溫故而知新--day5

ip地址

IP是英文Internet Protocol的縮寫，意思是“網路之間互連的協議”，也就是為計算機網路相互連接進行通信而設計的協議，當多個設備要進行通信的時候，ip地址必須唯一，

IP地址=網路地址+主機地址，（又稱：網路號和主機號組成）
網路號、主機號的確定需要“子網掩碼”

公網ip分類

• A類：該類IP地址的最前面為“1000”（1.0.0.0-126.0.0.0）（默認子網掩碼：255.0.0.0或 0xFF000000）
• B類：該類IP地址的最前面為“1100”（128.1.0.0-191.255.0.0）（默認子網掩碼：255.255.0.0或0xFFFF0000）
• C類：該類IP地址的最前面為“1110”（192.0.1.0-223.255.255.0）（子網掩碼：255.255.255.0或 0xFFFFFF00）
• D類：是多播地址，該類IP地址的最前面為“1110”，所以地址的網路號取值于224~239之間，一般用于多路廣播用戶，
• E類：是保留地址，該類IP地址的最前面為“1111”，所以地址的網路號取值于240~255之間，

私有地址
私有地址是不能直接在Internet網路中應用的，要上Internet的話要轉為公有地址，私有ip有以下幾種：

• A:：10.0.0.0-10.255.255.255 即10.0.0.0/8
• B：172.16.0.0-172.31.255.255即172.16.0.0/12
• C：192.168.0.0-192.168.255.255 即192.168.0.0/16

子網掩碼
子網掩碼是用來判斷任意兩臺計算機的ip地址是否屬于同一子網路的根據，最為簡單的理解就是兩臺計算機各自的ip地址與子網掩碼進行and運算后，得出的結果是相同的，則說明這兩臺計算機是處于同一個子網路上的，可以進行直接的通訊，

圖中還可以寫成：192.168.1.1/24
24就是1的個數
埠
只使用ip地址進行通信只能精確到某臺主機，因此加入了可以區別不同程式的識別符號：埠，

埠使用2個位元來表示，范圍為是0~25535，
埠分為兩種：

• 周知埠（Well Known Ports）
  • 周知埠是眾所周知的埠號，范圍從0到1023，其中80埠分配給WWW服務，21埠分配給FTP服務等，
  • 周知埠的監聽需要有root權限，
• 動態埠（Dynamic Ports）
  • 動態埠的范圍是從1024到65535，之所以稱為動態埠，是因為它一般不固定分配某種服務，而是動態分配，

更多見：

• IP地址，子網掩碼，默認網關，DNS服務器詳解
• 計算機網路: IP地址，子網掩碼，網段表示法，默認網關，DNS服務器詳解

iso七層

socket

socket為套接字，是在應用層和傳輸層之間的一個抽象層，它把TCP/IP層復雜的操作抽象為幾個簡單的介面供應用層呼叫已實作行程在網路中通信，socket是"打開—讀/寫—關閉"模式的實作，

TCP

TCP/IP協議是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網路的基礎，由網路層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成，
TCP協議就像打電話一樣，有“打-通話-掛”三個程序，“打”：是指客戶端與服務端建立鏈接（三次握手）；“通話”：兩端進行通信；“掛”：客戶端或服務端發起斷開請求，

注：seq:"sequance"序列號；ack:"acknowledge"確認號；SYN:"synchronize"請求同步標志；；ACK:"acknowledge"確認標志"；FIN："Finally"結束標志，

在python中簡單使用TCP

參考tcp cs模型：

"""
服務端
"""

import socket
tcp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)   # SOCK_STREAM是tcp協議

# 系結ip地址和監聽的埠
tcp_sock.bind(("", 8899))      # ip地址為空字串時，指的是本機
tcp_sock.listen(50)            # 快取區大小

# 等待鏈接
new_sock, addr = tcp_sock.accept()


recv_data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/new_sock.recv(1024)     # 收
print(recv_data.decode())
new_sock.send(recv_data)            # 發
# 關閉
new_sock.close()
tcp_sock.close()




"""
客戶端
"""

import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 連接
s.connect(("127.0.0.1", 8899))
s.send(b"hello")

data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/s.recv(1024)
print(data.decode())

s.close()

