目录
- == 网络编程 ==
- 软件开发架构
- 网络编程
- 互联网协议
- TCP协议的工作原理
- Socket
== 网络编程 ==
软件开发架构
开发软件
必须要开发一套 客户端与服务端
客户端与服务端的作用
服务端:24小时不间断提供服务
客户端:如果想要找服务,就去寻找服务端并享受
软件开发架构分为两种
C/S架构
Client:客户端
Server:客户端
优点:软件的使用稳定,并且可以节省网络资源
缺点:1.若用户想在同意设备上使用多个软件,不许下载多个客户端
2.软件的每一次更新,客户端也必须跟着重新下载更新
C/S架构的软件:电脑上的qq,P有charm,手机上的微信,
B/S架构
Brower:浏览器充当客户端,
Server: 服务端
优点: 以浏览器充当客户端,无需用户下载多个软件,也无需用户下载更新软件版本, 直接在浏览器上访问需要使用的软件。
缺点: 消耗网络资源过大,当网络不稳定时,软件的使用也会不稳定。
B/S架构的软件:
例如: 在浏览器(客户端)上输入某个软件的域名(http://oldboyedu.com/)。
网络编程
网络编程发展历史
所有先进的技术都源于军事,希望通过远程获取数据,所以出现了“网络编程”
早期如何实现远程通信
--打电话 -----》电话线
--纯平电脑-----》网线,有线网卡
--笔记本电脑-----》有线网卡,无线网卡
要实现远程统统相信必须具备
1.物理连接介质-----》网卡.....
2.互联网协议:
人与人之间沟通的介质:中文,英文
计算机之间的沟通介质:互联网协议
互联网协议
互联网协议又称为网络七层协议,OSI七层协议,OSI是一个世界标准组织。
OSI七层协议
—应用层
—表示层
—会话层
—传输层
—网络层
—数据链路层
—物理连接层
优先了解的协议
物理连接层
基于电信号发送二进制的数据
数据链路层
数据链路层的“以太网协议”,专门用于处理基于电信号发送二进制的数据
以太网协议
1.规定好电信号数据的分组方式
2.每一台链接网线的电脑都必须有一块‘网卡“,网卡由不同的厂商生产,每一块网卡都有世界上独一无二的12位编号,”mac地址“,前六位是厂商号,后六位是流水号
交换机
可以让多台电脑连接到一起
基于以太网发送数据
特点:广播,单播
弊端:广播风暴,不能跨局域网通信
互联网
让局域网之间进行通信
网络层
IP地址
用于标识唯一的一台计算机(局域网)的地址。
IP
点分十进制
最小值: 0.0.0.0
最大值: 255.255.255.255
本机IP
回环地址 127.0.0.1 ---> localhost
传输层
TCP/UDP协议,他们都是基于端口工作的。
端口号: 标识电脑上某个一个软件。
-端口号范围: 0-65535
注意:1.操作系统中,一般0-1024的端口都被默认使用了(0-1024不要动)
2.尽量使用8000之后的端口号 8001
开发中常用软件的默认端口号 (默写) : mysql: 3306
ongodb: 27017
Django: 8000
Tomcat: 8080
Flask: 5000
Redis: 6379
若想服务端与客户端进行通信,必须要建立连接,产生双向通道。 一条是客户端往服务端发送消息的。 另一条是服务端往客户端发送消息的。
应用层
http
ftp
总结
ip:用于唯一标识某一台计算机的位置
port:端口用于计算机上的一个应用软件
ip + port:世界上某一天电脑上的一个应用软件
TCP协议的工作原理
TCP是一个流式协议
三次握手,四次挥手(面试会问)
三次握手建连
[]
- 最开始的时候客户端和服务器都是处于CLOSED状态。主动打开连接的为客户端,被动打开连接的是服务器。
- TCP服务器进程先创建传输控制块TCB,时刻准备接受客户进程的连接请求,此时服务器就进入了LISTEN(监听)状态;
- TCP客户进程也是先创建传输控制块TCB,然后向服务器发出连接请求报文,这是报文首部中的同部位SYN=1,同时选择一个初始序列号 seq=x ,此时,TCP客户端进程进入了 SYN-SENT(同步已发送状态)状态。TCP规定,SYN报文段(SYN=1的报文段)不能携带数据,但需要消耗掉一个序号。
- TCP服务器收到请求报文后,如果同意连接,则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1,SYN=1,确认号是ack=x+1,同时也要为自己初始化一个序列号 seq=y,此时,TCP服务器进程进入了SYN-RCVD(同步收到)状态。这个报文也不能携带数据,但是同样要消耗一个序号。
- TCP客户进程收到确认后,还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1,ack=y+1,自己的序列号seq=x+1,此时,TCP连接建立,客户端进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。TCP规定,ACK报文段可以携带数据,但是如果不携带数据则不消耗序号。
- 当服务器收到客户端的确认后也进入ESTABLISHED状态,此后双方就可以开始通信了。
四次挥手断链接
- 数据传输完毕后,双方都可释放连接。最开始的时候,客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态,然后客户端主动关闭,服务器被动关闭。
- 客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部,FIN=1,其序列号为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。
- 服务器收到连接释放报文,发出确认报文,ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器通知高层的应用进程,客户端向服务器的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间,也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
- 客户端收到服务器的确认请求后,此时,客户端就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文(在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据)。
