标签：网卡   电视节目   是的   单元   获取   阻塞与非阻塞   int   之间   出错   

一  客户端/服务器结构

客户端/服务器架构又称为c/s架构是编程中常用的架构模式之一

示例：

1： 硬件C/S架构(打印机)

2：互联网中处处是C/S架构

　　腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频）

c/s 架构和socket之间的关系：

我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

二  OSI层

1  什么是互联网

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运行了

具备了硬件 操作系统  应用软件只可以自己运行  如果想要和其他人一起玩儿  那么就需要通过网络来实现了   所说的网络也就是互联网

那么问题来了  什么是互联网呢

所谓的互联网其实就是 一堆协议  协议就是标准

如果把计算机比作人，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，那所有的计算机都就可以按照统一的标准去收发信息从而完成通信

2  互联网的层次划分

一台硬设有了操作系统，然后装上软件你就可以正常使用了，然而你也只能自己使用

像这样，每个人都拥有一台自己的机器，然而彼此孤立

如何能大家一起玩耍      这就需要用到互联网 来实现计算机之间的相互交流

上面提到过  互联网其实就是一堆协议(互联网协议’（Internet Protocol Suite).)通过这个协议计算机之间就能可以进行交流

互联网协议按照功能不同分为osi七层或tcp/ip五层或tcp/ip四层 

根据功能分为四层  五层  七层  一般最常用 的就是五层协议  下面详细说明

tcp/ip五层  包括物理层   数据链路层   网络层    传输层     应用层

物理层   以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

物理层功能：主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0

数据链路层   传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU

数据链路层的功能：定义了电信号的分组方式

以太网协议：

早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet

ethernet规定

• 一组电信号构成一个数据包，叫做‘帧’
• 每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

head包含：(固定18个字节)

• 发送者／源地址，6个字节
• 接收者／目标地址，6个字节
• 数据类型，6个字节

data包含：(最短46字节，最长1500字节)

• 数据包的具体内容

head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送

mac地址：

head中包含的源和目标地址由来：ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即mac地址

mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）

广播：

有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信了（一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址）

ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼

有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了

网络层      为数据包选择路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP

网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址

上图结论：必须找出一种方法来区分哪些计算机属于同一广播域，哪些不是，如果是就采用广播的方式发送，如果不是，

就采用路由的方式（向不同广播域／子网分发数据包），mac地址是无法区分的，它只跟厂商有关

IP协议：

• 规定网络地址的协议叫ip协议，它定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示
• 范围0.0.0.0-255.255.255.255
• 一个ip地址通常写成四段十进制数，例：172.16.10.1

ip地址分成两部分

• 网络部分：标识子网
• 主机部分：标识主机

注意：单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类，从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网

例：172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网

子网掩码

所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址，也是一个32位二进制数字，它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。

知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。

比如，已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0，请问它们是否在同一个子网络？两者与子网掩码分别进行AND运算，

172.16.10.1：10101100.00010000.00001010.000000001

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

172.16.10.2：10101100.00010000.00001010.000000010

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果：10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

结果都是172.16.10.0，因此它们在同一个子网络。

总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。

ip数据包

ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分

head：长度为20到60字节

data：最长为65,515字节。

而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据包，分开发送了。

 ARP协议

arp协议由来：计算机通信基本靠吼，即广播的方式，所有上层的包到最后都要封装上以太网头，然后通过以太网协议发送，在谈及以太网协议时候，我门了解到

通信是基于mac的广播方式实现，计算机在发包时，获取自身的mac是容易的，如何获取目标主机的mac，就需要通过arp协议

arp协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址

协议工作方式：每台主机ip都是已知的

例如：主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24

一：首先通过ip地址和子网掩码区分出自己所处的子网

二：分析172.16.10.10/24与172.16.10.11/24处于同一网络(如果不是同一网络，那么下表中目标ip为172.16.10.1,通过arp获取的是网关的mac)

三：这个包会以广播的方式在发送端所处的自网内传输，所有主机接收后拆开包，发现目标ip为自己的，就响应，返回自己的mac

 传输层     提供端对端的接口 TCP，UDP

传输层功能：建立端口到端口的通信

那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机，如何标识这台主机上的应用程序，答案就是端口，端口即应用程序与网卡关联的编号。

