Python入门零基础到高级系列一:网络编程、udp、tcp

python3的编码转换

str->bytes:encode编码bytes->str:decode解码

a = ‘字符串’

string类型

print(type(a))

进行编码,成为bytes类型

b = a.encode()

print(b)print(type(b))

decode解码,由bytes类型变成string类型

print(type(b.decode()))

udp聊天器

思想:可以实现接收和发送数据 ,互相聊天

1,创建套接字

2,绑定地址

3,收发消息

4,关闭套接字

coding=utf-8

import socket

1,创建套接字

udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

2,绑定地址

绑定自己的地址

udp_socket.bind((‘192.168.0.169’, 7890))

指定对方的ip地址

8080

dest_addr = (‘192.168.0.106’, 8080)

3,收发消息

循环收发消息

while True:    #  键盘接收发送的消息    send_data = input('请输入要发送的消息: ')    if not send_data == 'quit':        #  发送数据        udp_socket.sendto((send_data+'\n').encode('utf-8'), dest_addr)        #  接收数据        print('正在等待对方回应...')        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)        if not recv_data[0].decode('gbk') == 'quit':            print('>>>>%s:%s' % (recv_data[1], recv_data[0].decode('gbk')))        else:            print('对方已结束会话...')            break    else:        break

4,关闭套接字

udp_socket.close()

总结:

1,什么是网络编程

2,网络编程的两种模型 udp和tcp

3,python3编码转换

4,udp模型收发数据和聊天器

基于socket的udp编程

实现的功能:数据收发

发送数据 :

创建一个基于udp的网络程序流程非常简单,步骤如下:
1,创建套接字
2,发送数据3,关闭套接字

coding=utf-8

import socket

“”"
基于socket的udp编程“”"

创建套接字

udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

发送数据

从键盘接收发送的消息

send_data = input('请输入要发送的内容: ')

对方的地址 (ip地址:端口)

dest_address = (‘192.168.0.106’, 8080)

发送数据

udp_socket.sendto(send_data.encode(‘utf-8’), dest_address)

关闭套接字

udp_socket.close()

udp发送/接收数据

coding=utf-8

import socket

“”"
基于socket的udp编程“”"

创建套接字

udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

绑定信息

本机的ip地址和端口

addr = ('192.168.0.169 ', 6789)udp_socket.bind(addr)

发送数据

从键盘接收发送的消息

send_data = input('请输入要发送的内容: ')

对方的地址 (ip地址:端口)

dest_address = (‘192.168.0.106’, 8080)

发送数据

udp_socket.sendto(send_data.encode(‘utf-8’), dest_address)

接收数据

recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)print(recv_data[0].decode(‘gbk’))

关闭套接字

udp_socket.close()

网络编程的两种模型

udp: user datagram protocol 用户数据报协议
特点:不安全,面向无连接,不用建立连接,只收发数据优点:速度快,一般用于实时通信,qq视频,简单的文件传输

tcp transmisiion control protocol:

socket

socket:简称套接字,是进程间通信的一种方式,所有的通信都是由套接字来完成的,浏览网页,打游戏,qq,微信进程:写死的代码叫程序,代码跑起来就叫进程

如何创建socket

在python当中,使用socket模块的函数 socket就可以完成

from socket import *

socket.socket(AddressFamily,Type)
AddressFamily:可以选择AF_INET(用于internet进程间通信),AF_UNIX(用于同一台机器进程间通信)type:套接字类型,可以使 SOCK_STREAM(流式套接字,主要用于tcp协议),或者SOCK_DGRAM(数据报套接字,用于udp协议)

回顾

1,ls pwd cd touch mkdir cp rm cat more > >> chmod 777 file ifconfig vim --help manreboot shutdown

