网络编程

3 月，跳不动了？>>> 套接字：通讯端点 什么是套接字？ 书上说的端口是数据结构和I/O缓存区”是指硬件端口，网络编程里的端口可以理解为应用程序的ID。 说得形象点，套接字就类似我们人类的门 我们打开门，通过门外面的人可以进来 我们推开门，里面的人也可以出去 同样，外面的数据可以通过socket把它存储在本地机器的缓冲区里等待本地机器接收 本地机器的数据可以通过socket放在缓冲区里等待发送到对方机器上 当我们把门给关上时，就拒绝了和外面世界的交往。 套接字是一种具有之前所说的“通讯端点”概念的计算机网络数据结构。网络化的应用程序在开始任何通 讯之前都必需要创建套接字。就像电话的插口一样，没有它就完全没办法通讯。 套接字有两种，分别是基于文件型的和基于网络型的。 基于文件型的： Unix 套接字是我们要介绍的第一个套接字家族。其“家族名”为AF_UNIX，由于两个进程都运行在同一台 机器上，而且这些套接字是基于文件的。所以，它们的底层结构是由文件系统来支持的。这样做相当有道 理，因为，同一台电脑上，文件系统的确是不同的进程都能访问的。 基于网络型的 它有自己的家族名字：AF_INET，或叫“地址家族：Internet”。 Python 只支持AF_UNIX，AF_NETLINK，和AF_INET 家族。由于我们只关心网络编程，所以在本章的大部分 时候，我们都只用AF_INET。

一、概述 （可以直接略过此段）redis 最近做为 nosql 数据服务应用越来越广泛，其相对于 memcached 的最大优点是提供了更加丰富的数据结构，所以应用场景就更为广泛。redis 的出现可谓是广大网络应用开发者的福音，同时有大量的开源人员贡献了客户端代码，象针对 java 语言的 jedis，php 语言的 phpredis/predis 等，这些语言的 redis 库既丰富又好用，而对 C/C++ 程序员似乎就没那么幸运了，官方提供了 C 版的 hiredis 作为客户端库，很多爱好者都是基于 hiredis 进行二次封装和开发形成了 C++ 客户端库，但这些库（包括官方的 hiredis）大都使用麻烦，给使用者造成了许多出错的机会。一直想开发一个更易用的接口型的 C++ 版 redis 客户端库（注：官方提供的库基本属于协议型的，这意味着使用者需要花费很多精力去填充各个协议字段同时还得要分析服务器可能返回的不同的结果类型），但每 当看到 redis 那 150 多个客户端命令时便心生退缩，因为要给每个命令提供一个方便易用的 C++ 函数接口，则意味着非常巨大的开发工作量。 在后来的多次项目开发中被官方的 hiredis 库屡次摧残后，终于忍受不了，决定重新开发一套全新的 redis 客户端 API，该库不仅要实现这 150 多个客户端命令

典型的Client/Server程序流程图 面向流的套接字程序通常遵循规定的顺序。有关典型客户端和服务器的逻辑流程图，请参见下图。在研究此图时，请记住一个事实，即 并发服务器通常在客户端启动之前启动 ，并在步骤3等待客户端请求连接。然后，在关闭客户端连接后，它将继续等待其他客户端请求。 步骤1：服务器和客户端使用socket（）调用创建一个流socket。 步骤2 ：（对于客户端是可选的）使用bind（）调用将套接字s绑定到本地地址。 步骤3：服务器使用listen（）调用向TCP / IP机器发出接受连接意愿的警报。 步骤4：客户端使用connect（）调用将套接字s连接到外部主机。 步骤5：服务器接受连接，并通过accept（）阻塞，直到在此套接字上建立新连接例如ns或出现错误。 步骤6和7：服务器使用send（）和recv（）调用在套接字ns上读取和写入数据，客户端在套接字s上读取和写入数据，直到所有数据都已交换。 步骤8：服务器使用close（）调用关闭套接字ns。客户端关闭套接字s，并通过close（）调用结束TCP / IP会话。转到步骤5。 Basic socket calls Socket： 获取一个要读取或写入的套接字。 Bind： 将套接字与端口号关联。 Listen： 告诉TCP⁄IP该进程正在侦听此套接字上的连接。 Select： 等待套接字上的活动。

