Python 學習筆記（七）--socket

1.網路七層模型及主要協議

2.TCP的“三次握手”和四次揮手

三次握手

Step1：首先客戶端向服務器端發送一段TCP報文;

Step 2：服務器端接收到來自客戶端的TCP報文之后，結束LISTEN階段,并回傳一段TCP報文;

Step 3：客戶端接收到來自服務器端的確認收到資料的TCP報文之后，明確了從客戶端到服務器的資料傳輸是正常的，結束SYN-SENT階段，并回傳最后一段TCP報文，

此后客戶端和服務器端進行正常的資料傳輸，

四次揮手

Step 1：首先客戶端想要釋放連接，向服務器端發送一段TCP報文;

Step 2：服務器端接收到從客戶端發出的TCP報文之后，確認了客戶端想要釋放連接，隨后服務器端結束ESTABLISHED階段，進入CLOSE-WAIT階段（半關閉狀態）并回傳一段TCP報文；

Step 3：服務器端自從發出ACK確認報文之后，經過CLOSED-WAIT階段，做好了釋放服務器端到客戶端方向上的連接準備，再次向客戶端發出一段TCP報文；

Step 4：客戶端收到從服務器端發出的TCP報文，確認了服務器端已做好釋放連接的準備，結束FIN-WAIT-2階段，進入TIME-WAIT階段，并向服務器端發送一段報文，

服務器端收到從客戶端發出的TCP報文之后結束LAST-ACK階段，進入CLOSED階段，由此正式確認關閉服務器端到客戶端方向上的連接，

3.socket

socket（簡稱 套接字）是行程間通信的一種方式，它與其它行程間通信的一個主要不同是:socket 可以實作不同機器間的行程通信，

下面是簡單的Case,幫助理解，

 客戶端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

##表示創建一個客戶端的socket

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##SOCK_STREAM --表示TCP； SOCK_DGRAM--表示UDP；

##定義一個連接的目標

con_address = ('IP地址',埠號)

##告訴客戶端要連接的服務器的地址和埠號

client.connect(con_address)

##發送data

client.send('python學習筆記'.encode('utf-8'))

##關閉
socket.close()

 服務端，創建socket服務器

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
##創建一個socket物件
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

##系結埠號
server.bind('',埠號) ##第一個引數為空字串時，表示本機的IP

##開啟監聽狀態
server.listen(5)  ###引數為整型，表示訊息可堆積的數量，

while true:
  socket, addr_info = server.accept() ##阻塞的，表示沒有連接的時候，一直等待，回傳值為socket 和 addr_info，wait for an incoming connection. Return a new socket representing the connection, and the address of the client. For IP sockets ,the address info is a pair (hostaddr,port).
  
  ##列印下
  print(socket, addr_info)
  
  ##讀取接受到的資訊
  recv_data = https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/socket.recv(512).decode('utf-8')  ##512是我們定義的bufsize.這個方法回傳的是bytes，
  print('{}發送過來的訊息是:{}' .format(addr_info[0] , recv_data))

  ##關閉
  socket.close()

4.客戶端+服務器 互動通信（單資訊交叉）

客戶端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM

##表示創建一個客戶端的socket

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##SOCK_STREAM --表示TCP； SOCK_DGRAM--表示UDP；

##定義一個連接的目標

con_address = ('IP地址',埠號)

##告訴客戶端要連接的服務器的地址和埠號

client.connect(con_address)
while True:
  msg = input('客戶端輸入:')
  client.send(msg.encode('utf-8'))
  if msg == 'byebye':
    break
  ##接受服務器端的msg
  recv_data = https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/socket.recv(512).decode('utf-8')  ##512是我們定義的bufsize.這個方法回傳的是bytes，
  print('服務器端發送過來的訊息是:{}' .format(recv_data))
  if recv_data =https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/= 'byebye':
    break
##關閉
socket.close()

服務端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
##創建一個socket物件
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

##系結埠號
server.bind('',埠號) ##第一個引數為空字串時，表示本機的IP

##開啟監聽狀態
server.listen(5)  ###引數為整型，表示訊息可堆積的數量，

while True:
  socket, addr_info = server.accept() ##阻塞的，
  while True: ###保證可以對多個客戶端，不能因為一個客戶端，關閉所有，
    ##讀取接受到的資訊
    recv_data = https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/socket.recv(512).decode('utf-8')  
    print('客戶端發送過來的訊息是:{}' .format(recv_data))
    if recv_data =https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/= 'byebye':  ##如果客戶端說byebye,就退出
      break
    msg = input('服務器端輸入:')
    socket.send(msg.encode('utf-8'))
    if msg == 'byebye' : ##如果我們說了byebye,退出
      break  
  ##關閉
  socket.close()
  print(addr_info,'離開了!')

