python27期尚哥讲网络编程：

python27day26网络编程--------------------------------------------------------------------------------------------
网络基础-端口号：
端口号： 用来标记区分进程
⼀台拥有IP地址的主机可以提供许多服务， ⽐如HTTP（万维⽹服务） 、 FTP（⽂件传输） 、SMTP（电⼦邮件） 等，
这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。 那么，主机是怎样区分不同的⽹络服务呢？显然不能只靠IP地址，
因为IP地址与⽹络服务的关系是⼀对多的关系。实际上是通过“IP地址+端⼝号”来区分不同的服务的。

端⼝号是一个数字，只有整数， 范围是从0到65535 （分为知名和动态两种）
知名端⼝是众所周知的端⼝号（用来做固定事情）， 范围从0到1023
80端⼝分配给HTTP服务（网站）
21端⼝分配给FTP服务（文件下载）
可以理解为， ⼀些常⽤的功能使⽤的号码是固定的
动态端⼝的范围是从1024到65535之所以称为动态端⼝， 是因为它⼀般不固定分配某种服务， ⽽是动态分配。
动态分配是指当⼀个系统进程或应⽤程序进程需要⽹络通信时， 它向主机申请⼀个端⼝，
主机从可⽤的端⼝号中分配⼀个供它使⽤

网络基础-协议：
协议：约定好的规范
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，
互不兼容（语言、方言、阿帕网）为了把全世界的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， 为了实现互联⽹这个⽬标， 互联⽹协议簇（Internet ProtocolSuite）
就是通⽤协议标准。因为互联⽹协议包含了上百种协议标准， 但是最重要的两个协议是TCP和IP协议，
所以， ⼤家把互联⽹的协议总称TCP/IP协议 （大家都遵循的最基本网络通信协议）
是完成进程之间通信的规范

根据TCP/IP协议簇功能的不同，将它分为了几种层次（ TCP/IP协议簇层次划分）（重点记住）
网络接口层（链路层）
网络层
传输层
应用层
（写代码按四层划分）

物理层
数据链路层
网络层
传输层
会话层
表示层
应用层
（理论上由七层组成）
简称：应表会传网数物

在早期，不同的公司都推出了属于自己的私有网络协议，相互之间不能兼容
于是，ISO（国际标准化组织）站出来：干脆这样，我给大家制定一个通用的网络通信协议，该协议是国际标准
于是ISO博览众家之长，制订了“一堆”详细的，复杂的，繁琐的，精确的网络通信协议
不过这堆协议太复杂了，为了理清思路，便于学习，将他们分了7类（也就是分了7层），不同层代表不同的功能，
并把这些协议归到相应的层里面去。国际标准出来了，接下来就要软件/硬件厂商去实现了。
但实际上各厂商并没有完整实现7层协议，因为7层协议栈追求全能、完善，导致它太过复杂，实现起来太难了
于是，实际使用时，按4层划分（5层划分非官方）

OSI七层协议，是英文Open System Interconnect的缩写，中文翻译开放系统互联
TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准
4层的层级结构中，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求
其中的应用层关注的是应用程序的细节，而不是数据在网络中的传输活动其他三层主要处理所有的通信细节，
对应用程序一无所知；
应用层：应用程序间沟通的层，不同的文件系统有不同的文件命名原则和不同的文本行表示方法等，
不同的系统之间传输文件还有各种不兼容问题，这些都将由应用层来处理
传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，
这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收
网络层：负责提供基本的数据包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机。
网络层接收由更低层发来的数据包，并把该数据包发送到更高层，相反，
IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层
网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络来传送数据（处理机械的、电气的和过程的接口）

socket:通过网络完成进程间通信的方式（区别于一台计算机之间进程通信）
Socket的英文原义是“插孔”。通常也称作"套接字“

Socket本质是编程接口(API)： Socket 是对 TCP/IP 协议的封装，Socket 只是个编程接口不是协议，
通过 Socket 我们才能使用 TCP/IP 协议簇（程序员层面）
TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口；HTTP是轿车，
提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通信的能力
最重要的是，Socket是面向客户/服务器模型而设计的，针对客户和服务器程序提供不同的Socket系统调用
套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认

创建Socket：
import socket
#导入套接字模块
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
#s此时是一个socket对象，拥有发送和接收网络数据的功能
该函数带有两个参数（参数必须写）
AF_INET（ipv4协议⽤于 Internet 进程间通信）
套接字类型， 可以是 SOCK_STREAM（流式套接字， ⽤于TCP 协议） 或者 SOCK_DGRAM（数据报套接字， ⽤于 UDP 协议）
TCP慢但是稳定不会丢数据
UDP快但是可能会丢数据（黑客攻击）
确定了IP地址端口号（ipv4协议），TCP或UDP协议之后，计算机之间可以进行通信

Socket编程-udp和tcp：
UDP --- User Data Protocol，用户数据报协议， 是⼀个⽆连接的简单的⾯向数据报的传输层协议。
UDP不提供可靠性， 它只是把应⽤程序传给IP层的数据报发送出去， 但是并不能保证它们能到达⽬的地。
由于UDP在传输数据报前不⽤在客户和服务器之间建⽴⼀个连接， 且没有超时重发等机制， 故⽽传输速度很快
UDP⼀般⽤于多点通信和实时的数据业务， ⽐如：
语⾳⼴播
视频
QQ
TFTP(简单⽂件传送）
可以理解为写信

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的协议，也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接
一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，只简单的描述下这三次对话的简单过程：
主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话
主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话
主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话
三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据
可以理解为打电话，先建立通道

TCP与UDP的区别：
1.基于连接与无连接
2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）
3.UDP程序结构较简单
4.流模式与数据报模式 
5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证