TCP客户端模型： import socket # 创建tcp套接字对象 sockfd = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 绑定地址 ip: "localhost" "127.0.0.1" "0.0.0.0" "192.168.31.196" sockfd.bind(("127.0.0.1",8888)) # 设置监听套接字 sockfd.listen(3) # 处理客户端链接 while True: print("Waiting for connect..") connfd,addr = sockfd.accept() print("Connect from",addr) # 收发消息 (网络传输数据用字节串) while True: data = connfd.recv(1024) if not data: break # 收到b"##"则退出 # if data == b"##": # break print("Recv:",data.decode()) n = connfd.send(b'Thanks') print("Send %d bytes"%n) connfd.close() # 关闭套接字 sockfd.close() TCP服务端模型： from socket import * # 服务器地址

理解UDP UDP和TCP一样同属于TCP/IP协议栈的第二层，即传输层。 UDP套接字的特点 UDP的工作方式类似于传统的信件邮寄过程。寄信前应先在信封上填好寄信人和收信人的地址，之后贴上邮票放进邮筒即可。当然信件邮寄过程可能会发生丢失，我们也无法随时知晓对方是否已收到信件。也就是说信件是一种不可靠的传输方式，同样的，UDP所提供的也是一种不可靠的数据传输方式（以信件类比UDP只是通信形式上一致性，之前也以电话通信的方式类比了TCP的通信方式，而实际上从通信速度上来讲UDP通常是要快于TCP的；每次交换的数据量越大，TCP的传输速率就越接近于UDP）。因此，如果仅考虑可靠性，TCP显然由于UDP；但UDP在通信结构上较TCP更为简洁，通常性能也要优于TCP。 区分TCP和UDP最重要的标志是流控制，流控制赋予了TCP可靠性的特点，也说TCP的生命在于流控制。 UDP内部工作原理 与TCP不同，UDP不会进行流控制，其在数据通信中的作用如下图所示。可以看出，IP的作用就是让离开主机B的UDP数据包准确传递到主机A，而UDP则是把UDP包最终交给主机A的某一UDP套接字。UDP最重要的作用就是根据端口号将传输到主机的数据包交付给最终的UDP套接字。 数据包传输过程UDP和IP的作用 UDP的高效使用 TCP用于对可靠性要求较高的场景，比如要传输一个重要文件或是压缩包

熟悉基于TCP协议进行linux高性能、高并发服务端编程的朋友肯定应该知道每个文件描述符及其所占的资源对并发量的影响。在这种7*24甚至*365不间断运行的服务器上，一个描述符被浪费，两个被浪费...如果被浪费的多了，那还何谈高并发，高性能。除去文件描述被正常占用的情况外，是什么导致了我们可用的文件描述符越来越少呢？ 什么是半开连接？ 当客户端与服务器建立起正常的TCP连接后，如果客户主机掉线（网线断开）、电源掉电、或系统崩溃，服务器进程将永远不会知道（通过我们常用的select，epoll监测不到断开或错误事件），如果不主动处理或重启系统的话对于服务端来说会一直维持着这个连接，任凭服务端进程如何望穿秋水，也永远再等不到客户端的任何回应。这种情况就是半开连接，浪费了服务器端可用的文件描述符。 如何处理？ 熟悉套接字通用选项的朋友一定已经有了想法。TCP套接字不是有个保持存活选项SO_KEEPALIVE嘛，如果在两个小时之内在该套接字的任何一个方向上都没数据交换，TCP就自动给对端发送一个保持存活探测分节，如果此TCP探测分节的响应为RST，说明对端已经崩溃且已经重新启动，该套接字的待处理错误被置为ECONNRESET，套接字本身则被关闭。如果没有对此TCP探测分节的任何响应，该套接字的处理错误就被置为ETIMEOUT，套接字本身则被关闭。 确实

一、实验内容 基于流式套接字的回射客户端设计 二、实验要求 本实验是程序设计类实验，要求使用流式套接字编程实现回射客户端，该客户端能够从控制台获取用户输入，具备发送和接收数据的功能。具体要求如下： • 完成客户端TCP连接建立过程； • 完成客户端基于TCP的数据发送与接收功能； 来源： https://www.cnblogs.com/cyx-b/p/12446086.html

