因为基础内容较多所以内容回顾较多（代码放到下面）
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网络性能衡量指标
- 带宽：通信信道上支持的最高数据传输频率
- 速率：每秒中传输多少bits数据
- 吞吞量：单位时间内通过某个网络数据量
- 时延：传输时延，传播时延，处理时延，排队时延
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常用概念
- 服务器：提供服务的一方
- 客户端：请求服务的一方
- 通信：数据传输过程
- 协议：数据组织、编码、传输、校验、解码规则
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通信过程的几个问题
- DNS：域名系统，获得对方IP地址
域名 ====> IP地址 - 联系上对方：客户端主动发起连接
- 通信过程的正确性：协议来保证
- 如何正确理解对方的意思：协议来保证
- 关闭连接
- DNS：域名系统，获得对方IP地址
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OSI/ISO七层参考模型
- 应用层：提供用户服务，负责具体功能的实现
- 表示层：数据格式的压缩，优化，加密
- 会话层：建立应用的连接，选择合适的传输服务
- *传输层：提供传输服务(程序之间)
- 网路层：主机到主机间的数据传输
路由，分段 - 链路层：进行数据交换，控制具体收发
相邻主机之间的通信 - 物理层：定义机械、物理、电信标准
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TCP/IP四层模型
- 应用层（应用层、表示层、会话层）
- 传输层（传输层）
- 网络层（网络层）
- 物理链路层（数据链路层、物理层）
- 将第一次分为两层，就是五层模型
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IP地址：网络上唯一的地址
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组成：32bits
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表示方式：点分十进制的表示方式
将每8bits分成一组，使用十进制的数字表示
11111111 11111111 11111111 11111111
255.255.255.255 -
特殊IP
127.0.0.1 本机IP地址
0.0.0.0 本机上绑定的所有IP地址
网络地址 主机地址全部为0
192.168.1.5
192.168.1.0
广播地址 主机地址部分全部为1
192.168.1.5
192.168.1.255 -
私有地址：预留的一部分地址段，内网使用
A类：10.0.0.1–10.255.255.254
B类：172.16.0.1–172.31.255.254
C类：192.168.0.1–192.168.255.254
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端口号（端口地址）：标识不同的服务
组成：16bits整数
范围：1~65535
系统保留：1~1023 系统保留端口 -
传输层：进程到进程的数据传输
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TCP：传输控制协议
特点：面向连接，可靠传输，流量控制
适用：数据量大，可靠性要求较高的通信
传输效率较低 -
UDP：用户报文协议
特点：无连接，不可靠传输
适用：数据量小，可靠性要求不高
传输效率较高
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建立、释放连接过程
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建立：三次握手
- 客户端发起连接请求，带上自己的序列号N
- 服务器接收连接，产生应答
N+1：期望收到你下一个包的序号N+1
K：我自己的序列号K - 客户端发送确认
K+1：期望收到你下一个包的序号是K+1
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释放：四次挥手
- 主动方发起断开请求
- 被动方应答，表示准备断开
- 被动方发出消息，表示可以断开
- 主动方发出指令，确认断开
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服务器、客户端工作流程
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服务器：
创建套接字->绑定->监听->接收->数据传输->关闭 -
客户端：
创建套接字->连接->数据传输->关闭
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网络套接字(socket)
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什么是套接字
用于计算机网络通信的一种接口 -
套接字的类型
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流式套接字(SOCK_STREAM)
可靠性传输、面向连接、数据无差错发送
数据是一个字节流 -
数据报套接字
不可靠、无连接的数据传输
数据是一个一个独立的数据报，每次发送都是
一个数据报
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常用方法
socket() 创建套接字
bind() 绑定地址
listen() 监听
accept() 接收连接
send() 发送
recv() 接收
connect() 连接(只能用于客户端)
close() 关闭
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今天的内容：
1. 服务循环接收、客户端循环发送
将服务器的recv(), 客户端的send()放入循环中
2. 网络缓冲区
- 每个socket被创建后，都会分配两个缓冲区
输入、输出缓冲区，分别用于数据收、发
- 当send函数调用时，先将数据写入缓冲区
send函数就认为发送成功，并返回
由TCP协议决定何时从缓冲区发送到对方
- 当调用recv函数接收时，从输入缓冲区读取数据
而不是直接从网络读取
- 优点：提高读写效率，协调收发速度
3. 粘包
