Python学习之网络编程

时间 2019-11-08

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互联网的实现，分红好几层。每一层都有本身的功能，就像建筑物同样，每一层都靠下一层支持。如何分层有不一样的模型，有的模型分七层，有的分四层。我以为，把互联网分红五层，比较容易解释。最底下的一层叫作"实体层"（Physical Layer），最上面的一层叫作"应用层"（Application Layer），中间的三层（自下而上）分别是"连接层"（Link Layer）、"网络层"（Network Layer）和"传输层"（Transport Layer）。越下面的层，越靠近硬件；越上面的层，越靠近用户。编程

TCP编程

Socket是网络编程的一个抽象概念。一般咱们用一个Socket表示“打开了一个网络连接”，而打开一个Socket须要知道目标计算机的IP地址和端口号，再指定协议类型便可。服务器

客户端

建立Socket

# 导入socket库:
import socket

# 建立一个socket:
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 创建链接:
s.connect(('www.sina.com.cn', 80))
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建立Socket时，AF_INET指定使用IPv4协议，若是要用更先进的IPv6，就指定为AF_INET6。SOCK_STREAM指定使用面向流的TCP协议，这样，一个Socket对象就建立成功，可是尚未创建链接。网络

链接服务器

s.connect(('www.sina.com.cn', 80))
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注意参数是一个tuple，包含地址和端口号。多线程

发送请求

# 发送数据:
s.send(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\nConnection: close\r\n\r\n')
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TCP链接建立的是双向通道，双方均可以同时给对方发数据。可是谁先发谁后发，怎么协调，要根据具体的协议来决定。例如，HTTP协议规定客户端必须先发请求给服务器，服务器收到后才发数据给客户端。app

接收数据

# 接收数据:
buffer = []
while True:
    # 每次最多接收1k字节:
    d = s.recv(1024)
    if d:
        buffer.append(d)
    else:
        break
data = b''.join(buffer)
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关闭Socket

# 接收数据:
buffer = []
while True:
    # 每次最多接收1k字节:
    d = s.recv(1024)
    if d:
        buffer.append(d)
    else:
        break
data = b''.join(buffer)
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服务器

建立Socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
复制代码

建立一个基于IPv4和TCP协议的Socket。socket

绑定监听的地址和端口

# 监听端口:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
s.listen(5)
print('Waiting for connection...')
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listen()方法传入的参数指定等待链接的最大数量。tcp

接受客户端链接

while True:
    # 接受一个新链接:
    sock, addr = s.accept()
    # 建立新线程来处理TCP链接:
    t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
    t.start()
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每一个链接都必须建立新线程（或进程）来处理，不然，单线程在处理链接的过程当中，没法接受其余客户端的链接：函数式编程

def tcplink(sock, addr):
    print('Accept new connection from %s:%s...' % addr)
    sock.send(b'Welcome!')
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
            break
        sock.send(('Hello, %s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
    sock.close()
    print('Connection from %s:%s closed.' % addr)
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UDP编程

TCP是创建可靠链接，而且通讯双方均可以以流的形式发送数据。相对TCP，UDP则是面向无链接的协议。函数

使用UDP协议时，不须要创建链接，只须要知道对方的IP地址和端口号，就能够直接发数据包。可是，能不能到达就不知道了。

虽然用UDP传输数据不可靠，但它的优势是和TCP比，速度快，对于不要求可靠到达的数据，就能够使用UDP协议。

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 绑定端口:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))
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建立Socket时，SOCK_DGRAM指定了这个Socket的类型是UDP。绑定端口和TCP同样，可是不须要调用listen()方法，而是直接接收来自任何客户端的数据：

print('Bind UDP on 9999...')
while True:
    # 接收数据:
    data, addr = s.recvfrom(1024)
    print('Received from %s:%s.' % addr)
    s.sendto(b'Hello, %s!' % data, addr)
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recvfrom()方法返回数据和客户端的地址与端口，这样，服务器收到数据后，直接调用sendto()就能够把数据用UDP发给客户端。

注意这里省掉了多线程，由于这个例子很简单。

客户端使用UDP时，首先仍然建立基于UDP的Socket，而后，不须要调用connect()，直接经过sendto()给服务器发数据：

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
    # 发送数据:
    s.sendto(data, ('127.0.0.1', 9999))
    # 接收数据:
    print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.close()
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从服务器接收数据仍然调用recv()方法。