端口范围0-65535，0-1024为系统占用端口

tcp协议：

可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。

udp协议：

不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。

tcp三次握手和四次挥手

应用层     文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet

应用层功能：规定应用程序的数据格式。

TCP协议可以为各种各样的程序传递数据，比如Email、WWW、FTP等等。那么，必须有不同协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式，这些应用程序协议就构成了”应用层”。

socket

什么是socket

我们经常把socket翻译为套接字，socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。

两个进程如果需要进行通讯最基本的一个前提能能够唯一的标示一个进程，在本地进程通讯中我们可以使用PID来唯一标示一个进程，但PID只在本地唯一，网络中的两个进程PID冲突几率很大，这时候我们需要另辟它径了，我们知道IP层的ip地址可以唯一标示主机，而TCP层协议和端口号可以唯一标示主机的一个进程，这样我们可以利用ip地址＋协议＋端口号唯一标示网络中的一个进程。能够唯一标示网络中的进程后，它们就可以利用socket进行通信了

socket

 概述

socket是网络连接端点,浏览器的网站和你(用户)两端使用各自的socket来发送和接收信息。

　　网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。

建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API)，对底层协议TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，抽象化这就是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。

Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，

用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。

在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。

Socket正如其英文原意那样，像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电， 有的提供110伏交流电，有的则提供有线电视节目。

客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务。

 

套接字

源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合称为套接字。其用于标识客户端请求的服务器和服务。

它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必需的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

 

套接字，是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看做是不同主机之间的进程进行双向通信的端点，简单的说就是通信的两方的一种约定，用套接字中的相关函数来完成通信过程。

　　非常非常简单的举例说明下:Socket=Ip address+ TCP/UDP + port。

主要参数

区分不同应用程序进程间的网络通信和连接,主要有3个参数：通信的目的IP地址、使用的传输层协议(TCP或UDP)和使用的端口号。

Socket原意是 “插座”。通过将这3个参数结合起来，与一个“插座”Socket绑定，应用层就可以和传输层通过套接字接口，

区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

Socket可以看成在两个程序进行通讯连接中的一个端点，是连接应用程序和网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建，通过绑定与网络驱动建立关系。

此后，应用程序送给Socket的数据，由Socket交给网络驱动程序向网络上发送出去。

计算机从网络上收到与该Socket绑定IP地址和端口号相关的数据后，由网络驱动程序交给Socket，应用程序便可从该Socket中提取接收到的数据

网络应用程序就是这样通过Socket进行数据的发送与接收的。

 

套接字工作流程(基于tcp)

　　tcp是基于链接的，必须先启动服务端，然后再启动客户端去链接服务端

 

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

示例：

#服务端   在tcp协议中必须先运行服务端
import socket
# 1.买手机
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#获取tcp/ip套接字
#SOCKET socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)
# SOCKET 其实也就一个整数，宏定义了的
# socket（）是一个函数，创建一个套接字，
# AF_INET 表示用IPV4地址族，
# SOCK_STREAM 是说是要是用流式套接字
# 0 是指不指定协议类型，系统自动根据情况指定


# 2.绑定手机卡
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080))

#3.开机
phone.listen(5)
#5代表最大链接挂起数,控制最多来5个链接

#4.等电话链接
print(‘starting...‘)
while True:
    conn,addr=phone.accept()
    print(‘IP:%s,PORT%s‘%addr[0],addr[1])

    # 5.收发消息
    while True:
        try:
            data=conn.recv(1024) #最大收1024
            if not data:break
            conn.send(data.upper())
        except Exception:
            break

    #6.挂电话
    conn.close()

# 7.关机
phone.close(

socket服务端示例

注意     在tcp协议中必须先运行服务端  这是规定死的    如果在udp协议中则先预习服务端和先运行客户端那个都行

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

 

 

import socket
# 1.买手机
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

#2.打电话
phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080))

# 3.发收消息
while True:#新增通信循环,客户端可以不断发收消息
    msg=input(‘>>: ‘).strip()
    if not msg:continue
    phone.send(msg.encode(‘utf-8‘))#发消息,说话(只能发送字节类型)
    print(‘has send==>‘)
    data=phone.recv(1024)#收消息,听电话
    phone(‘has recv‘)
    print(data.decode(‘utf-8‘))

# 4.关机
phone.close() #挂电话

客户端示例

 

 

 

 

socket编程

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原文地址：http://www.cnblogs.com/bypp/p/7592782.html