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  • Python自动化开发

    本节内容

    1、客户端/服务器架构

    2、OSI七层

    3、socket层

    4、socket是什么

    5、套接字发展史及分类

    6、套接字工作流程

    一、客户端/服务器架构

    即Client/Server架构,包括

    1.硬件C/S架构(打印机)

    2.软件C/S架构(web服务)

    美好的愿望:

    最常用的软件服务器是 Web 服务器。一台机器里放一些网页或 Web 应用程序,然后启动服务。这样的服务器的任务就是接受客户的请求,

    把网页发给客户(如用户计算机上的浏览器),然后等待下一个客户请求。这些服务启动后的目标就是“永远运行下去”。

    虽然它们不可能实现这样的目标,但只要没有关机或硬件出错等外力干扰,它们就能运行非常长的一段时间。

    我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

    二、OSI七层

    计算机为了联网,就必须规定通信协议。早期的计算机网络,都是由各厂商自己规定一套协议,IBM、Apple和Microsoft都有各自的网络协议,

    且互不兼容。为了把全世界所有不同类型的计算机都连接起来,就必须规定一套全球通用的协议,其中事实上最重要的两个协议是TCP和IP协议。

    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

    三、socket层

    四、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
    
    五、套接字发展史及分类

    套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。

    因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。

    一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。

    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

    套接字家族的名字: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
    套接字家族的名字:AF_INET

    六、套接字工作流程

    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),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

      

    socket()模块函数用法

    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

    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

    七、黏包现象

    让我们基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(1:执行错误命令 2:执行ls 3:执行ifconfig)

    注意注意注意:

    res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
    shell=True,
    stderr=subprocess.PIPE,
    stdout=subprocess.PIPE)

    的结果的编码是以当前所在的系统为准的,如果是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,在接收端需要用GBK解码

    且只能从管道里读一次结果

    八、什么是黏包

    须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包,为何,且听我娓娓道来

    首先需要掌握一个socket收发消息的原理

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