网络编程
网络目的 ： 数据传输
ISO(国际标准化组织)
OSI七层模型 ----》 网络通信的标准化流程
应用层 ： 提供用户服务， 具体的内容由特定的程序规定
表示层 ： 提供数据的加密和压缩优化
会话层 ： 确定建立应用级的连接，选择传输服务
传输层 ： 提供不同的数据传输服务，进行流量控制
网络层 ： 路由选择，网络互联
链路层 ： 提供链路交换，具体消息的发送
物理层 ： 物理硬件，接口，网卡的规定
四层模型
应用层
传输层
网络层
物理链路层
五层模型（TCP/IP模型）
应用层 （应用层 表示层 会话层）
传输层
网络层
链路层
物理层
OSI模型优点 ： 将功能分开，降低网络传输中的耦合度。使开发流程更加清晰，每部分各司其职
高内聚 ： 每个模块功能尽量单一，不会多个功能掺杂
低耦合 ： 尽量降低每个模块之间的关联性
要求 ： 能够顺序说出七层模型 五层模型
知道每一层干什么事情
理解消息传输流程
数据传输流程
1 发送端由应用层到物理层逐级添加信息头（首部），最终在物理层发送
2中间经过节点（交换机，路由器）转发发送到接收端
3 在接受端根据发送端的每个信息头进行解析，最终消息到应用层展示给用户
网络协议：在网络通信中协议各方必须遵守的规定。如建立什么连接，消息结构如何解析等
应用层 ： TFTP HTTP DNS SMTP
传输层 ： TCP UDP
网络层 ： IP
物理层 ： IEEE
网络相关概念
网络主机 ： 在网络上确定一台主机 Host
本地使用 ： ‘localhost’ 127.0.0.1
网络地址 ： ‘0.0.0.0’ ‘172.60.50.54’ (本机网络IP)
查看本机IP地址：ifconfig (linux)
ipconfig (windows)
ipython3 进入交互模式
通过计算机名获取匹配的IP
In [5]: socket.gethostbyname(‘tedu’)
Out[5]: ‘127.0.1.1’
In [6]: socket.gethostbyname(‘localhost’)
Out[6]: ‘127.0.0.1’
获取本机的计算机名
In [7]: socket.gethostname()
Out[7]: ‘tedu’
IP地址
网络上确定一台主机的地址
IPv4： 点分十进制 比如 192.168.1.3 0–255
IPv6 128位
网络连接测试
ping 172.60.50.180
特殊IP
127.0.0.1 本地测试IP
0.0.0.0 自动使用本地可用网卡IP
192.168.1.0 代表当前网段
192.168.1.1 通常为网关地址
192.168.1.255 广播地址
通过地址获取主机网络信息
In [2]: socket.gethostbyaddr(‘www.baidu.com’)
Out[2]: (‘127.0.0.1’, [], [‘119.75.213.61’])
主机 别名 IP地址
IP地址转换为十六进制表达
In [4]: socket.inet_aton(‘192.168.1.2’)
Out[4]: b’\xc0\xa8\x01\x02’
In [5]: socket.inet_ntoa( b’\xc0\xa8\x01\x02’)
Out[5]: ‘192.168.1.2’
域名：网络服务器地址在网络上的名称
端口号： 端口号是网络地址的一部分，用于区分一个网络主机上的网络应用
*在一个系统中每个网络应用监听不同的端口，以获取对应端口传递的信息
取值范围 ： 1----65535
1-255 一些通用端口 （众所周知的程序占用）
256 --1023 系统端口
1024 – 65535 自用端口 >10000
获取应用程序端口
In [2]: socket.getservbyname(‘mysql’)
Out[2]: 3306
网络字节序：数据在网络中的传输格式
传输层服务
面向连接的传输服务
基于tcp协议的数据传输
传输特征：可靠的数据传输
可靠性 ： 数据在传输中，无失序 无差错 无丢失 无重复
实现手段:在数据传输前和传输结束后需要建立连接和断开连接
三次握手 ： 在面向连接的传输服务中建立连接的过程
- 客户端向服务器发送连接请求
- 服务器接受到请求进行确认，返回确认报文
- 客户端收到服务器回复最终确认连接
四次挥手 ： 在面向连接的传输服务站断开连接的过程 - 主动方发送报文，告知被动方要断开连接
- 被动方回复报文，表示已经接收到请求，准备断开
- 被动方再次发送报文，表示准备处理就绪，可以断开
- 主动发发送确认报文，断开连接
应用情况 ： 适用于传输较大的内容或文件，网络良好,需要保证传输可靠性的情况
e.g. 聊天信息 文件的上传下载， 邮件处理
网页获取
面向无连接的传输服务----udp协议
传输特点：
不保证传输的可靠性
没有连接和断开的过程
数据的收发比较自由
适用情况 ： 网络情况可能产生丢包，对传输可靠性要求低
e.g. ： 网络视频， 群聊，广播等
