TCP/IP

計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兩情侶要談戀愛，相互通信，那么雙方就必須有規(guī)則。基于相同的方法，不同的硬件、操作系統(tǒng)之間的通信，都需要一種規(guī)則。而我們就把這種規(guī)則稱為協(xié)議(protocol)。

TCP/IP 是互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)各類協(xié)議族的總稱。TCP/IP是指TCP和IP這兩種協(xié)議。TCP/IP是在IP協(xié)議的通信過程中，使用到的協(xié)議族的統(tǒng)稱。

TCP/IP協(xié)議族按層次分別為 應(yīng)用層，傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層，物理層。可以按照不同的模型分4層或者是7層。

將TCP/IP分為5層，越靠下越接近硬件。

應(yīng)用層：應(yīng)用程序收到傳輸層的數(shù)據(jù)后，接下來就是要進(jìn)行解讀，解讀必須要先規(guī)定好格式，而應(yīng)用層就是規(guī)定應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)格式，主要協(xié)議有HTTP等。

傳輸層：該層為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供端到端的通信，傳輸層有兩個(gè)傳輸協(xié)議為TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議），TCP是一個(gè)可靠的面向連接的協(xié)議，UDP是不可靠或者說無連接的協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)層：決定如何將數(shù)據(jù)從發(fā)送方到接收方，是建立主機(jī)到主機(jī)的通信。

數(shù)據(jù)鏈路層：控制網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的通信，主要功能是保證物理線路上進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳遞。

物理層：該層負(fù)責(zé)物理傳輸，與鏈路有關(guān)，也與傳輸?shù)慕橘|(zhì)有關(guān)。

客戶端和服務(wù)器具體的

圖片出自《圖解HTTP》書籍

三次握手，四次揮手

TCP三次握手，四次揮手，Runsen也不會(huì)怎么說，就把網(wǎng)上最通俗的圖放在下面 了，還是別看我很牛逼，牛逼的是做圖的大佬。

三次握手

四次揮手

圖片出自公眾號(hào)（程序員小小溪），更多的名詞和概念查找參考公眾號(hào)程序員小小溪的文章~^[1]

Socket

網(wǎng)絡(luò)編程有一個(gè)重要的概念 socket（套接字），應(yīng)用程序可以通過它發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，套接字允許應(yīng)用程序?qū)?I/O 插入到網(wǎng)絡(luò)中，并與網(wǎng)絡(luò)中的其他應(yīng)用程序進(jìn)行通信。

我是來偷窺Python中的網(wǎng)絡(luò)通信Socket，不小心偷窺到了一個(gè)非常不錯(cuò)的Socket好圖

將上面的圖片整理步驟

1.建立連接：

• 服務(wù)器：socket--->address--->bind--->listen--->accept

• 客戶端：socket--->connect

2.通信：收一發(fā)：recv(1024)<---send(byte)/sendall(byte)

3.關(guān)閉連接：close()

實(shí)現(xiàn)簡單的通訊程序

服務(wù)端，server.py

#導(dǎo)入socket模塊
import?socket
#創(chuàng)建套接字?或使用server?=?socket.socket()
server?=?socket.socket(socket.AF_INET,?socket.SOCK_STREAM)
#定義綁定的ip和端口，用元組定義
ip_port?=?('127.0.0.1',?8888)
#綁定監(jiān)聽:bind(address),在AF_INET下,以元組（ip,port）的形式表示地址
server.bind(ip_port)
#設(shè)置最大連接數(shù)，默認(rèn)為1
server.listen(5)
#不斷接受連接：one?by?one
while?True:
????print("等待數(shù)據(jù)連接中……")
????#接受客服端數(shù)據(jù)請求
????conn,?address?=?server.accept()
????'''
????向客服端返回信息
????(注意：python3.x以上，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送接收都是byte類型，
????發(fā)送接收String類型數(shù)據(jù)時(shí)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼(發(fā)送：messages.enconde()；接收后轉(zhuǎn)為String類型:messages.deconde())，pyhon2.x則直接發(fā)送數(shù)據(jù)無須編碼)
????'''
????messages?=?"連接成功！"
????conn.send(messages.encode())
????#計(jì)數(shù)信息條數(shù)
????count?=?0
????#一個(gè)連接中，不斷的接受客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)
????while?True:
????????data?=?conn.recv(1024)
????????#打印客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)信息
????????print(data.decode())
????????#判斷是否退出當(dāng)前連接,等在下一個(gè)連接
????????if?data?==?b'exit':
??????????break
????????#處理客戶端數(shù)據(jù)（如：響應(yīng)請求等）
????????count?=?count?+?1
????????string?=?"第"?+?str(count)?+?"條信息："?+?data.decode()
????????conn.send(string.encode())
????????#主動(dòng)關(guān)閉連接
????conn.close()

