一. 传输层
在上述三层协议中我们,ip协议帮我们定位到子网络. mac地址帮我们定位到一台计算机,并与其通讯,
但本质上,计算机的通讯是为了应用程序能够通讯,而一台计算机上不可能运行一个应用程序
问题:
就像我们同时运行QQ软件和微信软件, 当计算机收到一个数据包时, 需要知道这个数据包到底是给
哪个应用程序的.
解决方案:
为每一个应用程序绑定一个端口号, 端口号就是一个数字, 取值范围为 0 -- 65536 其中 0 -- 1023是
系统保留的
再次捋清思路:
端口定位应用程序, ip 定位网络, mac 定位计算机
可以通过这三个地址,找到全世界计算机中唯一的一个应用程序, 使我们编写网络应用程序成为可能.
传输层协议 :
为什么要有传输层协议 ?
应用程序可相互传递数据了, 还记得在ip协议中有一个路由算法么? 会自动选择最佳的传输路径,
将导致你的数据包可能走了不同的路线, 造成接受顺序错乱, 以及发生丢包等, 为了保证数据传输的
完整性, 诞生了传输层协议!
TCP :基于链接传输数据, 可保证数据传输的完整性
优点 :通过三次握手来与服务器建立连接
可以保证数据的完整性.
a机器给b机器发送数据包, 要求b机器必须立即返回一个确认包,
a机器会等待一段时间,如果超时还没有收到确认, 则重发数据.
缺点:
传输效率低.
使用场景 : 文字聊天. 支付宝转账等,
UDP : 不需要建立连接,直接发送
缺点:
不能保证数据的完整性
优点:
传输效率比TCP高很多
使用场景 : 视频通话,语音通话, 游戏等.
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。
使用 socket:
在使用socket的时候用户需要关心的是, ip地址, port端口. 传输协议TCP/UDP,你要发送的数据data
在写网络编程的时候,必然是两台代码, 对应着客户端和服务器.
socket 的工作流程 :
一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，
这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。
生活中的场景就解释了这工作原理。
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
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
使用socket来完成TCP通讯
应该先完成服务器的代码编写
TCP 服务器 :
import socket
# 1. 先创建一个代表服务器的socket对象
s = socket.socket()
# 2. 绑定ip地址与 端口号
# 127.0.0.1 表示当前电脑的ip
address = ('127.0.0.1',8090) #传入ip与端口
s.bind((address))
print ('服务器已启动')
# 3. 开始监听这个端口
# 参数5 表示可以有五个处于半连接状态的连接.(不是控制最大连接数的参数.)
s.listen(5)
# 4. 接受连接请求
# 该函数是阻塞的. 会卡主程序的执行,必须等到有一个客户端进来才会继续执行.
它会返回一个元组, 第一个代表客户端的socket对象, 第二个是客户端的端口
client,c_address = s.accept()
print('有一个连接已建立')
# 5.读写数据
# 接受数据 , 参数1024是需要接受的字节数
res = client.recv(1024)
print(res)
# 6. 关闭连接
s.close() (一般不会关闭服务器.都是关闭客户端)
TCP 客户端:
import socket
# 1. 创建客户端的socket对象
c = socket.socket()
# 2. 连接到服务器
server_address = ('127.0.0.1',8080) # 端口必须跟服务器一样
# 3.建立连接
c.connect(server_address)
# 4.读写数据
# 发送数据到服务器
c.send('hello 我是客户端')
# 5. 关闭连接
c.close()
使用socket来完成UDP通讯,一样是先创建服务端
UDP 服务端:
import socket
# 1.创建socket对象
# 必须自己定义参数
s = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)
# 2. 绑定端口和ip
s.bind(('127.0.0.1',10000))
# 3. 接受数据. 接受数据的时候,没有客户端来连接,也会卡主,等待客户端来连接了.再正常运行程序
res = s.recv(1024)
print(res)
# 4.
UDP 客户端 :
import socket
# 1. 创建客户端
c = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)
# 不需要连接, 可以直接发送数据,只需要知道对方的ip和端口即可.
c.sendto('这是UDP的客户端'.encode('utf-8'),(127.0.0.1,10000))
# 关闭客户端
c.close()