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网络通信，IP地址， 端口，socket
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目录 1. 什么是网络 2. 使用网络的目的 ip地址 1. 什么是地址 2. ip地址的作用 查看或配置网卡信息：ipconfig 测试远程主机连通性：ping 3. ip地址的分类（了解） 端口 1. 什么是端口 2. 端口号 3. 端口是怎样分配的 4. 小总结 socket简介 1. 不同电脑上的进程之间如何通信 2. 什么是socket 3. 创建socket 1. 什么是网络说明 网络就是一种辅助双方或者多方能够连接在一起的工具如果没有网络可想单机的世界是多么的孤单单机游戏（不能和远在他乡的朋友一起玩）
2. 使用网络的目的 就是为了联通多方然后进行通信用的，即把数据从一方传递给另外一方 前面的学习编写的程序都是单机的，即不能和其他电脑上的程序进行通信 为了让在不同的电脑上运行的软件，之间能够互相传递数据，就需要借助网络的功能 小总结 使用网络能够把多方链接在一起，然后可以进行数据传递所谓的网络编程就是，让在不同的电脑上的软件能够进行数据传递，即进程之间的通信
地址就是用来标记地点的 2. ip地址的作用
ip地址：用来在网络中标记一台电脑，比如192.168.1.1；在本地局域网上是唯一的。 查看或配置网卡信息：ipconfig如果，我们只是敲：ipconfig，它会显示所有网卡的信息： 测试远程主机连通性：ping 通常用ping来检测网络是否正常 3. ip地址的分类（了解）每一个IP地址包括两部分：网络地址和主机地址
3.1 A类IP地址 一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围1.0.0.1-126.255.255.254 二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110 可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1677214个主机 3.2 B类IP地址 一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”， 地址范围128.1.0.1-191.255.255.254 二进制表示为：10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111 11111111 11111111 11111110 可用的B类网络有16384个，每个网络能容纳65534主机 3.3 C类IP地址 一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110” 范围192.0.1.1-223.255.255.254 二进制表示为: 11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111 11111111 11111110 11111110 C类网络可达2097152个，每个网络能容纳254个主机 3.4 D类地址用于多点广播 单播，多播（一对几个），广播（一对所有） D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。 它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中 多点广播地址用来一次寻址一组计算机 s 地址范围224.0.0.1-239.255.255.254 3.5 E类IP地址 以“1111”开始，为将来使用保留 E类地址保留，仅作实验和开发用 3.6 私有ip 在这么多网络IP中，国际规定有一部分IP地址是用于我们的局域网使用，也就 是属于私网IP，不在公网中使用的，它们的范围是： 10.0.0.0～10.255.255.255 172.16.0.0～172.31.255.255 192.168.0.0～192.168.255.2553.7 注意 IP地址127．0．0．1~127．255．255．255用于回路测试， 如：127.0.0.1可以代表本机IP地址，用http://127.0.0.1就可以测试本机中配置的Web服务器。 端口 1. 什么是端口
端口就好一个房子的门，是出入这间房子的必经之路。
如果一个程序需要收发网络数据，那么就需要有这样的端口 在linux系统中，端口可以有65536（2的16次方）个之多！ 既然有这么多，操作系统为了统一管理，所以进行了编号，这就是端口号 网络通信必备ip和端口号 进程是运行起来的程序。 2. 端口号 端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0到65535 注意：端口数不一样的*nix系统不一样，还可以手动修改 3. 端口是怎样分配的端口号不是随意使用的，而是按照一定的规定进行分配。 端口的分类标准有好几种，我们这里不做详细讲解，只介绍一下知名端口和动态端口 3.1 知名端口（Well Known Ports） 知名端口是众所周知的端口号，范围从0到1023 80端口分配给HTTP服务 21端口分配给FTP服务可以理解为，一些常用的功能使用的号码是估计的，好比 电话号码110、10086、10010一样
一般情况下，如果一个程序需要使用知名端口的需要有root权限 3.2 动态端口（Dynamic Ports） 动态端口的范围是从1024到65535 之所以称为动态端口，是因为它一般不固定分配某种服务，而是动态分配。 动态分配是指当一个系统程序或应用程序程序需要网络通信时，它向主机申请一个端口，主机从可用的端口号中分配一个供它使用。 当这个程序关闭时，同时也就释放了所占用的端口号 3.3 怎样查看端口 ？ 用“netstat －an”查看端口状态lsof -i [tcp/udp]:2425 4. 小总结端口有什么用呢 ？ 我们知道，一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务，比如HTTP（万维网服务）、FTP（文件传输）、SMTP（电子邮件）等，这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么，主机是怎样区分不同的网络服务呢？显然不能只靠IP地址，因为IP地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务的。 需要注意的是，端口并不是一一对应的。比如你的电脑作为客户机访问一台WWW服务器时，WWW服务器使用“80”端口与你的电脑通信，但你的电脑则可能使用“3457”这样的端口。 