文章目录 一、有关网络编程概念 二、TCP网络编程 2.1 TCP网络编程的客户端 2.2 TCP网络编程的服务端 三、UDP网络编程 3.1 UDP发送端 3.2 UDP的接收方 一、有关网络编程概念 传输层实现端到端的通信，因此，每一个传输层连接有两个端点。那么，传输层连接的端点是什么呢？不是主机，不是主机的IP地址，不是应用进程，也不是传输层的协议端口。传输层连接的端点叫做套接字（socket）。所谓套接字，实际上是一个通信端点，每个套接字都有一个套接字序号，包括主机的IP地址与一个16位的主机端口号，即形如（主机IP地址：端口号）。例如，如果IP地址是210.37.145.1，而端口号是23，那么得到套接字是（210.37.145.1：23）。 总之，套接字Socket=（IP地址：端口号）。 有关网络编程中的API： java.net包下的InetAddress类：此类表示互联网协议（IP）地址。 (1)InetAddress getLocalHost() 域名：www.baidu.com 因为IP地址的数字较长，不方便记忆。所以设计了域名，来与IP地址对应。 由域名解析器（DNS）来解析对应关系。InetAddress getByName(xx) 来获取主机名和ip地址 二、TCP网络编程 2.1 TCP网络编程的客户端 TCP网络编程的客户端: 1

网络分为： 局域网、城域网、广域网 把软件架构的分类: C/S 架构: Clinet -Server(客户端-服务器) B/S 架构: Browser/Server(浏览器/服务器) 传输协议: 1) UDP: ：用户数据报协议 (User Datagram Protocol), 不可靠的,速度快 UDP是无连接通信协议. 特点:数据被限制在64kb以内，超出这个范围就不能发送了。 数据报(Datagram):网络传输的基本单位 类似于： 发短信: 只管发, 不管收 2) TCP: TCP协议是面向 连接 的通信协议 ，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接， 然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。 可靠的 类似于： 打电话: TCP通信: 面向连接, 确保两台电脑是连接, 三次握手机制 * TCP/IP协议中的四层分别是 应用层、传输层、网络层和链路层 ，每层分别负责不同的通信功能。 链路层：链路层是用于定义物理传输通道，通常是对某些网络连接设备的驱动协议，例如针对光纤、网线提供的驱动。 网络层：网络层是整个TCP/IP协议的核心，它主要用于将传输的数据进行分组，将分组数据发送到目标计算机或者网络。 运输层：主要使网络程序进行通信，在进行网络通信时，可以采用TCP协议，也可以采用UDP协议。 应用层：主要负责应用程序的协议，例如HTTP协议

网络编程 网络编程需要知道的概念 网络体系结构就是使用这些用不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作性，并满足各种业务需求的一种粘合剂。网络体系结构解决互质性问题彩是分层方法。 1. 网络（OSI）的7层模型： 应用层--->为应用程序提供网络通信服务 表示层--->数据表示 会话层--->主机间通信（两个应用进程间） 传输层--->端到端的连接，隔离网络的上下层协议，使得网络应用与下层协议无关 网络层--->寻找最优路径，转发数据包 数据链路层--->无差错的链路连接 物理层--->二进制传输 2. 端口 　　是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和I/O缓冲区。与协议有关。 3. 套接字存在于通信区域中。 　　通信区域也叫地址族，它是一个抽象的概念，主要用于将通过套接字通信的进程的共有特性综合在一起。 　　为保证数据的正确性，在网络协议中需要制定网络字节顺序，采用统一的网络字节顺序。 网络通信三要素： 　　IP地址：用于表示主机（IP地址 = 网络ID+主机ID） 　　端口号：用于标识进程的逻辑端口 　　传输协议：TCP UDP 网络通信过程就是一个不断封装和解析的过程 Socket是连接应用程序与网络驱动程序的桥梁，Socket在应用程序中创建，通过绑定操作与驱动程序建立关系。 套接字 　　套接字是为特定网络协议（例如TCP/IP，ICMP/IP