并發

上面這個簡單的例子只能簡單處理一個請求，要想同時處理多個請求，可以用一下方法實作：

• 多線（進）程

  """
  服務端
  """
  
  import socket
  from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
  
  
  def process_client(client, addr):
  	"""
  	處理過來的鏈接，進行收發處理
  	"""
  	try:
  		while True:
  			recv_data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/client.recv(1024)     # 收
  			print(recv_data.decode())
  			client.send(recv_data)            # 發
  	finally:
  		# 關閉
  		client.close()
  
  
  def main():
  
  	tcp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  	tcp_sock.bind(("", 8899))      # ip地址為空字串時，指的是本機
  	tcp_sock.listen(50)            # 快取區大小
  
  	# 等待鏈接
  	try:
  		while True:
  			new_sock, addr = tcp_sock.accept()
  			with ThreadPoolExecutor(12) as t:
  				t.submit(process_client, new_sock, addr)
  				# 假如是多行程的話，此時應該加上 new_socke.close()
  				# 因為在使用多行程時，資源會再復制一份到另一行程
  	finally:
  		tcp_sock.close()
  
  
  if __name__ == '__main__':
  	main()
  
  """
  客戶端
  """
  
  import socket
  
  s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  
  # 連接
  s.connect(("127.0.0.1", 8899))
  
  while True:
  	data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/input(">>>")
  	if not data:
  		continue
  	s.send(data.encode())
  	print(s.recv(1024).decode())
  
  s.close()

• socketserver
  python中除了有socket庫提供socket支持外，還有socketserver提供服務器中心類，可以簡化網路服務器的開發，
  使用步驟：

  • 1、創建一個繼承socketserver.BaseRequestHandler的類

  • 2、類中必須重寫一個名為handler的方法

  • 3、實體化一個服務器類，傳入服務器的地址和請求處理程式類

  • 4、呼叫serve_forever()事件回圈監聽

  注意：類中的self.request在TCP時為已鏈接的套接字物件；UDP時為(data, udp socket物件) 需要借助self.client_address發資料

  """
  服務端
  """
  
  import socketserver
  
  
  class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
     def handle(self) -> None:
     	print(self.client_address)      # 地址
     	while True:
     		recv_data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/self.request.recv(1024)     # 收
     		# print(recv_data.decode())
     		self.request.send(recv_data)           # 發
  
  
  def main():
     s = socketserver.ThreadingTCPServer(("", 8899), MyServer)
     s.serve_forever()
  
  
  if __name__ == '__main__':
     main()

  更多見：socketserver模塊使用方法

• io多路復用
  見day4的最后例子

UDP

無連接的、簡單的、面向資料包的傳輸層協議，

簡單收發例子

"""
服務端
"""

import socket


udp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

udp_sock.bind(("", 8899))

while True:
    data, addr = udp_sock.recvfrom(1024)
    print(data)
    udp_sock.sendto(data, addr)


"""
客戶端
"""

import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/input(">>>")
# 發送訊息，資料+ip埠
s.sendto(data.encode(), ("127.0.0.1", 8899))
print(s.recvfrom(1024))

s.close()

udp廣播
要點：

1. 發送地址為<broadcast>
2. 設定socket選項

   """
   udp廣播
   局域內，只要監聽8899埠，都能收到訊息
   """
   
   import socket
   
   udp_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
   # 發送的地址
   ip_port = ("<broadcast>", 8899)
   # 修改socket選項, 固定格式
   udp_sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)
   udp_sock.sendto(b"test", ip_port)
   
   while True:
      recv_data = https://www.cnblogs.com/lczmx/p/udp_sock.recvfrom(1024)
      print(recv_data)
   

http

什么是http協議

http協議是Hypertext Transfer Protocol --（超文本傳輸協議）的縮寫，在互聯網領域用得非常多的通訊協議，
HTTP是一個應用層協議，由請求和回應構成，是一個標準的客戶端服務器模型，HTTP是一個無狀態的協議，
HTTP協議是建立在TCP協議之上的一種應用，
1）在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接，在處理完本次請求后，就自動釋放連接，
2）在HTTP 1.1中，可以在一次連接中處理多個請求，并且多個請求可以重疊進行，不需要等待一個請求結束后再發送下一個請求，
http的程序

