Python服务器开发 -- 网络基础

Python服务器开发 -- 网络基础

 
网络由下往上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。HTTP是高层协议,而TCP/IP是个协议集,包过许多的子协议。...

网络由下往上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。php

HTTP是高层协议,而TCP/IP是个协议集,包过许多的子协议。包括:传输层的 FTP,UDP,TCP协议等,网络层的ip协议等,高层协议如HTTP,telnet协议等,HTTP是TCP/IP的一个子协议。html

socket是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。也能够说,TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。python

咱们在传输数据时,能够只使用(传输层)TCP/IP协议,可是那样的话,若是没有应用层,便没法识别数据内容,若是想要使传输的数据有意义,则必须使用到应用层协议,应用层协议有不少,好比HTTP、FTP、TELNET等,也能够本身定义应用层协议。WEB使用HTTP协议做应用层协议,以封装HTTP文本信息,而后使用TCP/IP作传输层协议将它发到网络上。程序员

而咱们平时说的最多的socket是什么呢,实际上socket是对TCP/IP协议的封装,Socket自己并非协议,而是一个调用接口(API),经过Socket,咱们才能使用TCP/IP协议。实际上,Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候,就但愿也能适应其余的网络协议。因此说,Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已,是对TCP/IP协议的抽象,从而造成了咱们知道的一些最基本的函数接口,好比create、listen、connect、accept、send、read和write等等。数据库

TCP/IP只是一个协议栈,就像操做系统的运行机制同样,必需要具体实现,同时还要提供对外的操做接口。这个就像操做系统会提供标准的编程接口,好比win32编程接口同样,TCP/IP也要提供可供程序员作网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口。编程

有个比较形象的描述:HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通讯的能力。服务器

实际上,传输层的TCP是基于网络层的IP协议的,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的,而Socket自己不算是协议,就像上面所说,它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。网络

利用Socket创建网络链接的步骤:dom

创建Socket链接至少须要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket ,另外一个运行于服务器端,称为ServerSocket 。socket

套接字之间的链接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,链接确认。

1。服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待链接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的链接请求。

2。客户端请求:指客户端的套接字提出链接请求,要链接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要链接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,而后就向服务器端套接字提出链接请求。

3。链接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的链接请求时,就响应客户端套接字的请求,创建一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式创建链接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其余客户端套接字的链接请求。

HTTP连接的特色

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol ),是Web联网的基础,也是手机联网经常使用的协议之一,HTTP协议是创建在TCP协议之上的一种应用。

HTTP链接最显著的特色是客户端发送的每次请求都须要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放链接。从创建链接到关闭链接的过程称为“一次链接”。

The Internet Protocol(协议)

IP就是一个32位无符号整数。IP地址经过DNS (Domain Name System) 数据库映射到域名

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#!/usr/bin/env python
# Foundations of Python Network Programming - Chapter 1 - getname.py
import  socket
hostname  =  'google.com'
addr  =  socket.gethostbyname(hostname)
print  'The address of' , hostname,  'is' , addr
# The address of google.com is 173.194.72.113

 

Python网络编程

Python提供了访问底层操做系统Socket接口的所有方法,还提供了一组加密和认证通讯的服务,SSL/TLS。

Sockets实际上是一个文件描述符,不一样于不一样于本地文件,它链接了网络上的一个文件。

一、建立一个UDP 本地链接:

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#!/usr/bin/env python
import  socket, sys
=  socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
MAX  =  65535
PORT  =  1060
if  sys.argv[ 1 :]  = =  [ 'server' ]:
     s.bind(( '127.0.0.1' , PORT))
     print  'Listening at' , s.getsockname()
     while  True :
         data, address  =  s.recvfrom( MAX )
         print  'The client at' , address,  'says' repr (data)             
     s.sendto( 'Your data was %d bytes'  %  len (data), address)
elif  sys.argv[ 1 :]  = =  [ 'client' ]:
         print  'Address before sending:' , s.getsockname()
         s.sendto( 'This is my message' , ( '127.0.0.1' , PORT))
         print  'Address after sending' , s.getsockname()
         data, address  =  s.recvfrom( MAX # overly promiscuous - see text!
         print  'The server' , address,  'says' repr (data)
else :
     print  >>sys.stderr,  'usage: udp_local.py server|client'

 

运行这段代码:

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python filename.py server
#Listening at ( '127.0.0.1' 1060 )
#Address before sending: ( '0.0.0.0' 0 )
#Address after sending ( '0.0.0.0' 62892 )
#The server ( '127.0.0.1' 1060 ) says  'Your data was 18 bytes'
python filename.py client
#The client at ( '127.0.0.1' 62892 ) says  'This is my message'

 

二、建立远程链接并验证收到的信息:

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import  random, socket, sys
=  socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
MAX  =  65535
PORT  =  1060
if  2  < =  len (sys.argv) < =  3  and  sys.argv[ 1 = =  'server' :
     interface  =  sys.argv[ 2 if  len (sys.argv) >  2  else  ''
     s.bind((interface, PORT))
     print  'Listening at' , s.getsockname()
     while  True :
         data, address  =  s.recvfrom( MAX )
         if  random.randint( 0 1 ):
             print  'The client at' , address,  'says:' repr (data)
             s.sendto( 'Your data was %d bytes'  %  len (data), address)
         else :
             print  'Pretending to drop packet from' , address
elif  len (sys.argv)  = =  3  and  sys.argv[ 1 = =  'client' :
     hostname  =  sys.argv[ 2 ]
     s.connect((hostname, PORT))
     print  'Client socket name is' , s.getsockname()
     delay  =  0.1
     while  True :
         s.send( 'This is another message' )
         print  'Waiting up to' , delay,  'seconds for a reply'
         s.settimeout(delay)
         try :
             data  =  s.recv( MAX )
         except  socket.timeout:
             delay  * =  2   # wait even longer for the next request
             if  delay >  2.0 :
                 raise  RuntimeError( 'I think the server is down' )
         else :
             break    # we are done, and can stop looping
              
     print  'The server says' repr (data)
else :
     print  >>sys.stderr,  'usage: udp_remote.py server [ <interface> ]'
     print  >>sys.stderr,  '   or: udp_remote.py client <host>'
     sys.exit( 2 )

这里的s.connect((hostname, PORT))方法,可让咱们不用每次都调用s.sendto('This is my message', ('127.0.0.1', PORT))。直接调用

s.send('This is another message')。

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