Python学习笔记：day28 TCP\\UDP协议 & OSI七层模型 & socket通信

内容回顾

• 网络概念
• 网络架构
  • C/S client - server
  • B/S brower-server
    • web服务
  • B/S 是特殊的C/S
• 物理设备
  • 网卡 mac地址 全球唯一的物理地址
  • 交换机 完成局域网内的多台机器之间的通信
    • 单播 组播 广播
    • 只能识别mac地址
    • arp协议（地址解析协议）：通过IP地址获取mac地址
      • 由交换机完成的
      • 广播 单播
  • 路由器 完成局域网与局域网之间的联系
    • 能识别IP地址
    • 网段
    • 网关ip
      • 访问局域网外部服务的一个出口ip
  • ip地址在网络上定位一台机器
    • ipv4
    • ipv6
  • port能够在网络上定位一台机器上的一个服务
    • 0-65535

今日内容

概念

• TCP协议 ---- 打电话

  • 协议的特点：可靠、慢 全双工通信

  • 建立连接的时候：三次握手

  • 断开连接的时候：四次挥手

  • 在建立其连接之后，发送的每一条信息都有回执，为了保证数据的完整性，还有重传机制

  • 长连接：会一直占用双方的端口

  • 能够传递的数据的长度是没有限制的

  • IO(input,output)操作,输入和输出是相对内存来说的

    • write send - output
    • read recv - input

    

• UDP协议 --- 发短信

  • 协议的特点：无连接的 速度快
  • 可能会丢消息
  • 能够传递的数据的长度是有限的，是根据数据传递设备的设置有关系

• 应用场景

  • TCP 文件的上传下载（发送邮件、网盘、缓存电影）
  • UDP 即时通讯类的（qq、微信、飞秋）

• OSI七层模型

  • 应用层
  • 表示层
  • 会话层
  • 传输层
  • 网络层
  • 数据链路层
  • 物理层

  每一层的物理设备，每一层的常见协议

• OSI五层协议 协议 物理设备

  • 应用层 http https ftp smtp

    ​ python代码 hello

  • 传输层 tcp /udp协议 端口 四层路由器 四层交换机

  • 网络层 ipv4/ipv6协议 三层路由器 三层交换机

  • 数据链路层 mac地址 arp协议 网卡、交换机 二层交换机

  • 物理层

代码部分

1. 介绍socket（套接字）

   1. python中借助socket模块，完成soket功能

      

   2. 工作在应用层和传输层之间的抽象层，帮助我们完成了所有信息的组织和拼接

   3. sokcet对于程序员来说 已经是网络操作的底层了

   4. socket历史

      1. 同一台机器上的两个服务之间的通信的
         1. 基于文件
      2. 基于网络的多台机器之间的多个服务通信

2. 使用socket完成tcp协议的web通信

   1. 练习

      

      ##server.py
      import socket
      
      sk = socket.socket()
      sk.bind((\'127.0.0.1\',9000))
      sk.listen()   #n
      print(\'*\'*20)
      conn,addr = sk.accept()   #阻塞
      while True:
          msg = conn.recv(1024)
          print(msg.decode(\'utf-8\'))
          inp = input(\'>>>>\')
          conn.send(inp.encode(\'utf-8\'))
      conn.close()
      sk.close()
      
      
      ##client.py
      import socket
      
      sk = socket.socket()
      sk.connect((\'127.0.0.1\',9000))
      while True:
          inp = input(\'>>>\')
          sk.send(inp.encode(\'utf-8\'))
          msg = sk.recv(1024)
          print(msg.decode(\'utf-8\'))
      sk.close()
      

      ###server.py
      import socket
      
      sk = socket.socket()
      sk.bind((\'127.0.0.1\',9000))
      sk.listen()   #n 允许多少客户端等待
      print(\'*\'*20)
      while True:  #outer
          conn,addr = sk.accept()   #阻塞
          while True: #inner
              msg = conn.recv(1024).decode(\'utf-8\')
              if msg == b\'Q\': break
              print(msg)
              inp = input(\'>>>>\')
              conn.send(inp.encode(\'utf-8\'))
              if inp.upper() == \'Q\':
                  break
          conn.close()
      sk.close()
      
      
      #想说啥说啥   input
      #想说多久说多久   while True:  #inner
      #和一个人聊完再和另一个人聊   while True:   #outer
      
      
      ###client.py
      import socket
      
      sk = socket.socket()
      sk.connect((\'127.0.0.1\',9000))
      while True:
          inp = input(\'>>>\')
          if inp.upper() == \'Q\':
              break
          sk.send(inp.encode(\'utf-8\'))
          msg = sk.recv(1024).decode(\'utf-8\')
          if msg == b\'Q\':break
          print(msg)
      sk.close()
      

3. 使用socket完成udp协议的web通信

   ###server.py
   import socket
   sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
   sk.bind((\'127.0.0.1\',9000))
   while True:
       msg,client_addr = sk.recvfrom(1024)
       print(msg.decode(\'utf-8\'))
       inp = input(\'>>>\').encode(\'utf-8\')
       sk.sendto(inp,client_addr)
   sk.close()
   
   ###client.py
   import socket
   
   sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
   while True:
       inp = input(\'>>>\').encode(\'utf-8\')
       sk.sendto(inp,(\'127.0.0.1\',9000))
       ret = sk.recv(1024)
       print(ret.decode(\'utf-8\'))
   sk.close()
   

作业

1.基于TCP协议实现聊天需求
#基础需求：
    #1.server和client段连接之后，能直到对面这个人是哪一个好友
    #2.不同好友的聊天颜色不同 https://www.cnblogs.com/Eva-J/articles/8330517.html
#进阶需求：
    #多个人能同时互相聊
    
2.基于UDP协议实现聊天需求
#基础需求：
    #能随时退出
    #能实现一个人和多个人聊天
    #并且给每个人表示一个身份
    #每个身份一种颜色
#进阶需求：
    #多个人能同时互相聊
    
3.基于TCP协议实现用户登录
#基础：只能实现基础登录即可
#进阶：加入hashlib密文存储密码
#密文摘要  在server端还是client端

4.基于TCP协议完成文件上传
#基础的需求：两台机器能从一台发送给另一台
#进阶的需求：考虑大文件