2018-04-27 00:00:22 +08:00
## 网络编程入门
### 计算机网络基础
计算机网络是独立自主的计算机互联而成的系统的总称， ， ， ， ，
#### 计算机网络发展史
1. 1960s - 美国国防部ARPANET项目问世，
2. 1980s - 国际标准化组织（ ） ，
3. 1990s - 英国人[蒂姆·伯纳斯-李](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8F%90%E5%A7%86%C2%B7%E6%9F%8F%E5%85%A7%E8%8C%B2-%E6%9D%8E)发明了图形化的浏览器，浏览器的简单易用性使得计算机网络迅速被普及。
在没有浏览器的年代，上网是这样的。
有了浏览器以后，上网是这样的。
#### TCP/IP模型
实现网络通信的基础是网络通信协议，这些协议通常是由[互联网工程任务组](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%92%E8%81%94%E7%BD%91%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E7%BB%84) （ ） ， ， ： ， ， ， ， ， ， ： ，
IP通常被翻译为网际协议， ， ， ， ， （ ） ， （ ）
TCP全称传输控制协议， ， ：
1. 数据不传丢不传错（利用握手、校验和重传机制可以实现）。
2. 流量控制（通过滑动窗口匹配数据发送者和接收者之间的传输速度）。
3. 拥塞控制（ ）
#### 网络应用模式
1. C/S模式和B/S模式。这里的C指的是Client（ ） ， ； （ ） ， ； （ ） ，
2. 去中心化的网络应用模式。不管是B/S还是C/S都需要服务器的存在， ， ，
### 基于HTTP协议的网络资源访问
#### HTTP（ ）
HTTP是超文本传输协议（ ） ， ： ， ， ， （ ） （ ） ， ， ， （ ） ， （ ）
#### JSON格式
**JSON**（ ） ， （ ） ， ， ， ， ， ， ， ，
XML的例子：
```XML
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
< message >
< from > Alice< / from >
< to > Bob< / to >
< content > Will you marry me?< / content >
< / message >
```
JSON的例子：
```JSON
{
'from': 'Alice',
'to': 'Bob',
'content': 'Will you marry me?'
}
```
#### requests库
requests是一个基于HTTP协议来使用网络的第三库， ： ， ， ， （ ， ） ， ，
我们可以先通过pip安装requests及其依赖库。
```Shell
pip install requests
```
如果使用PyCharm作为开发工具， ，
```Python
from time import time
from threading import Thread
import requests
# 继承Thread类创建自定义的线程类
class DownloadHanlder(Thread):
def __init__ (self, url):
super().__init__()
self.url = url
def run(self):
filename = self.url[self.url.rfind('/') + 1:]
resp = requests.get(self.url)
with open('/Users/Hao/' + filename, 'wb') as f:
f.write(resp.content)
def main():
# 通过requests模块的get函数获取网络资源
# 下面的代码中使用了天行数据接口提供的网络API
# 要使用该数据接口需要在天行数据的网站上注册
# 然后用自己的Key替换掉下面代码的中APIKey即可
resp = requests.get(
'http://api.tianapi.com/meinv/?key=APIKey& num=10')
# 将服务器返回的JSON格式的数据解析为字典
data_model = resp.json()
for mm_dict in data_model['newslist']:
url = mm_dict['picUrl']
# 通过多线程的方式实现图片下载
DownloadHanlder(url).start()
if __name__ == '__main__':
main()
```
### 基于传输层协议的套接字编程
套接字这个词对很多不了解网络编程的人来说显得非常晦涩和陌生，其实说得通俗点，套接字就是一套用[C语言](https://zh.wikipedia.org/wiki/C%E8%AF%AD%E8%A8%80)写成的应用程序开发库， ， ， ： （ ）
#### TCP套接字
所谓TCP套接字就是使用TCP协议提供的传输服务来实现网络通信的编程接口。在Python中可以通过创建socket对象并指定type属性为SOCK_STREAM来使用TCP套接字。由于一台主机可能拥有多个IP地址， ， ， ， ， ， ， ， （ ， ） ， ，
下面的代码实现了一个提供时间日期的服务器。
```Python
from socket import socket, SOCK_STREAM, AF_INET
from datetime import datetime
def main():
# 1.创建套接字对象并指定使用哪种传输服务
# family=AF_INET - IPv4地址
# family=AF_INET6 - IPv6地址
# type=SOCK_STREAM - TCP套接字
# type=SOCK_DGRAM - UDP套接字
# type=SOCK_RAW - 原始套接字
server = socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM)
# 2.绑定IP地址和端口(端口用于区分不同的服务)
# 同一时间在同一个端口上只能绑定一个服务否则报错
server.bind(('192.168.1.2', 6789))
# 3.开启监听 - 监听客户端连接到服务器
# 参数512可以理解为连接队列的大小
server.listen(512)
print('服务器启动开始监听...')
