Python 网络编程
自计算机诞生以来，计算机网络逐渐从单机模型发展成了网络互联模型
最初只是远程终端连接，终端（键盘和显示器）分布在各地然后与主机相连，用户通过终端来与远程主机进行交互，终端只能与主机通信
再到多个主机之间互联，几台固定的计算机相连在一起形成计算机网络，这种网络一般是私有的（局域网）
随着时代的发展，人们开始尝试在私有网络上搭建更大的私有网络，逐渐又发展演变为互联网，现在我们每个人几乎都能够享有互联网带来的便利
计算机网络就是把各个计算机相互连接，让网络中的计算机能够互相通信传递数据，而网络编程就是实现程序如何在两台计算机之间进行通信
既然网络编程能让两个程序进行通信，在网络中，程序是通过什么来找到另一个程序的？
套接字（socket），表示方式为点分十进制的lP地址后面写上端口号，中间用冒号或逗号隔开（IP地址：端口号）
有了套接字，不同计算机之间的程序就可以进行双向通信
一般两个程序间的通信对应的软件开发架构有两种——C/S 架构和 B/S 架构
C/S 架构
Client 与 Server
客户端与服务器端架构，这种架构是从用户层面（也可以是物理层面）来划分的
这里的客户端一般泛指客户端应用程序，程序需要先安装后，才能运行在用户的电脑上，对用户的电脑操作系统环境依赖较大
例如：QQ、微信、网盘
B/S 架构
Browser 与 Server
浏览器端与服务器端架构，这种架构也是从用户层面来划分的
浏览器，其实也是一种 Client，只是这个 Client 不需要大家去安装什么应用程序，只需在浏览器上通过 HTTP 请求 server 相关的资源（网页资源）
例如：百度、各种应用的网页版
socket
Python 提供了两个级别的网络服务模块：
socket
低级别的网络服务模块，提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统 Socket 接口的全部方法
socketserver
高级别的网络服务模块，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发
今天我们主要介绍 socket 模块
先导入 socket 模块
import socketfamily：套接字家族；可以是 AF_UNIX 或者 AF_INET
type：套接字类型；可以根据是面向连接（TCP）的还是非连接（UDP）分为 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM
protocol：一般不填默认为 0
server 端 socket 函数
client 端 socket 函数
公共 socket 函数
TCP 编程
如上图左边所示，server 进程首先要绑定一个端口并监听来自 client 的连接，如果某个 client 的连接过来了，server 就与 该 client 建立 socket 连接
所以 server 会打开端口（比如 80）监听，每来一个 client ，就创建该 socket 连接
考虑到会有大量的 client 与 server 进行连接，server要能够区分一个 socket 连接对应哪个 client
一个 socket 由四个元素组成：
server 地址（目标地址）
client 地址（源地址）
server 端口（目标端口）
client 端口（源端口）
除此之外，server 还需要同时响应多个 client 的请求，所以每个连接都需要一个新的进程或者新的线程来处理，否则 server 一次就只能处理一个 client 的请求了
我们来编写一个简单的 server 程序，它接受 client 连接，把 client 发过来的数据加上 hello 再返回给 client
首先创建一个基于 ipv4 和 TCP 协议的 socket 对象
然后我们绑定监听的地址和端口（可以绑定到某一块网卡的IP地址上，也可以用0.0.0.0绑定到所有的网络地址，还可以用 127.0.0.1绑定到本机地址）
这里我们是通过本机来实现 C/S 架构，所以绑定到 127.0.0.1 上，而且不要绑定端口号小于 1024 的端口（要有管理员权限才能绑定）
ps：端口复用
我们知道 TCP 关闭连接有一个四次挥手的过程，当 server 主动关闭连接时，会有一个TIME_WAIT（时间等待）状态，等待 2MSL（最长报文段寿命）后进入关闭状态
那么在这个 TIME_WAIT 状态下，端口还处于被别的进程绑定的状态之中，那么其他进程就会拿不到这个端口，产生报错
我们可以通过端口复用来解决这个问题
接着开始监听端口，参数为指定等待连接的最大数量
server 程序通过一个 while 循环来接受来自 client 的连接，accept()会等待并返回一个 client 的连接
当有 client 来连接时，就创建一个线程来处理会话
连接建立后，server 首先返回一条欢迎消息，然后等待 client 的数据，收到数据之后并加上 hello 再发送给 client
如果没有数据或者 client 发送了 exit 字符串就关闭连接
接下来我们编写一个 client 程序
创建一个基于 ipv4 和 TCP 协议的 socket 对象
客户端要主动发起 TCP 连接，必须知道服务器的 IP 地址和端口号
TCP 连接创建的是双向通道，双方都可以同时给对方发数据。但是谁先发谁后发，怎么协调，要根据具体的协议来决定
例如，HTTP协议规定 client 必须先发请求给 server，server 收到后才发数据给 client
接收数据时，调用 recv(max) 方法，一次最多接收指定的字节数
我们将数据发送给 server，并接收 server 返回的数据
当通信完之后，发送 exit 给 server，然后调用 close() 方法关闭 Socket，这样，一次完整的网络通信就结束了
s.close()UDP 编程
TCP 是建立可靠连接，并且通信双方都可以以流（stream）的形式发送数据，相对于 TCP ，UDP 则是面向无连接的协议
使用 UDP 协议时，不需要建立连接，只需要知道对方的 IP 地址和端口号就可以直接发送数据包
虽然用 UDP 传输数据不可靠，但它的优点是和 TCP 比，速度快，对于不要求可靠到达的数据，就可以使用 UDP 协议
首先编写一个 server 程序
创建一个 socket 对象，SOCK_DGRAM 指定使用面向流的 UDP 协议
绑定端口 8888，也可以绑定 9999
服务器绑定 UDP 端口和 TCP 端口互不冲突，也就是说，UDP 的 9999 端口与 TCP 的 9999 端口可以各自绑定
与 TCP 不同的是，UDP 不需要监听端口，而是直接接收来自 client 的数据
然后编写一个 client 程序
创建一个 socket 对象，SOCK_DGRAM 指定使用面向流的 UDP 协议
client 使用 UDP 时，首先仍然创建基于 UDP 的 Socket，然后，不需要调用 connect()，直接通过 sendto() 给 server 发数据
感谢阅读，喜欢作者就动动小手[一键三连]，这是我写作最大的动力