网络通信的整个流程
在这一节就给大家讲解,有些同学对网络是既熟悉又陌生,熟悉是因为我们都知道,我们安装一个路由器,拉一个网线,或者用无限路由器,连上网线或者连上wifi就能够上网购物、看片片、吃鸡了,但是这一系列的神操作到底是怎么让我们上网了呢?让我们起底揭秘!由于网络的内容非常的多,本篇博客主要是学socket网络编程,所以我把网络这方面的内容放到了我另外一篇博客上,这个博客很简单,不是什么深入研究类的博客,没有学过网络的或者说对网络不太熟悉的同学可以去看看,地址是网络通信的整个流程,有网络基础的同学,可以直接往下面学习,如果你自认上学时是个学渣,也可以过去大致溜一眼~~~将来你面向的是开发,所有网络这一块对你来讲就是大致知道就可以了,但是以后想在技术上有深造,那么就需要你深入的研究一下网络了,内容非常多,学海无涯~~
别忘了端口+IP能够确定一台电脑上的某一个应用程序~~
那么我们通过下面的代码简单看一下socket到底是个什么样子,大概怎么使用:下面的程序就是一个应用程序,和qq啊、微信啊是一样的,都叫做应用程序。
import socket #创建一个socket对象 server = socket.socket() #相当于创建了一部电话 ip_port = ('192.168.111.1',8001) #创建一个电话卡 server.bind(ip_port) #插上电话卡 server.listen(5) #监听着电话,我能监听5个,接到一个电话之后,后面还能有四个人给我打电话,但是后面这四个人都要排队等着,等着我第一个电话挂掉,再来第6个的时候,第六个人的手机会报错 print('11111') #等着别人给我打电话,打来电话的时候,我就拿到了和对方的这个连线通道conn和对方的电话号码addr conn,addr = server.accept() #阻塞住,一直等到有人连接我,连接之后得到一个元祖,里面是连线通道conn和对方的地址(ip+端口) print('22222') print(conn) print('>>>>>>>>>',addr) while True: from_client_data = conn.recv(1024) #服务端必须通过两者之间的连接通道来收消息 from_client_data = from_client_data.decode('utf-8') print(from_client_data) if from_client_data == 'bye': break server_input = input('明威说>>>>:') conn.send(server_input.encode('utf-8')) if server_input == 'bye': break conn.close() #挂电话 server.close() #关手机 test_server.py
listen(3),这个3的意思是我连接着一个,后面还可以有三个排队的,也就是支持4个人的服务,但是后面三个要排队。
import socket #创建一个socket对象 server = socket.socket() #相当于创建了一部电话 ip_port = ('192.168.111.1',8001) #创建一个电话卡 server.bind(ip_port) #插上电话卡 server.listen(5) #监听着电话,我能监听5个,接到一个电话之后,后面还能有四个人给我打电话,但是后面这四个人都要排队等着,等着我第一个电话挂掉,再来第6个的时候,第六个人的手机会报错 print('11111') #等着别人给我打电话,打来电话的时候,我就拿到了和对方的这个连线通道conn和对方的电话号码addr conn,addr = server.accept() #阻塞住,一直等到有人连接我,连接之后得到一个元祖,里面是连线通道conn和对方的地址(ip+端口) print('22222') print(conn) print('>>>>>>>>>',addr) while True: from_client_data = conn.recv(1024) #服务端必须通过两者之间的连接通道来收消息 from_client_data = from_client_data.decode('utf-8') print(from_client_data) if from_client_data == 'bye': break server_input = input('明威说>>>>:') conn.send(server_input.encode('utf-8')) if server_input == 'bye': break conn.close() #挂电话 server.close() #关手机 test_server.py
注意:先运行server,然后再运行client,然后你会发现client这个文件再输出台的地方让你输入内容,你输入一个内容然后回车,你会发现server那边的控制台就输出了以client发送的内容
osi七层模型
互联网的核心就是由一堆协议组成,协议就是标准,标准就是大家都认可的,所有人都按照这个来,这样大家都能够互相了解,互相深入了~~~比如全世界人通信的标准是英语
五层通信流程:
基于TCP和UDP两个协议下socket的通讯流程
1.TCP和UDP对比
TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向连接的协议(eg:打电话)、传输效率低全双工通信(发送缓存&接收缓存)、面向字节流。使用TCP的应用:Web浏览器;文件传输程序。
UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无连接的服务,传输效率高(发送前时延小),一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文(数据包),尽最大努力服务,无拥塞控制。使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)。
直接看图对比其中差异
继续往下看
TCP和UDP下socket差异对比图:
上面的图只是让大家感受一下TCP和UDP协议下,socket工作流程的不同,两者之间的差异是tcp需要连接,udp不需要,有些同学是不是有些迷糊,老师,这里面的bind、listen啥的都是什么东西啊,我感觉人生是迷茫的!calm down!下面我们就分开两者,细细学习!
