网络编程基础

1.软件开发架构:
    开发软件，必须要开发一套 客户端 与 服务端。

    客户端与服务端的作用
    服务端: 24小时不间断提供服务
    客户端: 如果想要找服务，就去寻找服务并享受

    软件开发架构分为两种:
        C/S架构:
            Client: 客户端
            Server: 服务端

            优点:
                软件的使用稳定，并且可以节省网络资源。

            缺点:
                1.若用户想在同一个设备上使用多个软件，必须下载多个客户端。
                2.软件的每一次更新，客户端也必须跟着重新下载更新。

            C/S架构的软件:
                例如: 电脑上的QQ、Pycharm等...手机端(移动端)的微信、王者荣耀等...

        B/S架构：
            Browser: 浏览器(客户端)
            Server: 服务端

            优点:
                以浏览器充当客户端，无需用户下载多个软件，也无需用户下载更新软件版本，
                直接在浏览器上访问需要使用的软件。

            缺点:
                消耗网络资源过大，当网络不稳定时，软件的使用也会不稳定。


            B/S架构的软件:
                例如: 在浏览器(客户端)上输入某个软件的域名(http://oldboyedu.com/)。


2.后期学习
    网络编程、并发编程、数据库开发 可以开发一套C/S架构的软件(防优酷系统)。
    前端html、css、js，web框架(网络编程、并发编程) 可以开发一套B/S架构的软件(bbs系统)。


3.网络编程

    - 网络编程发展历史
        所有先进的技术都源自于军事，希望通过远程获取数据，所以出现了"网络编程"。

        早期如何实现远程通信:
            - 打电话 ---> 电话线
            - 纯平电脑(大屁股电脑) ---> 网线，有线网卡
            - 笔记本电脑 ---> 有线网卡、无线网卡

        要实现远程通信必须具备:
            1.物理连接介质 ---> 网卡....

            2.互联网协议
                - 人与人之间沟通的介质: 中文、英语
                - 计算机之间沟通的介质: "互联网协议"


4.互联网协议
    互联网协议又称为网络七层协议，OSI七层协议，OSI是一个世界标准组织。

    OSI七层协议:
        - 应用层
        - 表示层
        - 会话层
        - 传输层
        - 网络层
        - 数据链路层
        - 物理连接层

    学习由下到上:
        需要优先了解的协议一共5层:

        - 物理连接层
           基于电信号发送二进制的数据0101010111。
           010: 你  you
           101: 我  I

        - 数据链路层
            数据链路层的 "以太网协议"，专门用于处理基于电信号发送二进制的数据。

            以太网协议:
                1.规定好电信号数据的分组方式。
                2.每一台连接网线的电脑都必须要由一块 "网卡"。
                    - 网卡由不同厂商生产的
                        - 每块网卡都会有世界上独一无二12位的编号 "mac"地址。
                            - 前6位: 厂商号
                            - 后6位: 流水号

            - 交换机:
                可以让多台电脑连接到一起。

            基于以太网协议发送数据:
                特点:
                    广播、单播

                弊端:
                    广播风暴、不能跨局域网通信。

            - 互联网:
                让局域网之间进行通信。

        - 网络层
            IP地址: 用于标识唯一的一台计算机(局域网)的地址。
            IP: 点分十进制
                最小值: 0.0.0.0
                最大值: 255.255.255.255

            IPV4(了解):
                一开始用电脑的人不多，所以出现IPV4的协议版本。

            IPV6(了解):
                括号IP。

            本机IP: 回环地址 127.0.0.1 ---> localhost

        - 传输层
            TCP/UDP协议，他们都是基于端口工作的。

            - 端口号: 标识电脑上某个一个软件。

            - 端口号范围: 0-65535

            注意:
                1.操作系统中，一般0-1024的端口都被默认使用了（0-1024不要动）
                2.尽量使用8000之后的端口号 8001

            开发中常用软件的默认端口号 (默写) :
                mysql: 3306
                mongodb: 27017
                Django: 8000
                Tomcat: 8080
                Flask: 5000
                Redis: 6379


            若想服务端与客户端进行通信，必须要建立连接，产生双向通道。
                一条是客户端往服务端发送消息的。
                另一条是服务端往客户端发送消息的。