- 服务器将最后的数据发送完毕后,就向客户端发送连接释放报文,FIN=1,ack=u+1,由于在半关闭状态,服务器很可能又发送了一些数据,假定此时的序列号为seq=w,此时,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。
- 客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,而自己的序列号是seq=u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2? *?MSL(最长报文段寿命)的时间后,当客户端撤销相应的TCB后,才进入CLOSED状态。
- 服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态。同样,撤销TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
面试题
为什么客户端最后还要等待2MSL?
MSL(Maximum Segment Lifetime),TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。
- 保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器,因为这个ACK报文可能丢失,站在服务器的角度看来,我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了,客户端还没有给我回应,应该是我发送的请求断开报文它没有收到,于是服务器又会重新发送一次,而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文,接着给出回应报文,并且会重启2MSL计时器。
- 防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后,在这个2MSL时间中,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。
为什么建立连接是三次握手,关闭连接确是四次挥手呢?
建立连接的时候,服务器在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,服务器收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,而自己也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即关闭,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送,从而导致多了一次。
如果已经建立了连接,但是客户端突然出现故障了怎么办?
TCP还设有一个保活计时器,显然,客户端如果出现故障,服务器不能一直等下去,白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器,时间通常是设置为2小时,若两小时还没有收到客户端的任何数据,服务器就会发送一个探测报文段,以后每隔75秒发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应,服务器就认为客户端出了故障,接着就关闭连接。
为什么不能用两次握手进行连接?
答:3次握手完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认。
现在把三次握手改成仅需要两次握手,死锁是可能发生的。作为例子,考虑计算机S和C之间的通信,假定C给S发送一个连接请求分组,S收到了这个分组,并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定,S认为连接已经成功地建立了,可以开始发送数据分组。可是,C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不知道S 是否已准备好,不知道S建立什么样的序列号,C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下,C认为连接还未建立成功,将忽略S发来的任何数据分 组,只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后,重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。
Socket
什么是Socket
Socket是一个模板,可以写一套C/S结构的套接字
为什么要使用Socket
Socket套接字会封装好各层协议的工作
好处:可以节省开发成本
如何使用Socket
import socket
注意
客户端与服务端不许遵循:
一端sent,另一端recv
不通过两端同时sent或recv
scoket使用方法
服务端:
import socket
server = socket.socket() 将scoket实例化成一个对象
server.bind(('127.0.0.2'),9528) #定义一个地址
server.listen(10) #半连接池
conn,addr = server.accept() #监听是否有消息
print(addr)
while True:
try:
date = conn.recv(1024).decode('utf-8') # 接收
print(addr)
if len(date) == 0:
continue
if date == 'q':
break
conn.send(date.encode('utf-8')) # 输入
except Exception as e:
print(e)
break
conn.close() # 挂电话
server.close() # 关机
客户端
import scoket
client = scoket.scoket()
client.bind((127.0.0.2),9528)
while True:
send_msg = input('请输入')
cliend.send(send_msg.encode('utf-8'))
if send_msg == 'q':
break
date = client.recv(1024).decode('utf-8')
print(date)
client.close()
原文地址:https://www.cnblogs.com/whkzm/p/11694678.html