1. 服務端監聽80埠，等待請求
2. 客戶端（一般為瀏覽器）發起請求
3. 服務端處理請求，回傳資料
4. 客戶端或服務端斷開鏈接

URI和URL

URI用字串標示某一互聯網資源，而URL表示資源的地點，可見URL是URI的子集，
URI要使用涵蓋全部必要資訊的URI、絕對URL以及相對URL，
相對URL是指從瀏覽器中基本URI處理的URL，來先看下URI的格式：

請求報文

POST /test/index.html HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Language: zh-cn
host: localhost
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 12
Connection:close
sn=123&n=asa

回應報文

HTTP/1.1 200 OK
Server:Apache Tomcat/5.0.12
Date:Mon,6Oct2003 13:23:42 GMT
Content-Length:112
 
<html>
<head>
<title>HTTP回應示例<title>
</head>
<body>
Hello HTTP!
</body>
</html>

請求方法

• GET
  服務器將URL定位的資源放在回應報文的資料部分，回送給客戶端
  利用？在URL的結尾表示傳參，多個引數之間用&隔開，如/index.html?id=10&op=bind，傳遞引數長度受限制，且不適合傳送私密資料，

• POST
  POST方法將請求引數封裝在HTTP請求資料中，以名稱/值的形式出現，可以傳輸大量資料，如請求報文哪里的例子，

• HEAD
  像GET，只不過服務端接受到HEAD請求后只回傳回應頭，而不會發送回應內容，適用于查看某個頁面的狀態，

• PUT
  可用來傳輸檔案，就像FTP協議的檔案上傳一樣，要求在請求報文的主體中包含檔案內容，然后保存到請求url指定的位置，由于put的方法不帶驗證機制，任何人都可以上傳檔案，存在安全性問題，

• DELETE
  用來洗掉檔案，是與put相反的方法，delete方法按照請求url洗掉指定的資源，其本質和put方法一樣不帶驗證機制，

全部方法：

狀態碼

狀態代碼由三位數字組成，第一個數字定義了回應的類別，且有五種可能取值，

1xx：指示資訊--表示請求已接收，繼續處理，
2xx：成功--表示請求已被成功接收、理解、接受，
3xx：重定向--要完成請求必須進行更進一步的操作，
4xx：客戶端錯誤--請求有語法錯誤或請求無法實作，
5xx：服務器端錯誤--服務器未能實作合法的請求，
常見狀態代碼、狀態描述的說明如下，

200 OK：客戶端請求成功，
400 Bad Request：客戶端請求有語法錯誤，不能被服務器所理解，
401 Unauthorized：請求未經授權，這個狀態代碼必須和WWW-Authenticate報頭域一起使用，
403 Forbidden：服務器收到請求，但是拒絕提供服務，
404 Not Found：請求資源不存在，舉個例子：輸入了錯誤的URL，
500 Internal Server Error：服務器發生不可預期的錯誤，
503 Server Unavailable：服務器當前不能處理客戶端的請求，一段時間后可能恢復正常，舉個例子：HTTP/1.1 200 OK（CRLF），

cookie

Cookie是用于維持服務端會話狀態的，通常由服務端寫入，在后續請求中，供服務端讀取的一段文本，
cookie技術通過在請求和相應報文中寫入cookie資訊來控制客戶端的狀態，cookie會根據從服務端發送的相應報文內的一個叫做set-cookie的首部欄位資訊，通知客戶端保存cookie，當下次客戶端再往服務器發送請求的時候，客戶端會自動在請求頭加入cookie值后發送出去

更多：細說Cookie

session

Session是服務器端使用的一種記錄客戶端狀態的機制，使用上比Cookie簡單一些，相應的也增加了服務器的存盤壓力，
Session物件在客戶端第一次請求服務器的時候創建，
更多：cookie和session的詳解與區別

https

詳見此文：HTTPS科普掃盲帖

websocket

【待完成】

擴展：

計算機網路基礎知識總結

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標籤：Python

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