客戶端，client.py

import?socket

#創(chuàng)建套接字
client?=?socket.socket()
#訪問的服務(wù)器的ip和端口，用元組定義
ip_port?=?("127.0.0.1",?8888)
#連接服務(wù)器主機(jī)
client.connect(ip_port)
#同一鏈接中，不斷向服務(wù)器發(fā)生數(shù)據(jù)或請求
while?True:
????#接收服務(wù)器發(fā)送或響應(yīng)的數(shù)據(jù)
????data?=?client.recv(1024)
????#打印接收的數(shù)據(jù)；python3.x以上數(shù)據(jù)要編碼(發(fā)送：data.enconde()；接收后轉(zhuǎn)為String類型:data.deconde())
????print(data.decode())
????messages?=?input("請輸入發(fā)生或請求的數(shù)據(jù)(exit退出)：")
????client.send(messages.encode())
????if?messages?==?'exit':
????????break
????'''
????#接收服務(wù)器發(fā)送或響應(yīng)的數(shù)據(jù)
????data?=?client.recv(1024)
????#打印接收的數(shù)據(jù)；python3.x以上數(shù)據(jù)要編碼，發(fā)送enconde()；接收deconde()
????print(data.decode())
????'''
#關(guān)閉連接
client.close()

具體效果如下圖所示。

多線程通信

TCP服務(wù)器與多個(gè)TCP客戶端同時(shí)進(jìn)行連續(xù)通信，只需要通過threading創(chuàng)建多線程任務(wù)handle_client就可以了。

import?socket
import?threading
import?random


def?handle_client():
????#?接受客戶端請求鏈接
????client,?address?=?server.accept()
????print("[*]?Accept?connection?from:?%s:%d"?%?(address[0],?address[1]))
????messages?=?"Hello?World!"
????client.send(messages.encode())
????#?連續(xù)與當(dāng)前連接的客戶端通信
????while?True:
????????#?接受客戶端數(shù)據(jù)
????????request?=?(client.recv(1024)).decode()
????????#?判斷是否結(jié)束通信
????????if?request?==?'exit':
????????????break
????????print("[*]?Received?from?%s:%d?:?%s"?%?(address[0],?address[1],?request))
????????#?發(fā)送響應(yīng)信息給客戶端
????????client.send((str(random.randint(1, 1000))?+?"："?+?"ACK!").encode())
????#?關(guān)閉當(dāng)前連接
????client.close()


if?__name__?==?"__main__":
????#?創(chuàng)建套接字
????server?=?socket.socket(socket.AF_INET,?socket.SOCK_STREAM)
????#?定義綁定ip和端口
????ip?=?'127.0.0.1'
????port?=?8888
????#?綁定監(jiān)聽
????server.bind((ip,?port))
????#?設(shè)置最大連接數(shù)，默認(rèn)為1
????server.listen(5)
????print("[*]?Listening?on?%s:%d"?%?(ip,?port))
????#?循環(huán)開啟線程，接受多個(gè)客戶端的鏈接通信
????while?True:
????????#?創(chuàng)建一個(gè)線程
????????client_handler?=?threading.Thread(target=handle_client)
????????#?開啟線程
????????client_handler.start()

python3.x以上，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)messages的發(fā)送接收都是byte類型，若要發(fā)送接收String類型數(shù)據(jù)時(shí)需要通過messages.enconde()對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，接收后通過messages.deconde()轉(zhuǎn)為String類型。pyhon2.x則直接發(fā)送數(shù)據(jù)無須編碼。

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Reference