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说明
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)
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
地址就是用来标记地点的
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。
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
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:
10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.255
3.7 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。
如果,我们只是敲:ifconfig,它会显示所有网卡的信息:
通常用ping来检测网络是否正常
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
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
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 ?
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。
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
socket(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
在 Python 中 使用socket 模块的函数 socket 就可以完成:
import socketsocket.socket(AddressFamily, Type)
说明:
函数 socket.socket 创建一个 socket,该函数带有两个参数:
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
创建一个基于udp的网络程序流程很简单,具体步骤如下:
代码如下:
#coding=utf-8from socket import *# 1. 创建udp套接字udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 2. 准备接收方的地址# '192.168.1.103'表示目的ip地址# 8080表示目的端口dest_addr = ('192.168.1.103', 8080) # 注意 是元组,ip是字符串,端口是数字# 3. 从键盘获取数据send_data = input("请输入要发送的数据:")# 4. 发送数据到指定的电脑上的指定程序中udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)# 5. 关闭套接字udp_socket.close()
运行现象:
在Ubuntu中运行脚本:
在windows中运行“网络调试助手”:
#coding=utf-8from socket import *# 1. 创建udp套接字udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 2. 准备接收方的地址dest_addr = ('192.168.236.129', 8080)# 3. 从键盘获取数据send_data = input("请输入要发送的数据:")# 4. 发送数据到指定的电脑上udp_socket.sendto(send_data.encode('utf-8'), dest_addr)# 5. 等待接收对方发送的数据recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数# 6. 显示对方发送的数据# 接收到的数据recv_data是一个元组# 第1个元素是对方发送的数据# 第2个元素是对方的ip和端口print(recv_data[0].decode('gbk'))print(recv_data[1])# 7. 关闭套接字udp_socket.close()
python脚本:
网络调试助手截图:
str->bytes:encode编码bytes->str:decode解码
字符串通过编码成为字节码,字节码通过解码成为字符串。
>>> text = '我是文本'>>> text'我是文本'>>> print(text)我是文本>>> bytesText = text.encode()>>> bytesTextb'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac'>>> print(bytesText)b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xaf\xe6\x96\x87\xe6\x9c\xac'>>> type(text)>>> type(bytesText) >>> textDecode = bytesText.decode()>>> textDecode'我是文本'>>> print(textDecode)我是文本
其中decode()与encode()方法可以接受参数,其声明分别为:
bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict")str.encode(encoding="utf-8", errors="strict")
其中的encoding是指在解码编码过程中使用的编码(此处指“编码方案”是名词),errors是指错误的处理方案。
详细的可以参照官方文档:
重新运行多次脚本,然后在“网络调试助手”中,看到的现象如下:
说明:
<1>. 绑定信息
一般情况下,在一台电脑上运行的网络程序有很多,为了不与其他的网络程序占用同一个端口号,往往在编程中,udp的端口号一般不绑定
但是如果需要做成一个服务器端的程序的话,是需要绑定的,想想看这又是为什么呢?
如果报警电话每天都在变,想必世界就会乱了,所以一般服务性的程序,往往需要一个固定的端口号,这就是所谓的端口绑定
<2>. 绑定示例
#coding=utf-8from socket import *# 1. 创建套接字udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)# 2. 绑定本地的相关信息,如果一个网络程序不绑定,则系统会随机分配local_addr = ('', 7788) # ip地址和端口号,ip一般不用写,表示本机的任何一个ipudp_socket.bind(local_addr)# 3. 等待接收对方发送的数据recv_data = udp_socket.recvfrom(1024) # 1024表示本次接收的最大字节数# 4. 显示接收到的数据print(recv_data[0].decode('gbk'))# 5. 关闭套接字udp_socket.close()
运行结果:
<3>. 总结
说明
- 在一个电脑中编写1个程序,有2个功能
- 1.获取键盘数据,并将其发送给对方
- 2.接收数据并显示
- 并且功能数据进行选择以上的2个功能调用
要求
- 实现上述程序
参考代码
import socketdef send_msg(udp_socket): """获取键盘数据,并将其发送给对方""" # 1. 从键盘输入数据 msg = input("\n请输入要发送的数据:") # 2. 输入对方的ip地址 dest_ip = input("\n请输入对方的ip地址:") # 3. 输入对方的port dest_port = int(input("\n请输入对方的port:")) # 4. 发送数据 udp_socket.sendto(msg.encode("utf-8"), (dest_ip, dest_port))def recv_msg(udp_socket): """接收数据并显示""" # 1. 接收数据 recv_msg = udp_socket.recvfrom(1024) # 2. 解码 recv_ip = recv_msg[1] recv_msg = recv_msg[0].decode("utf-8") # 3. 显示接收到的数据 print(">>>%s:%s" % (str(recv_ip), recv_msg))def main(): # 1. 创建套接字 udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 2. 绑定本地信息 udp_socket.bind(("", 7890)) while True: # 3. 选择功能 print("="*30) print("1:发送消息") print("2:接收消息") print("="*30) op_num = input("请输入要操作的功能序号:") # 4. 根据选择调用相应的函数 if op_num == "1": send_msg(udp_socket) elif op_num == "2": recv_msg(udp_socket) else: print("输入有误,请重新输入...")if __name__ == "__main__": main()
想一想