1、基礎(chǔ)概念

什么是網(wǎng)絡(luò)編程？

指在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如何實(shí)現(xiàn)不在同一物理位置中的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

如果要保證數(shù)據(jù)通信順利完成，則需要先了解如下幾個(gè)概念：

1.1 協(xié)議

不同計(jì)算機(jī)內(nèi)的進(jìn)程之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，需要先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝或打包后方可以進(jìn)行傳輸。所謂協(xié)議指通信雙方需要共同遵守的數(shù)據(jù)打包格式。

如同現(xiàn)實(shí)世界里郵寄商品一樣：

• 商品相當(dāng)于要傳送給對(duì)方的數(shù)據(jù)：在傳輸之前，需要商品擁有者對(duì)商品進(jìn)行打包，并在打包時(shí)填寫(xiě)上收件人地址、收什人姓名、發(fā)件人地址……這是第一次封裝，在此次封裝過(guò)程中遵守的打包格式是由商品打包者完成，這層打包標(biāo)準(zhǔn)可稱(chēng)為應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用層協(xié)議。
• 包裹會(huì)被物流公司收納，物流公司每天會(huì)收到需要發(fā)送至全國(guó)各地的包裹，所以，需要再次進(jìn)行分檢，把發(fā)送至同一個(gè)地區(qū)的包裹收納在一起，并再次進(jìn)行打包，并按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息填寫(xiě)。可認(rèn)為第二次打包的標(biāo)準(zhǔn)是郵局標(biāo)準(zhǔn)或郵局協(xié)議．
• 郵局打包后的包裹會(huì)發(fā)送至相關(guān)的運(yùn)輸部門(mén)，運(yùn)輸部門(mén)會(huì)把從不同郵局收集來(lái)的包裹按目的地進(jìn)行歸類(lèi)打包，再選擇不同運(yùn)輸工具進(jìn)行傳輸，可選擇飛機(jī)、貨車(chē)、火車(chē)……這次打包協(xié)議可稱(chēng)為傳輸層協(xié)議。

協(xié)議是保證數(shù)據(jù)能被正確傳輸出去的第一操作要素，互聯(lián)網(wǎng)上所遵守的協(xié)議規(guī)范稱(chēng)為 TCP/IP 協(xié)議。

1.2 IP 地址

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，需要為每一臺(tái)計(jì)算機(jī)指定一個(gè)地址，這個(gè)地址叫 IP 地址，其實(shí) IP 地址是一個(gè)邏輯地址，而每一臺(tái)計(jì)算機(jī)還有一個(gè)物理地址，便是網(wǎng)卡上的 MAC 地址。

IP 地址和 MAC 地址的區(qū)別？

MAC 地址相當(dāng)于你我的身份證號(hào)碼，是固定、不變的。IP 地址相當(dāng)于你我現(xiàn)在處于的落腳地址．有的人在一年之內(nèi)，可能會(huì)在不同城市工作，也就意味著邏輯地址是可以有多個(gè)的。

1.3 端口

一臺(tái)計(jì)算機(jī)上可以安裝多款網(wǎng)絡(luò)軟件，如QQ、瀏覽器、網(wǎng)絡(luò)游戲……

操作系統(tǒng)如何區(qū)分同一時(shí)刻自于網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該交給哪一個(gè)軟件處理？

端口相當(dāng)于操作系統(tǒng)為每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件分配的一個(gè)門(mén)牌標(biāo)識(shí)符號(hào)，用來(lái)把從網(wǎng)絡(luò)上輸入進(jìn)來(lái)的多數(shù)據(jù)流正確的分流到對(duì)應(yīng)的進(jìn)程。

當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)向另一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí):

• 首先對(duì)數(shù)據(jù)按協(xié)議格式進(jìn)行打包
• 另需要知道對(duì)方計(jì)算機(jī)的地址且還要知道對(duì)應(yīng)進(jìn)程所監(jiān)聽(tīng)的端口號(hào)．IP+端口號(hào)也稱(chēng)為套接字,或叫socket

有點(diǎn)類(lèi)似于拜訪朋友時(shí):

先封裝一個(gè)禮物盒

然后根據(jù)朋友告訴自己的地址和門(mén)牌號(hào)前去拜訪

2、TCP 網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)

TCP 是一種傳輸層協(xié)議，是可靠的面向連接的傳輸層協(xié)議.

2.1 服務(wù)器端編程

定義一個(gè)函數(shù)用來(lái)進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)交互,由子線程調(diào)用.

import socket   # socket 模塊
import  time  #時(shí)間模塊
import  threading  #線程模塊
def session(sock, addr):
    print('歡迎新 %s:%s...' % addr)
    sock.send(b'Welcome!')
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        # 解碼數(shù)據(jù)
        if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
            break
        sock.send(('Hello, %s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
    sock.close()
    print('來(lái)自于 %s:%s 連接被關(guān)閉.' % addr)

創(chuàng)建 socket 監(jiān)聽(tīng)對(duì)象:

#創(chuàng)建 TCP socket
server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
#監(jiān)聽(tīng)端口
server.bind(('127.0.0.1',1234))
server.listen(5)
print('服務(wù)器正在等待客戶(hù)的連接……')

建立服務(wù)監(jiān)聽(tīng)套接字,需要指定服務(wù)類(lèi)型:

while True:
    # 接受一個(gè)新連接:
    sock, addr = s.accept()
    # 創(chuàng)建新線程來(lái)處理TCP連接:
    t = threading.Thread(target=session, args=(sock, addr)) t.start()

當(dāng)有客戶(hù)連接后,啟動(dòng)線程完成具體的數(shù)據(jù)處理.

2.2 客戶(hù)端編程

客戶(hù)端代碼相對(duì)而言較簡(jiǎn)單.

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立連接:
client.connect(('127.0.0.1', 1234))
# 接收歡迎消息:
print(client.recv(1024).decode('utf-8'))
for data in [b'Rose', b'Think', b'Babala']:
    # 發(fā)送數(shù)據(jù):
    s.send(data)
    print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.send(b'exit')
s.close()

測(cè)試結(jié)果 ：

服務(wù)器端

客戶(hù)端:

3 總結(jié)

Python 提供了相關(guān)的模塊，封裝了底層的具體代碼邏輯，對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，只需要按流程按部就班就可以，如果需要更好的理解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程，則需要了解相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí).

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