5.借助執行緒，一方可以發送多個訊息

即客戶端與服務端之間的通信不必要限制為一來一回，一問一答

服務端

##服務器端，創建socket服務器

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from threading import Thread
##創建一個socket物件
server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

##系結埠號
server.bind('',埠號)##第一個引數為空字串時，表示本機的IP

##開啟監聽狀態
server.listen(5)  ###引數為整型，表示訊息可堆積的數量

##任務
def send_msg(socket)
  while True:
    msg = input('輸入要發送的訊息:')
    socket.send(msg.encode('utf-8'))

def recv_msg(socket)
  while Ture:##可以持續收訊息
    data=https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/socket.recv(512).decode('utf-8')
    if len(data)==0:
      break
    print('收到客戶端的訊息是'，data)

while True:
  socket, addr_info = server.accept() ##阻塞的
  t_send = Thread(target=send_msg, args=(socket,))
  t_recv = Thread(target=recv_msg, args=(socket,))
  t_send.start()
  t_recv.start()

客戶端

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from threading import Thread
##表示創建一個客戶端的socket

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) ##SOCK_STREAM --表示TCP； SOCK_DGRAM--表示UDP；

##定義一個連接的目標

con_address = ('IP地址',埠號)

##告訴客戶端要連接的服務器的地址和埠號

client.connect(con_address)


##任務
def send_msg(socket)
  while True:
    msg = input('輸入要發送的訊息:')
    socket.send(msg.encode('utf-8'))

def recv_msg(socket)
  while Ture:##可以持續收訊息
    data=https://www.cnblogs.com/xuliuzai/archive/2021/11/06/socket.recv(512).decode('utf-8')
    if len(data)==0:
      break
    print('收到服務器端的訊息是'，data)


t_send = Thread(target=send_msg, args=(client,))
t_recv = Thread(target=recv_msg, args=(client,))
t_send.start()
t_recv.start()

 6.web客戶端訪問

不寫專門的客戶端，借助web進行訪問，并且支持多個web同時訪問（通過協程實作），

web Server 的代碼（服務端）

'''
cilent:瀏覽器客戶端
瀏覽器發出請求（request），Server端回傳回應（response），
request 包含:request 行（里面有請求方法--get,協議--HTTP/1.1）、請求頭【鍵值對】、請求體（POST請求時的資料），
response 包含:response 行（里面有協議--HTTP/1.1，狀態--例如200 ok）、回應頭【鍵值對】、回應體（資料），
'''


##服務器端，創建socket服務器
import gevent   ##匯入協程的包
import gevent import monkey
##注意此時的socket 一定要來自gevent 的包,進行了繼承和封裝
##from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from gevent import socket
from threading import Thread

monkey.patch_all()  

##創建一個socket物件
server = socket.socket()

##系結埠號
server.bind('',埠號)---第一個引數為空字串時，表示本機的IP

##開啟監聽狀態
server.listen(5)  ###引數為整型，表示訊息可堆積的數量

##處理客戶端的訪問
def handle_client(socket)
  recv_data = socket.recv(512).decode('utf-8')
  print(recv_data)

  ##每次訪問回傳的資訊是
  
  msg ='歡迎來此訪問！'
  ##格式化response,需要有回應行、回應頭
  resp_line = 'HTTP/1.1 200 OK\r\n' ##\r\n格式有換行要求
  resp_header = 'Content-Type:text/html\r\ncharset=utf-8\r\nServer:testServer\r\n' 

  resp=  resp_line + resp_header +'\r\n'+msg  ##拼湊完整的回傳體，注意回傳體結束結尾需是兩個換行，添加一個

  socket.send(resp.encode('utf-8'))
  socket.colse() ##聊天結束

while True:
  socket, addr_info = server.accept()  
  print(addr_info,'請求訪問！')
  gevent.spawn(handle_cilent,socket)

 7.socket 常用函式和方法的梳理

s.bind()

系結(主機,埠號)到套接字

s.listen()

開始TCP監聽

s.accept()

被動接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來

參考

1.TCP/IP協議（一）網路基礎知識 網路七層協議

https://www.cnblogs.com/wanghuaijun/p/10092930.html

2.計算機各層網路協議 

https://www.cnblogs.com/weiliuyby/p/8030175.html

3.Python3之socket編程

https://www.cnblogs.com/zhangyingai/p/7097922.html

4.詳解 TCP 連接的“ 三次握手 ”與“ 四次揮手 ”

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1654225744653405133&wfr=spider&for=pc

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