：
11.3 注册端口（Registered Ports）：
二，网络通信协议
1，一张神图
2，OSI网络协议七层模型
OSI模型制定的七层标准模型，分别是：应用层， 表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。
3，TCP/IP协议模型
4，TCP和UDP的区别？
4.1 TCP
4.2 UDP
4.3 TCP和UDP区别
5，TCP建立链接的三次握手
三次握手建立TCP连接时的状态。
6，TCP断开连接的四次挥手
第一次： 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1，提出停止TCP 连接的请求 ；
第二次： 主机B收到FIN后对其作出响应，确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1；
7，数据包与处理流程
7.1 什么是数据包？
7.2 数据包处理流程
详细流程如下图。
三，socket套接字编程
1，什么是套接字编程？
Socket编程封装了常见的TCP、UDP操作，可以实现非常方便的网络编程。
2，socket()函数介绍
在Python语言标准库中，通过使用socket模块提供的socket对象，可以在计算机网络中建立可以互相通信的服务器与客户端。在服务器端需要建立一个socket对象，并等待客户端的连接。客户端使用socket对象与服务器端进行连接，一旦连接成功，客户端和服务器端就可以进行通信了。
注意：我们可以看出socket通讯中，发送和接收数据，都 是通过操作系统控制网卡来进行。因此，我们在使用之后，必须关闭socket。
socket语法格式如下：socket.socket([family[, type[, proto]]]) ；
family的参数值有：AF_UNIX 或者 AF_INET ； AF 表示ADDRESS FAMILY 地址族，AF_INET（又称 PF_INET）是 IPv4 网络协议的套接字类型；而AF_UNIX 则是 Unix 系统本地通信。
type的参数值有：type : 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM ；
protocol : 一般不填，默认为0。
Socket主要分为面向连接的Socket和无连接的Socket。 无连接Socket的主要协议是用户数据报协议，也就是常说的UDP， UDP Socket的名字是 SOCK_DGRAM 。创建套接字UDP/IP套接字，可以 调用 socket.socket() 。示例代码如下： udpSocket=socket.socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
3，socket对象的方法一览
4，UDP编程实例
4.1 单工最简案例
from socket import *# 最简化的UDP服务端代码
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) # 创建UDP类型的套接字对象
s.bind(("127.0.0.1", 8888)) # 绑定端口,ip可以不写
print("等待接收数据！")
recv_data = s.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数
print(f"收到远程信息:{recv_data[0].decode('gbk')},from {recv_data[1]}")s.close()
udp客户端：
from socket import *# 最简化的UDP客户端发送消息代码
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) # 创建UDP类型的套接字
server_addr = ("127.0.0.1", 8888)
data = input("请输入：")
s.sendto(data.encode("gbk"), server_addr)
s.close()
4.2 单工持续通信
udp服务端：
from socket import *# 持续通信
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) # 创建UDP类型的套接字
s.bind(("127.0.0.1", 8888)) # 绑定端口,ip可以不写
print("等待接收数据！")
while True:recv_data = s.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数，recvfrom一直监听知道由数据被接受recv_content = recv_data[0].decode('gbk')print(f"收到远程信息:{recv_content},from {recv_data[1]}")if recv_content == "exit":print("结束聊天！")breaks.close()
udp客户端：
from socket import *# UDP客户端持续发送消息代码
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) # 创建UDP类型的套接字
addr = ("127.0.0.1", 8888)while True:data = input("请输入：")s.sendto(data.encode("gbk"), addr)if data == "exit":print("结束聊天！")breaks.close()
4.3 双工持续通信
使用本地主机，开启两个接收和发送两个线程，实现双工通信。
udp服务端：
from socket import *
from threading import Threaddef recv_data():while True:recv_data = s.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数recv_content = recv_data[0].decode('gbk')print(f"收到远程信息:{recv_content},from {recv_data[1]}")if recv_content == "exit":print("结束聊天！")breakdef send_data():addr = ("127.0.0.1", 9999)while True:data = input("请输入：")s.sendto(data.encode("gbk"), addr)if data == "exit":print("结束聊天！")breakif __name__ == '__main__':s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) # 创建UDP类型的套接字s.bind(("127.0.0.1", 8888)) # 绑定端口,ip可以不写# 创建两个线程t1 = Thread(target=recv_data)t2 = Thread(target=send_data)t1.start()t2.start()t1.join()t2.join()
udp客户端：
from socket import *
from threading import Threaddef recv_data():while True:recv_data = s.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数recv_content = recv_data[0].decode('gbk')print(f"收到远程信息:{recv_content},from {recv_data[1]}")if recv_content == "exit":print("结束聊天！")breakdef send_data():addr = ("127.0.0.1", 8888)while True:data = input("请输入：")s.sendto(data.encode("gbk"), addr)if data == "exit":print("结束聊天！")breakif __name__ == '__main__':s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) # 创建UDP类型的套接字s.bind(("127.0.0.1", 9999)) # 绑定端口,ip可以不写# 创建两个线程t1 = Thread(target=recv_data)t2 = Thread(target=send_data)t1.start()t2.start()t1.join()t2.join()