2.TCP协议下的socket
来吧!先上图!
基于TCP的socket通讯流程图片:
虽然上图将通讯流程中的大致描述了一下socket各个方法的作用,但是还是要总结一下通讯流程(下面一段内容)
先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束
上代码感受一下,需要创建两个文件,文件名称随便起,为了方便看,我的两个文件名称为tcp_server.py(服务端)和tcp_client.py(客户端),将下面的server端的代码拷贝到tcp_server.py文件中,将下面client端的代码拷贝到tcp_client.py的文件中,然后先运行tcp_server.py文件中的代码,再运行tcp_client.py文件中的代码,然后在pycharm下面的输出窗口看一下效果。
server端代码示例(如果比喻成打电话)
import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1',8898)) #把地址绑定到套接字 sk.listen() #监听链接 conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接 ret = conn.recv(1024) #接收客户端信息 print(ret) #打印客户端信息 conn.send(b'hi') #向客户端发送信息 conn.close() #关闭客户端套接字 sk.close() #关闭服务器套接字(可选) tcp_server.py
client端代码示例
import socket sk = socket.socket() # 创建客户套接字 sk.connect(('127.0.0.1',8898)) # 尝试连接服务器 sk.send(b'hello!') ret = sk.recv(1024) # 对话(发送/接收) print(ret) sk.close() # 关闭客户套接字 tcp_client.py
在看UDP协议下的socket之前,我们还需要加一些内容来讲:看代码
server端
import socket from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR sk = socket.socket() # sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) sk.bind(('127.0.0.1',8090)) sk.listen() conn,addr = sk.accept() #在这阻塞,等待客户端过来连接 while True: ret = conn.recv(1024) #接收消息 在这还是要阻塞,等待收消息 ret = ret.decode('utf-8') #字节类型转换为字符串中文 print(ret) if ret == 'bye': #如果接到的消息为bye,退出 break msg = input('服务端>>') #服务端发消息 conn.send(msg.encode('utf-8')) if msg == 'bye': break conn.close() sk.close() 只能与第一个客户端通信server端代码
client端
import socket sk = socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1',8090)) #连接服务端 while True: msg = input('客户端>>>') #input阻塞,等待输入内容 sk.send(msg.encode('utf-8')) if msg == 'bye': break ret = sk.recv(1024) ret = ret.decode('utf-8') print(ret) if ret == 'bye': break sk.close() 只能与第一个客户端通信client端代码
你会发现,第一个连接的客户端可以和服务端收发消息,但是第二个连接的客户端发消息服务端是收不到的
import socket from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR sk = socket.socket() # sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #允许地址重用,这个东西都说能解决问题,我非常不建议大家这么做,容易出问题 sk.bind(('127.0.0.1',8090)) sk.listen() # 第二步演示,再加一层while循环 while True: #下面的代码全部缩进进去,也就是循环建立连接,但是不管怎么聊,只能和一个聊,也就是另外一个优雅的断了之后才能和另外一个聊 #它不能同时和好多人聊,还是长连接的原因,一直占用着这个端口的连接,udp是可以的,然后我们学习udp conn,addr = sk.accept() #在这阻塞,等待客户端过来连接 while True: ret = conn.recv(1024) #接收消息 在这还是要阻塞,等待收消息 ret = ret.decode('utf-8') #字节类型转换为字符串中文 print(ret) if ret == 'bye': #如果接到的消息为bye,退出 break msg = input('服务端>>') #服务端发消息 conn.send(msg.encode('utf-8')) if msg == 'bye': break conn.close() 优雅的断开一个client端之后另一个client端就可以通信的代码
client端代码
import socket sk = socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1',8090)) #连接服务端 while True: msg = input('客户端>>>') #input阻塞,等待输入内容 sk.send(msg.encode('utf-8')) if msg == 'bye': break ret = sk.recv(1024) ret = ret.decode('utf-8') print(ret) if ret == 'bye': break # sk.close() client端代码
3.UDP协议下的socket
老样子!先上图!
基于UDP的socket通讯流程:
总结一下UDP下的socket通讯流程
先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),recvform接收消息,这个消息有两项,消息内容和对方客户端的地址,然后回复消息时也要带着你收到的这个客户端的地址,发送回去,最后关闭连接,一次交互结束