Python服务器开发 -- 网络基础

网络由下往上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

HTTP是高层协议,而TCP/IP是个协议集,包过许多的子协议。包括:传输层的 FTP,UDP,TCP协议等,网络层的ip协议等,高层协议如HTTP,telnet协议等,HTTP是TCP/IP的一个子协议。

socket是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面上)。也可以说,TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。

我们在传输数据时,可以只使用(传输层)TCP/IP协议,但是那样的话,如果没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使用到应用层协议,应用层协议有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议,以封装HTTP文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。

而我们平时说的最多的socket是什么呢,实际上socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。实际上,Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候,就希望也能适应其他的网络协议。所以说,Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已,是对TCP/IP协议的抽象,从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口,比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。

TCP/IP只是一个协议栈,就像操作系统的运行机制一样,必须要具体实现,同时还要提供对外的操作接口。这个就像操作系统会提供标准的编程接口,比如win32编程接口一样,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口。

有个比较形象的描述:HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通信的能力。

实际上,传输层的TCP是基于网络层的IP协议的,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的,而Socket本身不算是协议,就像上面所说,它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。

利用Socket建立网络连接的步骤:

建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket ,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket 。

套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。

1。服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。

2。客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

3。连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

HTTP链接的特点

HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol ),是Web联网的基础,也是手机联网常用的协议之一,HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

The Internet Protocol(协议)

IP就是一个32位无符号整数。IP地址通过DNS (Domain Name System) 数据库映射到域名

#!/usr/bin/env python
# Foundations of Python Network Programming - Chapter 1 - getname.py
import socket
hostname = 'google.com'
addr = socket.gethostbyname(hostname)
print 'The address of', hostname, 'is', addr
# The address of google.com is 173.194.72.113


Python网络编程:

Python提供了访问底层操作系统Socket接口的全部方法,还提供了一组加密和认证通信的服务,SSL/TLS。

Sockets其实是一个文件描述符,不同于不同于本地文件,它连接了网络上的一个文件。

1、创建一个UDP 本地连接:

#!/usr/bin/env python
import socket, sys
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
MAX = 65535
PORT = 1060
if sys.argv[1:] == ['server']:
    s.bind(('127.0.0.1', PORT))
    print 'Listening at', s.getsockname()
    while True:
        data, address = s.recvfrom(MAX)
        print 'The client at', address, 'says', repr(data)              
     s.sendto('Your data was %d bytes' % len(data), address)
elif sys.argv[1:] == ['client']:
        print 'Address before sending:', s.getsockname()
        s.sendto('This is my message', ('127.0.0.1', PORT))
        print 'Address after sending', s.getsockname()
        data, address = s.recvfrom(MAX) # overly promiscuous - see text!
        print 'The server', address, 'says', repr(data)
else:
    print >>sys.stderr, 'usage: udp_local.py server|client'


运行这段代码:

python filename.py server
#Listening at ('127.0.0.1', 1060)
#Address before sending: ('0.0.0.0', 0)
#Address after sending ('0.0.0.0', 62892)
#The server ('127.0.0.1', 1060) says 'Your data was 18 bytes'
python filename.py client
#The client at ('127.0.0.1', 62892) says 'This is my message'


2、创建远程连接并验证收到的信息:

import random, socket, sys
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
MAX = 65535
PORT = 1060
if 2 <= len(sys.argv) <= 3 and sys.argv[1] == 'server':
    interface = sys.argv[2] if len(sys.argv) > 2 else ''
    s.bind((interface, PORT))
    print 'Listening at', s.getsockname()
    while True:
        data, address = s.recvfrom(MAX)
        if random.randint(0, 1):
            print 'The client at', address, 'says:', repr(data)
            s.sendto('Your data was %d bytes' % len(data), address)
        else:
            print 'Pretending to drop packet from', address
elif len(sys.argv) == 3 and sys.argv[1] == 'client':
    hostname = sys.argv[2]
    s.connect((hostname, PORT))
    print 'Client socket name is', s.getsockname()
    delay = 0.1
    while True:
        s.send('This is another message')
        print 'Waiting up to', delay, 'seconds for a reply'
        s.settimeout(delay)
        try:
            data = s.recv(MAX)
        except socket.timeout:
            delay *= 2  # wait even longer for the next request
            if delay > 2.0:
                raise RuntimeError('I think the server is down')
        else:
            break   # we are done, and can stop looping
             
    print 'The server says', repr(data)
else:
    print >>sys.stderr, 'usage: udp_remote.py server [ <interface> ]'
    print >>sys.stderr, '   or: udp_remote.py client <host>'
    sys.exit(2)

这里的s.connect((hostname, PORT))方法,可以让我们不用每次都调用s.sendto('This is my message', ('127.0.0.1', PORT))。直接调用

s.send('This is another message')。


相关词搜索:Python 服务器 开发

上一篇:python 开发简单的聊天工具
下一篇:python高性能编程方法一

版权声明:本站文章除非注明,均为原创内容,如需转载请务必注明出处,违者本站保留追究其法律责任之权利。