要求： - 理解三次握手和四次挥手，能够描述过程
- 知道tcp传输和udp传输的区别
3，七层模型osi
socket 套接字编程
目的 ： 通过编程语言提供的套接字编程接口，可以更简单的完成基于tcp和udp的编程
套接字 ： 完成上述目标的一种编程手段
套接字类别
流式套接字（SOCK_STREAM）：传输层基于tcp的协议通信
面向连接可靠的传输 tcp的传输 流式套接字
数据报套接字（SOCK_DGRAM）： 传输层基于udp协议传输
面向无连接不可靠的传输 udp的传输 数据报套接字
底层套接字 （SOCK_RAM）: 访问底层协议套接字
TCP的服务端
import socket
- 创建套接字
socket.socket(sock_family = AF_INET,
sock_type = SOCK_STREAM,
proto = 0)
功能 ： 创建套接字
参数 ： sock_family 地址族类型 AF_INET ipv4网络通信
sock_type 套接字类型 SOCK_STREAM 流式
SOCK_DGRAM 数据报
proto 通常为0 选定子协议类型
返回值 ：返回套接字对象 - 绑定地址
sockfd.bind(addr)
功能 ： 绑定地址
参数 ： addr —》 元组 （ip,port） (‘0.0.0.0’,1234) - 设置监听套接字
sockfd.listen(n)
功能： 将套接字设置为监听套接字，创建监听队列
参数： 监听队列大小
- 一个监听套接字可以连接多个客户端
- 等待接受客户端连接
connfd,addr = sockfd.accept()
功能 ： 阻塞等待处理客户端连接
返回值 ： connfd 新的套接字，用于和客户端通信
addr 连接的客户端的地址 （ip,port）
- 阻塞函数 ： 当程序运行到阻塞函数位置，如果某种条件没有达成则暂停程序运行，知道条件达成结束阻塞
- 消息的收发
data = connfd.recv(buffersize)
功能 ： 接受消息
参数 ： 一次接受消息的大小字节
返回值 ： 返回接受到的内容
n = connfd.send(data)
功能 ： 发送消息给对应客户端
参数 ： 要发送的内容，（bytes格式）
返回值 ： 返回实际发送的字节数 - 关闭套接字
sockfd.close()
- telnet ip port
客户端
- 创建套接字 （和服务端套接字类型相同）
- 发起连接
connect（addr）
功能 ： 向服务端发起连接
参数 ： 服务端地址 元组 - 消息收发
- 关闭套接字
ocket函数 描述
服务端socket函数
s.bind(address) 将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog) 开始监听TCP传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept() 接受TCP连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
客户端socket函数
s.connect(address) 连接到address处的套接字。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex(adddress) 功能与connect(address)相同，但是成功返回0，失败返回errno的值。
公共socket函数
s.recv(bufsize[,flag]) 接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send(string[,flag]) 发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall(string[,flag]) 完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。
s.recvfrom(bufsize[.flag]) 接受UDP套接字的数据。与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address) 发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close() 关闭套接字。
s.getpeername() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout) 设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
s.gettimeout() 返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
s.makefile() 创建一个与该套接字相关连的文件