- 学socket编程的意义
- OSI七层
- socket层
- socket是什么
- 套接字分类
- 套接字工作流程
- 基于TCP的套接字
- 基于UDP的套接字
- 粘包现象
- 什么是粘包
- 解决粘包的方法
- 认证客户端的链接合法性
- socketserver实现并发
1.学socket编程的意义
客户端/服务器架构(c/s架构)
- 硬件c/s架构(打印机)
- 软件c/s架构
互联网中处处是C/S架构
如某网站是服务端,你的浏览器是客户端(B/S架构也是C/S架构的一种)
腾讯作为服务端为你提供视频,你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频
C/S架构与socket的关系:
socket就是为了更加便捷的完成C/S架构的开发
2.OSI七层
一个完整的计算机系统是由硬件、操作系统、应用软件三者组成,具备了这三个条件,一台计算机系统就可以自己跟自己玩了(打个单机游戏,玩个扫雷啥的)
如果你要跟别人一起玩,那你就需要上网了,什么是互联网?
互联网的核心就是由一堆协议组成,协议就是标准,比如全世界人通信的标准是英语。
人们按照分工不同把互联网协议从逻辑上划分了层级:
互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层:
每层常用的物理设备:
为何学习socket一定要先学习互联网协议:
1.首先:本节课程的目标就是教会你如何基于socket编程,来开发一款自己的C/S架构软件
2.其次:C/S架构的软件(软件属于应用层)是基于网络进行通信的
3.然后:网络的核心即一堆协议,协议即标准,你想开发一款基于网络通信的软件,就必须遵循这些标准。
4.最后:就让我们从这些标准开始研究,开启我们的socket编程之旅
3.socket层
socket层到底在哪里?
4.socket是什么
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。
在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。
也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序;
而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识
5.套接字分类
套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。
基于文件类型的套接字家族:AF_UNIX
unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
基于网络类型的套接字家族:AF_INET
还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现。
AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET。
6.套接字工作流程
服务器端:
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。
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。
socket()模块函数使用方法
1 import socket 2 socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0) 3 #socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。 4 5 #获取tcp/ip套接字 6 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 7 8 #获取udp/ip套接字 9 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) 10 11 #由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。 12 #例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
服务端套接字函数:
s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen() 开始TCP监听
s.accept() 被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字函数:
s.connect() 主动初始化TCP服务器连接
s.connect_ex() connect() 函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
公共用途的套接字函数:
s.recv() 接收TCP数据
s.send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall() 发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom() 接收UDP数据
s.sendto() 发送UDP数据
s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname() 当前套接字的地址
s.getsockopt() 返回指定套接字的参数
s.setsockopt() 设置指定套接字的参数
s.close() 关闭套接字
面向文件的套接字的函数:
s.fileno() 套接字的文件描述符
s.makefile() 创建一个与该套接字相关的文件
面向锁的套接字方法:
s.setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout() 设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超时时间
7.基于TCP的套接字