一、網絡編程的目標

編寫一個C/S或B/S架構的基於網絡通信的軟件

C/S架構：客戶端---服務端
B/S架構：瀏覽器----服務端

學習socket編程就是要編寫客戶端軟件和服務端軟件，然後實現服務端和客戶端基於網絡通信

服務端特點：1、不間斷地提供服務；2、服務端要支持並發+高性能

二、網絡

網絡 = 物理連接介質 + 互聯網協議

互聯網協議分為OSI七層，或TCP/IP五層：

物理層：發送電信號-----基於二進制

數據鏈路層：ethernet以太網協議-----基於mac地址，在局域網內通信

網絡層：IP協議-----基於IP地址

傳輸層：TCP/UDP協議------基於端口（端口即應用程序與網卡關聯的編號）

應用層：HTTP、mail、ftp協議等

IP協議的作用：一個是為每一臺計算機分配IP地址，另一個是確定哪些地址在同一個子網絡

ARP協議：在同一個局域網內，根據IP地址獲取mac地址，操作系統自動轉換

路由協議：網關與網關之間的通信

TCP協議：TCP建立的是一個雙向連接，也叫流式協議

3次握手，建立客戶端和服務端的雙向通路

4次揮手，斷連接，服務端先發起斷連

mac地址 + IP地址 +端口就可以定位到世界上獨一無二的應用軟件；有了ARP協議，IP地址 + 端口就可以定位到世界上獨一無二的應用軟件。

三、socket編程

sockct（套接字）是位於應用層和傳輸層之間的一個抽象層，專門把傳輸層以下的協議封裝成接口給應用層使用。

套接字有兩種（或者稱為有兩個種族），分別是基於文件型的（AF_UNIX）和基於網絡型的（AF_INET）。

1、socket工作流程

服務端：
socket()---bind()---listen()---accept()---recv()---send()---close()

服務端先初始化socket，然後與端口綁定（bind），對端口進行監聽（listen），調用accept阻塞，等待客戶端連接。

服務端：

socket()---connect()---send()---recv()---close()

客戶端初始化一個socket，然後連接服務器（connect），如果連接成功，這時客戶端與服務端的連接就建立了。

客戶端發送數據請求（send），服務器端接收請求並處理請求（recv），然後把回應數據發送給客戶端（send），客戶端讀取數據（recv），最後關閉連接（close），一次交互結束。

bind() 綁定IP地址和端口。本地回環地址：127.0.0.1，端口：0到65535，其中0到1024是給系統用的
listen() 括號裏面的數字代表同一時間只能進來多少個請求
accept() 等待信息
reav(1024) 代表收消息，1024是一個最大的限制
send() 回消息
close() 關閉連接

2、粘包

只有TCP有粘包現象，UDP永遠不會粘包，因為TCP協議是面向流的協議，而UDP是面向消息的協議。
所謂粘包問題主要還是因為接收方不知道消息之間的界限，不知道一次性提取多少字節的數據所造成的。

兩種情況下會發生粘包：
1、發送端需要等緩沖區滿才發送出去，造成粘包（發送數據時間間隔很短，數據量很小，會合到一起，產生粘包）
2、接收方不及時接收緩沖區的包，造成多個包接收（客戶端發送了一段數據，服務端只收了一小部分，服務端下次再收的時候還是從緩沖區拿上次遺留的數據，產生粘包）

TCP是基於數據流的，於是收發的消息不能為空，這就需要在客戶端和服務端都添加空消息的處理機制

粘包的解決方法：
為字節流加上自定義固定長度報頭，報頭中包含字節流長度，然後一次send到對端，對端在接收時，先從緩存中取出定長的報頭，然後再取真實數據

使用struct模塊解決粘包

struct模塊的作用：
1、把整型數字轉成bytes類型
2、轉成的bytes是固定長度

可以把報頭做成字典，字典裏包含將要發送的真實數據的詳細信息，然後json序列化，然後用struck將序列化後的數據長度打包成4個字節（4個字節足夠用了）

發送時：
先發報頭長度
再編碼報頭內容然後發送
最後發真實內容

接收時：
先收報頭長度，用struct取出來
根據取出的長度收取報頭內容，然後解碼，反序列化
從反序列化的結果中取出待取數據的詳細信息，然後去取真實的數據內容

3、基於UDP協議通信的套接字
UDP是基於數據報的，一發對應一收
特點：無連接
優點：發送效率高，但有效傳輸的數據量最多為512bytes
缺點：不可靠（發送數據無須對方確認，容易丟包）

十一、網絡編程