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socket编程

一、客户端/服务器架构

  C/S架构server端要求:

    1.力求一直提供服务

    2.要绑定一个唯一的地址,让客户端能够明确得找到

  即C/S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。

  生活中的C/S架构:

  老男孩是S端,所有学员是C端

  饭店是S端,多有食客是C端

  互联网中处处是C/S架构(黄色网站是服务端,你的浏览器是客户端;腾讯作为服务端为提供的视频,你得下个腾讯视频客户端才能看到狗日的视频)

  C/S架构与socket的关系:

  我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

二、osi七层

引子:

须知一个完整的计算机系统是由硬件、操作系统、应用软件三者组成,具备了这三个条件,一台计算机系统就可以自己跟自己玩了(大个单机游戏,玩个扫雷啥的)

如果你要跟别人一切玩,那你就需要上网了(访问个黄色网站,发个黄色微博啥的),互联网的核心就是由一堆协议组成,协议就是标准,全世界人通信的标准是英语,如果把计算机比做人,互联网协议就是计算机界的英语。所有的计算机都学会了互联网协议,那所有的计算机都可以按照统一的标准去收发信息从而完成通信了。人们按照分工不同把互联网协议从逻辑上划分了层级

  网络通信原理:http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

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

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物理层:发送电信号用的,需要底层物理量结机制建立连接,网卡,网线,路由器,但是单纯的电信号没有意义,于是有了数据链路层。

数据链路层:把电信号分组,根据以太网协议(一组电信号有一个数据包,叫做“帧”,每一数据帧分成:报头head和数据data两部分,头18个字节用来描述数据的)

有了mac地址就可以基于广播方式进行通信了,但是广播只能在一个子网里进行通信,要实现跨子网通信就只有mac地址就不行了,然后就需要网络层了

网络层:IP协议

比如访问百度服务器,我们通过IP地址实现跨子网后到达百度服务器的子网后又通过arp协议把ip地址解析成mac地址,最后定位到百度服务器的位置,所以通过ip地址可以找到唯一一台机器,但是是由arp协议进行辅助的,但是这个时候还没有完,我们要找到机器上的软件,这个时候就需要端口也就是传输层了,tcp和udp都是基于端口的协议,通过他我们到达了应用层也就是要找的软件,妈的累死了。

socket在传输层和应用层之间,就是封装了一堆TCP/UDP协议的简单接口,就是给我们这些美男子用的

TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。想在你知道TCP/IP与UDP的关系了吧。

三、socket层

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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,他把复杂的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,写出程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

#扫盲
也有人将socket说成ip+port,ip就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是同一台机器上的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

(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)

六、套接字流程

   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,这是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,也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中,这也不一定。

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  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(connet),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,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

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了‘from module import *‘语句。使用 ‘from socket import *‘,我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

  服务器套接字函数

  s.bind()  绑定(主机,端口号)到套接字

  s.listen()  开始TCP监听

  s.accept()  被动接收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

1:用打电话的流程快速描述socket通信
2:服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信
3:客户端发送空,卡主,证明是从哪个位置卡的
服务端:
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8081))
phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept()
while True:
    data=http://www.mamicode.com/conn.recv(1024)>

  

 

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