socket简介 1. 不同电脑上的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1台电脑上可以通过进程号（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进程（进程）。 这样利用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 注意： 所谓进程指的是：运行的程序以及运行时用到的资源这个整体称之为进程（在讲解多任务编程时进行详细讲解）所谓进程间通信指的是：运行的程序之间的数据共享后面课程中会详细说到，像网络层等知识，不要着急 2. 什么是socketsocket(简称 套接字) 是进程间通信的一种方式，它与其他进程间通信的一个主要不同是： 它能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多都是基于 Socket 来完成通信的 例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等
3. 创建socket 在 Python 中 使用socket 模块的函数 socket 就可以完成： import socket socket.socket(AddressFamily, Type)说明： 函数 socket.socket 创建一个 socket，该函数带有两个参数： Address Family：可以选择 AF_INET（用于 Internet 进程间通信） 或者 AF_UNIX（用于同一台机器进程间通信）,实际工作中常用AF_INET, IPV4/IPV6Type：套接字类型，可以是 SOCK_STREAM（流式套接字，主要用于 TCP 协议）或者 SOCK_DGRAM（数据报套接字，主要用于 UDP 协议）创建一个tcp socket（tcp套接字） import socket # 创建tcp的套接字 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # ...这里是使用套接字的功能（省略）... # 不用的时候，关闭套接字 s.close()创建一个udp socket（udp套接字） import socket # 创建udp的套接字 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # ...这里是使用套接字的功能（省略）... # 不用的时候，关闭套接字 s.close()说明 套接字使用流程 与 文件的使用流程很类似 创建套接字使用套接字收/发数据关闭套接字 测试代码
server.py ''' 服务器 和客户端编程相比，服务器编程就要复杂一些。 ''' ''' 服务器进程首先要绑定一个端口并监听来自其他客户端的连接。 如果某个客户端连接过来了，服务器就与该客户端建立Socket连接，随后的通信就靠这个Socket连接了。 ''' ''' 服务器会打开固定端口（比如80）监听，每来一个客户端连接，就创建该Socket连接。 由于服务器会有大量来自客户端的连接，所以，服务器要能够区分一个Socket连接是和哪个客户端绑定的。 一个Socket依赖4项：服务器地址、服务器端口、客户端地址、客户端端口来唯一确定一个Socket。 ''' ''' 服务器还需要同时响应多个客户端的请求 所以，每个连接都需要一个新的进程或者新的线程来处理，否则，服务器一次就只能服务一个客户端了。 ''' ''' 服务器可能有多块网卡，可以绑定到某一块网卡的IP地址上，也可以用0.0.0.0绑定到所有的网络地址，还可以用127.0.0.1绑定到本机地址。 127.0.0.1是一个特殊的IP地址，表示本机地址，如果绑定到这个地址，客户端必须同时在本机运行才能连接，也就是说，外部的计算机无法连接进来。 ''' ''' 编写一个简单的服务器程序 它接收客户端连接，把客户端发过来的字符串加上Hello再发回去。 ''' import socket import threading import time # 每个连接都必须创建新线程（或进程）来处理 # 否则，单线程在处理连接的过程中，无法接受其他客户端的连接： def tcplink(sock,addr): print('Accept new connection from %s:%s...' % addr) sock.send(b'Welcome!') while True: data = sock.recv(1024) time.sleep(1) if not data or data.decode('utf-8') == 'exit': break sock.send(('Hello Python Server,%s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8')) sock.close() print('Connection from %s:%s closed.' % addr) # 创建一个基于IPv4和TCP协议的Socket： s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 绑定监听的地址和端口 s.bind(('127.0.0.1', 2222)) # 调用listen()方法开始监听端口，传入的参数指定等待连接的最大数量 s.listen(5) print('Waiting for connection...') # 服务器程序通过一个永久循环来接受来自客户端的连接 # accept()会等待并返回一个客户端的连接: while True: # 接受一个新连接: sock, addr = s.accept() print('addr:',addr) # 创建新线程来处理TCP连接: t = threading.Thread(target = tcplink, args=(sock,addr)) t.start()client.py ''' 测试服务器程序，我们还需要编写一个客户端程序： ''' import socket s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 建立连接: s.connect(('127.0.0.1',2222)) # 接收欢迎消息: print(s.recv(1024).decode('utf-8')) for data in [b'Michael',b'Tracy',b'Jue']: # 发送数据: s.send(data) print(s.recv(1024).decode('utf-8')) s.send(b'exit') s.close()
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