while True:
# 4.通过循环接收客户端的连接并作出相应的处理(提供服务)
# accept方法是一个阻塞方法如果没有客户端连接到服务器代码不会向下执行
# accept方法返回一个元组其中的第一个元素是客户端对象
# 第二个元素是连接到服务器的客户端的地址(由IP和端口两部分构成)
client, addr = server.accept()
print(str(addr) + '连接到了服务器.')
# 5.发送数据
client.send(str(datetime.now()).encode('utf-8'))
# 6.断开连接
client.close()
if __name__ == '__main__':
main()
```
运行服务器程序后我们可以通过Windows系统的telnet来访问该服务器，
```Shell
telnet 192.168.1.2 6789
```
当然我们也可以通过Python的程序来实现TCP客户端的功能， ， ，
```Python
from socket import socket
def main():
# 1.创建套接字对象默认使用IPv4和TCP协议
client = socket()
# 2.连接到服务器(需要指定IP地址和端口)
client.connect(('192.168.1.2', 6789))
# 3.从服务器接收数据
print(client.recv(1024).decode('utf-8'))
client.close()
if __name__ == '__main__':
main()
```
需要注意的是， ， ， ， ， ，
服务器端代码：
```Python
from socket import socket, SOCK_STREAM, AF_INET
from base64 import b64encode
from json import dumps
from threading import Thread
def main():
# 自定义线程类
class FileTransferHandler(Thread):
def __init__ (self, cclient):
super().__init__()
self.cclient = cclient
def run(self):
my_dict = {}
my_dict['filename'] = 'guido.jpg'
# JSON是纯文本不能携带二进制数据
# 所以图片的二进制数据要处理成base64编码
my_dict['filedata'] = data
# 通过dumps函数将字典处理成JSON字符串
json_str = dumps(my_dict)
# 发送JSON字符串
self.cclient.send(json_str.encode('utf-8'))
self.cclient.close()
# 1.创建套接字对象并指定使用哪种传输服务
server = socket()
# 2.绑定IP地址和端口(区分不同的服务)
server.bind(('192.168.1.2', 5566))
# 3.开启监听 - 监听客户端连接到服务器
server.listen(512)
print('服务器启动开始监听...')
with open('guido.jpg', 'rb') as f:
# 将二进制数据处理成base64再解码成字符串
data = b64encode(f.read()).decode('utf-8')
while True:
client, addr = server.accept()
# 启动一个线程来处理客户端的请求
FileTransferHandler(client).start()
if __name__ == '__main__':
main()
```
客户端代码：
```Python
from socket import socket
from json import loads
from base64 import b64decode
def main():
client = socket()
client.connect(('192.168.1.2', 5566))
# 定义一个保存二进制数据的对象
in_data = bytes()
# 由于不知道服务器发送的数据有多大每次接收1024字节
data = client.recv(1024)
while data:
# 将收到的数据拼接起来
in_data += data
data = client.recv(1024)
# 将收到的二进制数据解码成JSON字符串并转换成字典
# loads函数的作用就是将JSON字符串转成字典对象
my_dict = loads(in_data.decode('utf-8'))
filename = my_dict['filename']
filedata = my_dict['filedata'].encode('utf-8')
with open('/Users/Hao/' + filename, 'wb') as f:
# 将base64格式的数据解码成二进制数据并写入文件
f.write(b64decode(filedata))
print('图片已保存.')
if __name__ == '__main__':
main()
```
在这个案例中， （ ） ， ， ， ， ，
> **说明**：上面的代码主要为了讲解网络编程的相关内容因此并没有对异常状况进行处理，请读者自行添加异常处理代码来增强程序的健壮性。
#### UDP套接字
传输层除了有可靠的传输协议TCP之外， ， ， ， ， （ ） ， ， ， ， ， ， ，
2019-05-03 21:53:37 +08:00