什么叫做网络

网络就是一种辅助双方或者多方能链接在一起的工具如果没有网络,单机的世界是多么的孤单

互联网发展到现在不过几十年 ,已经达到现在的水准,
我在这里敲一个 哈哈 大家屏幕那头就能看到 哈哈把多方连接在一起进行通信 就是网络

网络编程

就是在不同的电脑上进行通信 数据传递

ip 地址

标记电脑在网络中的位置,可以理解为门牌号

192.168.0.169两部分:网络号和主机号 0-255

ipv4 ipv6

ip的分类
ABC类:通过固定网络号来进行分类
D:播 单播 多播 广播E:做保留

ip 总结
1,标记电脑在网络中的位置
2,ipv4已经枯竭了,ipv6将来会普及
3,ip地址是由网络号和主机号构成的4,5类ip地址

端口

端口的作用:如果数据一股脑的过来,操作系统不知道分配给谁 ,就乱了,所以必须要给每个应用程序一个端口程序如果需要收发数据 必须规定端口

linux系统当中 一共有65536 (2的16次方)
操作系统为了统一管理,所以进行了编号,就叫做端口号但是不能随便乱用,因为分知名端口和其他端口

知名端口: 0-1023 ,就好比110和120一样1024-65535

动态端口:当程序或者应用需要网络通信的时候,他会向主机申请一个端口,主机会从可用的端口中给他分配当这个程序关闭的时候,同时也就释放了所占用的端口号

小总结:
端口有什么用:当我们的程序需要和另外的主机进行网络通信时,光有ip地址是不够的ip地址+端口

udp总结和扩展

udp是网络的一种模型,不需要进行连接就可以发送和接收数据,但不保证数据的可靠传输

udp:user datagram protocol 用户数据报协议,一个无连接的简单的面向数据报的协议

他可以在网络上以任何可能的路径传往目的地 ,因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不确定的

udp数据包括目的地的端口号和源端口号信息

udp发送方所发送的数据并不一定以相同的次序到达接收方

udp一般用于多点通信和实时的数据业务
1,语音广播
2,直播
3,qq视频
4,DNS(域名解析)注重速度

udp他是客户端和服务端较模糊

客户端: 请求服务的一方服务端: 提供服务的一方

udp端口绑定:
一般情况下,服务器端,需要绑定端口,目的是为了让其他的客户端能够正确的发送数据到此进程客户端 一般不需要绑定 而是让操作系统 随机分配,这样就不会因为需要绑定的端口被占用而导致程序无法运行

访问网站的详细过程

DNS服务器

1创建套接字

2绑定信息

3存放域名和ip地址对应的字典

4循环监听请求

dns服务器

coding=utf-8

import socket

创建服务器套接字

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

绑定信息

server_addr = (’’, 8080)server_socket.bind(server_addr)

存放域名和ip地址对应的字典

domain_ip = {
“www.baidu.com”: “192.168.1.2”,
“www.sixstar.com”: “192.168.1.3”,
“www.google.com”: “192.168.1.4”}

循环监听请求

while True:
# receive得到一个元组,第一个元素是bytes类型的消息数据,第二个元素是对方的ip地址
receve_data, client_addr = server_socket.recvfrom(1024)
domain = receve_data.decode(‘utf-8’)
print(client_addr, “:”, domain)
# 从字典中获取对应域名的ip地址
# ip = domain_ip[domain]
ip = domain_ip.get(domain, “i dont know”)
# 将ip地址返回给客户端server_socket.sendto(ip.encode(‘utf-8’), client_addr)

dns客户端

coding=utf-8

import socket

创建套接字

cli_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

制定对方的ip地址

server_addr = (‘127.0.0.1’, 8080)

键盘接收输入的域名

domain = input('请输入要查询的域名: ')

while domain:
# 向服务端发送要查询的域名
cli_socket.sendto(domain.encode(‘utf-8’), server_addr)
# 接收服务器的相应数据,取出元组的第一个元素
ip = cli_socket.recvfrom(1024)[0].decode(‘utf-8’)
print(ip)domain = input('请输入要查询的域名: ')

如果什么也不写,就关闭套接字

cli_socket.close()

网络编程的两种模型

udp: user datagram protocol 不够安全,数据有可能丢
服务端 :地址固定 需要绑定端口客户端 : 不需要绑定端口

udp的通用流程:
1,创建套接字
SOCK_DGRAM
2,绑定地址()
bind
3,收发数据
recvfrom sendto
4,关闭套接字close

tcp: transmission control protocol 传输控制协议

特点:1,面向连接的,可靠的,数据传输协议

2,安全,并不一定是百分之百安全 ,会有一些保证可靠性的措施

简单 不安全复杂 安全

保证可靠性的措施:
1,面向连接
2,采用发送应答机制 (了解)
3,超时重传 (定时器)
4,错误校验 (校验函数)5,流量控制和阻塞管理

tcp和udp
udp用的不多tcp应用非常广泛 保证稳定

udp和tcp数据传输的步骤:
udp:1,创建套接字 2,绑定地址 3,收发数据 4,关闭套接字tcp:1,创建套接字 2,绑定地址 3,创建连接 4,传输数据 5,关闭连接(关闭套接字)

tcp应用更加广泛,但是各有各的应用场景

客户端的步骤

相比服务端,客户端要简单的多,需要以下几个步骤

1,创建套接字

2,指定目的地址

3,创建连接

4,发送数据

5,接收数据

6,关闭连接

#coding=utf-8

import socket

主函数

def main():
# 创建套接字,tcp对应的协议是SOCK_STREAM
cli_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
# 制定目的地址
dest_addr = (‘192.168.0.169’,6789)
# 创建连接
cli_socket.connect(dest_addr)
print(‘已经成功和服务器建立连接’)
# 发送数据,send方法向服务器发送数据,不需要加上地址,因为已经建立好了连接
send_data = input('请输入要发送的数据: ')
cli_socket.send(send_data.encode(‘utf-8’))
# 接收数据,最大接收1024字节
recv_data = cli_socket.recv(1024)
print(‘接收到的数据是:’,recv_data.decode(‘gbk’))
# 关闭连接cli_socket.close()