5，TCP/IP编程实例
5.1 TCP/IP编程简介
面向连接的Socket使用的协议是TCP协议。TCP的Socket名称是SOCK_STREAM 。创建套接字TCP套接字，可以调用 socket.socket() 。示例代码如下：
tcpSocket=socket.socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
5.2 TCP编程的实现过程
5.3 TCP单工通信服务端
from socket import *server_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #建立TCP套接字
server_socket.bind(("127.0.0.1",8899)) #本机监听8899端口
server_socket.listen(5)
print("等待接收连接！")
client_socket,client_info = server_socket.accept()
recv_data = client_socket.recv(1024) #最大接收1024字节
print(f"收到信息:{recv_data.decode('gbk')},来自:{client_info}")client_socket.close()
server_socket.close()5.4 TCP单工通信客户端
from socket import *client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client_socket.connect(("127.0.0.1",8899))client_socket.send("hello".encode("gbk"))
client_socket.close()
#注意：
# 1. tcp客户端已经链接好了服务器，所以在以后的数据发送中，不需要填写对方的ip和port----->打电话
# 2. udp在发送数据的时候，因为没有之前的链接，所以需要在每次的发送中，都要填写接收方的ip和port－－－＞写信5.5 TCP单工持续通信服务端
from socket import *server_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #建立TCP套接字
server_socket.bind(("127.0.0.1",8899)) #本机监听8899端口
server_socket.listen(5)
print("等待接收连接！")
client_socket,client_info = server_socket.accept()
print("一个客户端建立连接成功！")
while True:recv_data = client_socket.recv(1024) #最大接收1024字节recv_content = recv_data.decode('gbk')print(f"客户端说:{recv_content},来自:{client_info}")if recv_content == "end":breakmsg = input(">")client_socket.send(msg.encode("gbk"))client_socket.close()
server_socket.close()5.6 TCP单工持续通信客户端
from socket import *client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client_socket.connect(("127.0.0.1",8899))
while True:#给服务端发消息msg = input(">")client_socket.send(msg.encode("gbk"))if msg =="end":break#接收服务器端数据recv_data = client_socket.recv(1024) #最大接收1024字节print(f"服务器端说:{recv_data.decode('gbk')}")client_socket.close()
5.7 TCP双工持续通信服务端
from socket import *
from threading import Threaddef recv_data():while True:recv_data = client_socket.recv(1024) # 最大接收1024字节recv_content = recv_data.decode("gbk")print(f"客户端说:{recv_content},来自:{client_info}")if recv_content == "end":print("结束接收消息！")breakdef send_data():while True:msg = input(">")client_socket.send(msg.encode("gbk"))if msg == "end":print("结束发送消息！")breakif __name__ == '__main__':server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) # 建立TCP套接字server_socket.bind(("127.0.0.1", 8899)) # 本机监听8899端口server_socket.listen(5)print("等待接收连接！")client_socket, client_info = server_socket.accept()print("一个客户端建立连接成功！")t1 = Thread(target=recv_data)t2 = Thread(target=send_data)t1.start()t2.start()t1.join()t2.join()client_socket.close()server_socket.close()
5.8 TCP双工持续通信客户端
from socket import *
from threading import Threaddef recv_data():while True:# 接收服务器端数据recv_data = client_socket.recv(1024) # 最大接收1024字节recv_content = recv_data.decode('gbk')print(f"服务器端说:{recv_content}")if recv_content == "end":print("结束接收消息")breakdef send_data():while True:# 给服务端发消息msg = input(">")client_socket.send(msg.encode("gbk"))if msg == "end":breakif __name__ == '__main__':client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)client_socket.connect(("127.0.0.1", 8899))t1 = Thread(target=recv_data)t2 = Thread(target=send_data)t1.start()t2.start()t1.join()t2.join()client_socket.close()
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