        - 应用层
            http
            ftp


总结:
    ip：用于唯一标识某一台计算机的位置。
    port: 端口用于确认计算机上的一个应用软件。

    ip + port: 世界上某一台电脑上的一个应用软件。

- TCP协议的工作原理:

    - TCP是一个流式协议

    - 三次握手，四次挥手(*******):
        - 三次握手建连接:
            建立双向通道，建立好连接。
            - listen: 监听
            - established: 确认请求建立连接

        - 发送数据:
            write
            read
            客户端往服务端发送数据，数据存放在内存中，需要服务端确认收到，数据才会在内存中释放掉。

            否则，会隔一段时间发送一次，让服务端返回确认收到。
            在一段时间内，若服务端还是不返回确认收到，则取消发送。并释放内存中的数据。

        - 四次挥手断连接:
            - TIME_WAIT: 时间等待



5.Socket:

    1.什么是Socket？
        socket是一个模块，可以写一套C/S架构的套接字。

    2.为什么要使用Socket？
        socket套接字会封装好各层协议的工作。
        好处:
            可以节省开发成本。

    3.如何使用
        import socket


注意: 客户端与服务端必须尊循:
    一端send，另一端recv
    不同两端同时send或recv

6.初始socket套接字
　　1.客户端

#客户端
import socket

# 买手机
client = socket.socket()

# 往服务端拨号
# client: 相当于客户端往服务端挖的管道
client.connect(
    # ip + port: 寻找服务端
    ('127.0.0.1', 9527)
)

# 客户端向服务端说话

client.send('你好 小贱贱'.encode('utf-8'))
data = client.recv(1024)
print(data)

# 关闭连接
client.close()

1.客户端

#服务端
import socket

# 默认指定TCP协议
# 买手机
server = socket.socket()
# 插卡
server.bind(
    # ip + port
    ('127.0.0.1', 9527)
)
# 开机，等待接听
server.listen(5)  # listen(5) 半连接池

# 监听是否有消息
# conn: 相当于服务端往客户端挖的管道
conn, addr = server.accept()
print(addr)

# 听客户端给我说话
data = conn.recv(1024).decode('utf-8')  # 可以接收1024字节数据
print(data)

conn.send(b'hello xiao tank')

# 挂电话
conn.close()

# 关机
server.close()

7.循环通信套接字

　　1.客户端

import socket
client = socket.socket()
client.connect(
    ('127.0.0.1', 9527)
)


while True:
    send_msg = input('client---> server:')

    # 服务端往客户端发送的数据
    client.send(send_msg.encode('utf-8'))

    if send_msg == 'q':
        break

    # 服务端返回的数据
    data = client.recv(1024).decode('utf-8')
    print(data)


client.close()

　2.服务端

import socket

server = socket.socket()
server.bind(
    ('127.0.0.1', 9527)
)
server.listen(5)  # listen(5) 半连接池

conn, addr = server.accept()
print(addr)

while True:
    # 接收客户端发送过来的消息
    data = conn.recv(1024).decode('utf-8')  # 可以接收1024字节数据
    print(data)

    if data == 'q':
        break

    # 让服务端数据发送给客户端的消息
    send_msg = input('server--->client: ').encode('utf-8')
    conn.send(send_msg)


conn.close()

8.服务端多个客户端

　　1.客户端

import socket

client = socket.socket()

client.connect(
    ('127.0.0.1', 8888)
)

while True:
    send_msg = input('client---》server:')

    client.send(send_msg.encode('utf-8'))

    if send_msg == 'q':
        break

    data = client.recv(1024).decode('utf-8')
    print(data)

client.close()

　　2.服务端

import socket
server = socket.socket()
server.bind(
    ('127.0.0.1', 8888)
)
server.listen(5)  # 半连接池,可以“等待5个用户接受服务”

while True:
    # 等待客户端连接过来
    conn, addr = server.accept()
    print(addr)

    # 循环接收客户端数据
    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024).decode('utf-8')
            print(data)

            # mac和linux系统bug: b''
            if len(data) == 0:
                continue

            if data == 'q':
                break

            conn.send(data.encode('utf-8'))

        except Exception as e:
            print(e)
            break

    conn.close()