函数的入口

if name == “main”:main()

tcp的服务器

设想110就是一个服务器,
先设置110为监听状态,等待别人打电话打来电话以后,提供服务

tcp服务器的流程:1,创建套接字

2,绑定地址

3,listen使套接字变成可以被动连接

4,accept等待客户端连接

5,recv/send 收发数据

#coding=utf-8

import socket

def main():
# 创建套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定地址
server_socket.bind((’’,5678))
# 让服务端的socket开启监听,等待客户端的连接请求
# listen:已经建立连接和半连接的总数
server_socket.listen(128)
# 等待客户端连接,如果有新的客户端来连接服务器,就产生一个新的套接字
# 专门为这个客户端服务,与客户端形成了一对一的连接
# cli_addr是一个元组,包含对方的ip地址和端口
new_socket,cli_addr = server_socket.accept()
print(‘与客户端’,cli_addr,‘连接成功!’)
# new_socket 提供服务
recv_data = new_socket.recv(1024).decode(‘gbk’)
print(‘接收到的数据是:’,recv_data)
# 发送数据
new_socket.send(‘您好,已成功接受您的请求’.encode(‘utf-8’))
# 关闭套接字
new_socket.close()server_socket.close()

if name == “main”:main()

为多个客户端提供服务

coding=utf-8

import socket

def main():
# 1,创建套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2,绑定地址
server_socket.bind((’’, 7777))
# 3,开启监听
server_socket.listen(10)
# 接受客户端的链接请求
while True:
new_socket, cli_addr = server_socket.accept()
print(cli_addr, ‘连接了服务器’)
while True:
recv_data = new_socket.recv(1024)
if recv_data:
try:
print(‘客户端’, cli_addr, ‘发送的数据是’, recv_data.decode(‘gbk’))
except:
print(‘客户端’, cli_addr, ‘发送的数据是’, recv_data.decode(‘utf-8’))
finally:
new_socket.send(‘OK!’.encode(‘utf-8’))
else:
print(cli_addr, ‘关闭了连接’)
new_socket.close()break

if name == ‘main’:main()

阻塞

coding=utf-8

import socket

def create_socket():
# 创建套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 设置端口复用
server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)return server_socket

def bind_addr(s_socket, port):
s_socket.bind((’’, port))return s_socket

def listen_cli(s_socket):
s_socket.listen(10)return s_socket

def accept_cli(s_socket):
new_socket, cli_addr = s_socket.accept()return new_socket, cli_addr

def recv_data(new_socket, cli_addr):
recv_data = new_socket.recv(1024)
if recv_data:
try:
print(cli_addr, ‘发送的数据是:’, recv_data.decode(‘utf-8’))
return True
except:
print(cli_addr, ‘发送的数据是:’, recv_data.decode(‘gbk’))
return True
else:return False

def close_socket(all_socket):all_socket.close()

def send_data(new_socket, data):new_socket.send(data.encode(‘utf-8’))

def main():
server_socket = create_socket()
server_socket = bind_addr(server_socket, 7777)
server_socket = listen_cli(server_socket)
new_socket, cli_addr = accept_cli(server_socket)
while True:
flag = recv_data(new_socket, cli_addr)
if flag:
data = ‘OK!’
send_data(new_socket, data)
else:
print(‘对方关闭了连接’)
close_socket(new_socket)break

if name == ‘main’:main()

思路:

文件下载:本质就是数据传输的过程

客户端告诉服务器,想要什么样的数据,服务器把文件内容发送过来

客户端:

coding=utf-8

import socket

def main():
# 1,创建套接字
cli_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2,指定服务器信息
dest_addr = (‘192.168.213.128’, 7878)
# 3,建立连接
cli_socket.connect(dest_addr)
print(‘连接成功’)
file_name = ‘1.txt’
# 4,发送文件名称,同时在本地创建同名的文件名
cli_socket.send(file_name.encode(‘utf-8’))
file_content = ‘无内容’
# 5,接收数据
file_content = cli_socket.recv(1024)
with open(’[新]’ + file_name, ‘wb’)as f:
# 6,写入到文件中
f.write(file_content)
print(‘文件成功接收’)cli_socket.close()

if name == ‘main’:main()

服务端:

coding=utf-8

import socket

def main():
# 1,创建套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2,绑定地址
server_socket.bind(("", 7878))
# 3,设置监听
server_socket.listen(10)
# 4,accept
new_socket, cli_addr = server_socket.accept()
print(cli_addr, ‘连接了服务器’)
# 5,接收文件名称
file_name = new_socket.recv(1024)# 6,返回数据

with open(file_name, 'rb')as f:    fle_content = f.read()new_socket.send(fle_content)print('文件已经成功发送')new_socket.close()server_socket.close()

if name == ‘main’:main()

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