网络中进程之间如何通信?
首要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
====================人工互联网协议分层========================
应用层: 它只负责产生相应格式的数据 ssh ftp nfs cifs dns http smtp pop3
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传输层: 定义数据传输的两种模式:
TCP(传输控制协议:面向连接,可靠的,效率相对不高)
UDP(用户数据报协议:非面向连接,不可靠的,但效率高)
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网络层: 连接不同的网络如以太网、令牌环网
IP (路由,分片) 、ICMP、 IGMP
ARP ( 地址解析协议,作用是将IP解析成MAC )
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数据链路层: 以太网传输 mac地址
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物理层: 主要任务是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性 比如网卡等硬件连接
1.TCP和UDP
当您编写socket应用程序的时候,您可以在使用TCP还是使用UDP之间做出选择。它们都有各自的优点和缺点。
TCP是流协议,而UDP是数据报协议。换句话说,TCP在客户机和服务器之间建立持续的开放连接,在该连接的生命期内,字节可以通过该连接写出(并且保证顺序正确)。然而,通过 TCP 写出的字节没有内置的结构,所以需要高层协议在被传输的字节流内部分隔数据记录和字段。
另一方面,UDP不需要在客户机和服务器之间建立连接,它只是在地址之间传输报文。UDP的一个很好特性在于它的包是自分隔的(self-delimiting),也就是一个数据报都准确地指出它的开始和结束位置。然而,UDP的一个可能的缺点在于,它不保证包将会按顺序到达,甚至根本就不保证。当然,建立在UDP之上的高层协议可能会提供握手和确认功能。
对于理解TCP和UDP之间的区别来说,一个有用的类比就是电话呼叫和邮寄信件之间的区别。在呼叫者用铃声通知接收者,并且接收者拿起听筒之前,电话呼叫不是活动的。只要没有一方挂断,该电话信道就保持活动,但是在通话期间,他们可以自由地想说多少就说多少。来自任何一方的谈话都按临时的顺序发生。另一方面,当你发一封信的时候,邮局在投递时既不对接收方是否存在作任何保证,也不对信件投递将花多长时间做出有力保证。接收方可能按与信件的发送顺序不同的顺序接收不同的信件,并且发送方也可能在他们发送信件是交替地接收邮件。与(理想的)邮政服务不同,无法送达的信件总是被送到死信办公室处理,而不再返回给发送。
2.IP和Port
除了TCP和UDP协议以外,通信一方(客户机或者服务器)还需要知道的关于与之通信的对方机器的两件事情:IP地址或者端口。IP地址是一个32位的数据值,为了人们好记,一般用圆点分开的4组数字的形式来表示,比如:64.41.64.172。端口是一个16位的数据值,通常被简单地表示为一个小于65536的数字。一个IP地址获取送到某台机器的一个数据包,而一个端口让机器决定将该数据包交给哪个进程/服务(如果有的话)。
Socket是什么
socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭).
说白了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,它把复杂的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。简单来说socket就是一个模块,ip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。 所以我们只要确立了ip和port就能找到一个应用程序,并且使用socket模块来与之通信。
socket()函数
Python 中,我们用 socket()函数来创建套接字,语法格式如下:
socket.socket([family[, type[, proto]]])
参数
- family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
- type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为
SOCK_STREAM
或SOCK_DGRAM
- protocol: 一般不填默认为0
TCP编程(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)
数据传输
在此期间形成一个双向的通道进行数据交互
四次挥手
简单实例:
服务端
# import socket # sk=socket.socket(AF_INET,SOCK_STREAM
) # sk.bind((‘127.0.0.1‘,8081)) #绑定ip和端口 # sk.listen() # conn,addr=sk.accept() # # print(addr) # while True: # ret=conn.recv(1024).decode(‘utf-8‘) # if ret==‘886‘: # break # ret=(bytes(ret,encoding=‘utf-8‘)) # print(ret) # content=input(‘<<<‘) # conn.send(bytes(content,encoding=‘utf-8‘)) # conn.close() # sk.close()
客户端
# import socket
# sk=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
# sk.connect((‘127.0.0.1‘,8080))
# while True:
# content=input(‘<<‘)
# if content==‘886‘:
# break
# sk.send(bytes(content,encoding=‘utf-8‘))
# ret=sk.recv(1024).decode(‘utf-8‘)
# print(ret)
# sk.close()