发送数据：
为看到效果先安装“网络调试助手”
from socket import *
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) #创建套接字
addr = ('192.168.1.17', 8080) #准备接收方地址
data = input("请输入：")
s.sendto(data.encode(),addr)
#发送数据时，python3需要将字符串转成byte
#encode(‘utf-8’)# 用utf-8对数据进行编码，获得bytes类型对象
#decode（）反过来
s.close()

from socket import *
s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
addr = ("192.168.19.138",8080)
s.sendto("你好啊".encode("gb2312"),addr)
s.close()

发送数据给飞秋：
飞秋使用：2425端口
发送普通数据，飞秋不会响应，必须发送特殊格式的内容
1:123123:吴彦祖:吴彦祖-pc:32:haha
飞秋有自己的应用层协议
    1，表示版本
    后面的数字发送的时间，随便写
    32代表发送消息
飞秋炸弹：循环不延时发消息（可能会造成卡死）
注意：IP和端口在网络通信中缺一不可，用到的协议也要匹配，例如飞秋用的是udp协议，使用TCP协议发数据是无效的
udp理解为写信（只有收件人地址），TCP理解为打电话（先拨号建立通路，需要通路稳定）

UDP协议：
导入模块：
from socket import *
准备接受方的地址
注意，要放在元组中
IP地址，放在字符串当中
addr = ("192.168.19.138",2425)
创建套接字对象
s1 = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
发送消息，先写要发送的数据（要转成字节流，这是网络传输数据的规定）
后面要写接收方地址
s1.sendto("1:123:张达:张达-pc:32:你好啊".encode("gb2312"),addr)
s1.close()

接收数据
from socket import *
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) #创建套接字
addr = ('192.168.1.17', 8080) #准备接收方地址
data = input("请输入：")
s.sendto(data.encode(),addr)
#等待接收数据
redata = s.recvfrom(1024)
#1024表示本次接收的最大字节数
print(redata)
s.close()

from socket import *
s = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
addr = ("192.168.19.138",8080)
s.sendto("你好啊".encode("gb2312"),addr)
redata = s.recvfrom(1024)
print(redata)
s.close()

绑定信息：
如果信息没有绑定，每发送一次信息，系统会随机分配一个端口
还要避免同一台计算机上的不同进程端口号相同的问题

绑定信息：让一个进程可以使用固定的端口
一般情况下，发送方不绑定端口，接收方会绑定
from socket import *
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) #创建套接字
s.bind(('', 8788))   #绑定一个端口，ip地址和端⼝号，ip⼀般不⽤写
addr = ('192.168.1.17', 8080)   #准备接收方地址
data = input("请输入：")
s.sendto(data.encode(),addr)
redata = s.recvfrom(1024) #1024表示本次接收的最⼤字节数
print(redata)
s.close()

echo服务器：Echo服务是一种非常有用的用于调试和检测的工具。这个协议的作用也十分简单，
接收到什么原封发回

Socket编程-udp编程：
from socket import *
#1创建套接字
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
#2绑定本地信息，不使用随机分配的端口
bindAddr = ("",7088)
udpSocket.bind(bindAddr)#绑定
num = 0

while True:
    #接收对方发送的数据
    recvData = udpSocket.recvfrom(1024)
    print(recvData)
    #将接收到的数据回发给对方
    udpSocket.sendto(recvData[0],recvData[1])
    num += 1
    print("已将接收到的第%d个数据返回给对方，"%num)
udpSocket.close()

聊天室
from socket import *
import time
#1创建套接字
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
bindAddr = ("",7088)
udpSocket.bind(bindAddr)#绑定
while True:
    #接收对方发送的数据
    recvData = udpSocket.recvfrom(1024)
    print('【%s】 %s.%s' %(time.ctime(),recvData[1],recvData[0].decode("GB2312")))
    a = input("请输入：")
    udpSocket.sendto(a.encode('GB2312'),('192.168.1.17',8080))
#5关闭套接字
udpSocket.close()

udp网络通信过程：（类似于发快递）
1，应用层编写数据（你好），然后向下层传递2，传输层在数据前面加上端口号（包括发送端口和目的端口）
3，网络层继续在前面加上IP地址（包括原IP和目的IP）
4，链路层再在前面加上mac地址（mac：硬件地址，用来定义网络设备的位置）
此时数据变成了：mac地址 IP地址 端口号 数据内容
之后通过网络传输给另一台计算机的链路层开始逐步解析判断

练习：
使⽤多线程完成⼀个全双⼯的聊天程序
全双工（Full Duplex）是通讯传输的一个术语。通信允许数据在两个方向上同时传输（电话）
单工是只允许甲方向乙方传送信息，而乙方不能向甲方传送（收音机）
半双工：甲方发消息时乙方只能收不能发（对讲机）

字符集：
ASCII
英文字符集 1个字节
ISO8859-1
西欧字符集  1个字节
BIG5
台湾的大五码，表示繁体汉字  2个字节
GB2312
大陆使用最早、最广的简体中文字符集 2个字节
GBK
GB2312的扩展，可以表示繁体中文  2个字节
GB18030
最新GBK的扩展，可以表示汉字、维吾尔文、藏文等中华民族字符  2个字节
Unicode
国际通用字符集  2个字节

UDP协议：
导入模块：
from socket import *
准备接受方的地址
注意，要放在元组中
IP地址，放在字符串当中
addr = ("192.168.19.138",2425)
创建套接字对象
s1 = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
data = input("请输入：")
发送消息，先写要发送的数据（要转成字节流，这是网络传输数据的规定）
后面要写接收方地址
s1.sendto(data.encode("gb2312"),addr)
s1.sendto("abc".encode("gb2312"),addr)
s1.close()