- 粘包：多个数据包的数据到达接收缓冲区
后一个包的头接着上一个包尾
例如：
AAABBB （两个数据包）
- 什么时候需要处理粘包
如果多个数据包数据不同的分组，需要处理
属于同一个分组，不需要处理
- 如何处理：
方式一：在数据包的头部、尾部增加特殊标记
读取数据的时候，读取两个笔记中间的部分
{2H:AAA:}{2H:BBB:}
方式二：在每个数据包头增加长度信息
根据长度决定读取多少个字节数据
例如：头部采用4个字节表示长度
0003AAA0004BBBB
0003：表示该包数据部分长度为3
读取3个字节：AAA
0004：表示该包数据部分长度为4
读取4个字节：BBBB
**4. UDP套接字 **
1）面向无连接、不可靠传输、传输效率较高、
适用于数据量少、可靠性要求不高的数据传输
2）UDP工作流程
- 服务器
创建套接字->绑定地址->收发数据->关闭
* 没有listen,accept过程
- 客户端
创建套接字->发送、接收数据->关闭
3）UDP套接字的主要函数
- 创建套接字
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
参数：AF_INET 协议族，通过IP、端口
地址进行通信
SOCK_DGRAM 套接字类型
表示用户报文套接字
- 绑定（服务器端）
sockfd.bind(address)
参数：address 绑定地址，由IP、端口构成
- 接收：recvfrom
data, addr = recvfrom(buffersize)
参数：buffersize 每次最多接收的字节数
返回值：data 接收的内容
addr 消息发送者的地址
- 发送：sendto
n = sendto(data, addr)
参数：data 要发送的数据,bytes格式
addr 接收者地址
返回值：实际发送的字节数
5. TCP和UDP套接字的对比
TCP UDP
字节流 数据报
会产生粘包 不会产生粘包
可靠传输 不可靠传输
需要listen 不需要
accept
客户端connect 客户端不需要connect
recv,send recvfrom,sendto
6. socket常用的属性方法
family属性：地址类型
AF_INET:发送方、接收方通过IP、端口来标识
IPV4
AF_UNIX:本地socket，发送方、接收方位于
同一台机器，地址为文件路径
AF_INET6:IPV6地址类型
type：socket类型
SOCK_STREAM: 流式socket
SOCK_DGRAM: 数据报socket
getpeername(): 获取连接端的地址信息
getsockname(): 获取套接字绑定的地址
fileno(): 获取套接字的文件描述符
文件描述符：操作系统内核分配的一个非负整数
每个文件描述符代表一个文件
当打开或新建一个文件
内核都会返回一个文件描述符
文件读写、网络socket数据收发、
外设操作都是通过文件描述符进行
例如：
- 标准输入:sys.stdin 0 默认键盘
- 标准输出:sys.stdout 1 默认屏幕
setsockopt(level, optname, value)
功能：设置套接字的选项
不同的套接字选项代表不同的功能
参数：
level: 设置选项的类型
optname: 选项类型中的子类型
value：为选项设定的值
7. 广播
1）什么是广播
- 单播：一点发送、一点接收
- 多播：也称组播，一点发送，特定的多个点接收
- 广播：一点发送，该网段内容所有的节点接收
广播地址：IP地址的主机地址部分全部为1
例如：192.168.1.3，转换成二进制
二进制：11000000 10101000 00000001 00000011
|------- 网络地址 -------| |-主机-|
广播地址：把主机地址部分全部替换成1
11000000 10101000 00000001 11111111
192.168.1.255
2）Python中如何实现广播
- socket既发送也接收广播的时候
首先设置SO_BROADCAST选项为1，来支持广播通信
setsockopt(SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, 1)
- 发送广播，使用特殊地址broadcast
而不是标准的IP地址和主机名
基于UDP会话Server代码示例
# UDP 服务端 Server
import socket,time
tiMe = time.asctime()[11:19]
# 创建socket连接
sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
# 绑定
sk.bind(('127.0.0.1',9999))
print('当前UDP服务端准备就绪',tiMe)
# 发送消息循环体
while True:
# 获取消息和地址
msg,addr = sk.recvfrom(1024)
print('当前基于UDP%s连接已经建立'%addr[0])
#打印消息
print('来自客户端',addr[0],'的连接：| ',msg.decode('utf-8'),
' |接收时间:',tiMe)
#发送消息
data = input('输入要发送的UDP:')
sk.sendto(data.encode(),addr)
# 判断退出
if not msg or not data:
break
# 关闭连接
sk.close()
基于UDP会话Client代码示例
#UDP 客户端Client
import socket,time
tiMe = time.asctime()[11:19]
# 创建套接字
sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
# 绑定IP
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
print('当前UDP客户端准备就绪',tiMe)
# 发送消息循环体
while True:
# 发送消息
data = input('输入要发送的UDP：')
if not data:
sk.sendto(''.encode(),ip_port)
break
sk.sendto(data.encode(),ip_port)
# 接收消息
msg,addr = sk.recvfrom(1024)
print('当前基于UDP%s连接已经建立'%addr[0])
print('来自服务器',addr[0],'的回复:| ',msg.decode('utf-8'),
' |接收时间:',tiMe)
if not msg:
break
# 关闭连接
sk.close()