python高级编程第五讲:socket编程-udp

1. IP地址

目的:用来标记网络上的一台电脑

1.1 windows和Linux查看网卡信息

  • 1 Linux中 ifconfig
  • 2 windows中 ipconfig

1.2 IP地址的分类

ip v4
ip v6

ip地址的分类

2.端口

端口是为电脑中每个程序分配的一个运行的id用来标识这个程序


端口

2.1 端口的分类

  • 1.知名端口(well known ports)
    如:

80端口分配给HTTP服务
21端口分配给FTP服务
范围是从0到1023

  • 2.动态端口

动态端口的范围是从1024-65535

3. TCP/IP 协议

TCP/IP协议是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,即传输控制协议/因特网互联
协议,又名网络通讯协议,是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层
的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。

3.1 TCP/IP组成部分

TCP/IP网络模型四层模型从根本上和OSI七层网络模型是一样的,只是合并了几层


TCP/IP组成部分

3.2 TCP/IP数据传输示例图

传输示例图

3.3 TCP/IP传输层的2个传输协议

  • UDP


    udp
  • TCP


    TCP

TCP UDP的区别:

1、TCP面向连接;UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付
3、UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信
5、TCP对系统资源要求较多,UDP对系统资源要求较少。

4. socket

socket又称"套接字",应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求,使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。白话说,socket就是两个节点为了互相通信,而在各自家里装的一部'电话'。

4.1 socket的使用

1.创建套接字
2.使用套接字收/发数据
3.关闭套接字

4.2 udp发送程序

import socket
def main():
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    udp_socket.sendto(b'nihao',('127.0.0.1',8080))
    udp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

上面示例中的参数说明:
socket.socket(协议族,套接字类型)

  • 协议族就是表示用哪个ip版本类型:
    1.AF_INET 表示IPv4版本
    2.AF_INET6 表示IPv6版本
  • 套接字类型使用的哪种协议 TCP/UDP协议:
    1.SOCK_DGRAM表示UDP
    2.SOCK_STREAM 表示TCP 默认就是
  • udp_socket.sendto(b'nihao',('192.168.0.162',8080))
    1 b'nihao' 代表的是 data:bytes
    2 ('192.168.0.162',8080) 代表的是:address: Union[tuple, str])
    也就是sendto()方法中的参数

data:bytes 如果我们不是直接传的字符串,而是通过参数传入的话,需要先对数据进行类型转换,转换的方式:
data = '你好'
data = data.encode()
财是在windows中由于默认的编号是 GBK,而python中的 encode默认是UTF-8所以如果我们不改变字符集,会导致我们在接收汉字数据时乱码,所以我们在 encode时还需要传入指定的字符集
data = data.encode(encoding = 'GBK')
address: Union[tuple, str] 要以上面那元组的写法进行传参
最后要把 对象进行关闭

4.3 udp接收程序

  • 接收数据的步骤:

1 创建套接字
2 绑定本地信息(IP和端口)
3 接受数据
4 打印数据
5 关闭套接字
接收程序例:

import socket
def main():
    udp_recv = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    udp_recv.bind(('',7890))
    recv_data = udp_recv.recvfrom(1024)
    # print(recv_data)
    host_info = str(recv_data[1])
    message = recv_data[0].decode('gbk')
    print(host_info,message)
if __name__ == '__main__':
    main()   

4.4 端口绑定问题

如果程序运行时,没有绑定端口,那么操作系统会自动分配一个端口给程序。 而且同一端口,不能用两次。
也就是说当进行发送的时候,没有绑定发送方的端口时,程序会自动分配一个动态的端口。

4.5 UDP简单聊天器

功能:

1.创建套接字 套接字是可以同时收发数据的
2.发送数据
3.接收数据

import socket

#定义发送的程序
def udp_send(udp_socket):
    send_data = input("请输入您要发送的信息:")
    send_host = input('请输入要发送的ip地址:')
    send_port = int(input("请输入您要选择发送的端口"))
    udp_socket.sendto(send_data.encode('gbk'),(send_host,send_port))
    

#定义接收的程序
def udp_recv(udp_socket):
    recv_data =  udp_socket.recvfrom(1024)
    print("{}{}".format(str(recv_data[1]),recv_data[0].decode('gbk')))


def main():
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    udp_socket.bind(("",7790))
    while True:
        udp_send(udp_socket)
        udp_recv(udp_socket)
    udp_socket.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

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