一. osi七層

引子：

須知一個完整的計算機系統是由硬件、操作系統、應用軟件三者組成，具備了這三個條件，一臺計算機系統就可以自己跟自己玩了（大個單機遊戲，玩個掃雷啥的）

如果你要跟別人一切玩，那你就需要上網了（訪問個網站，發個微博啥的），互聯網的核心就是由一堆協議組成，協議就是標準，全世界人通信的標準是英語，如果把計算機比做人，互聯網協議就是計算機界的英語。所有的計算機都學會了互聯網協議，那所有的計算機都可以按照統一的標準去收發信息從而完成通信了。人們按照分工不同把互聯網協議從邏輯上劃分了層級

　　網絡通信原理：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

為何學習socket一定要先學習互聯網協議：

　　1.首先：本節課程的目標就是教會你如何基於socket編程，來開發一款自己的C/S架構軟件

　　2.其次：C/S架構的軟件（軟件屬於應用層）是基於網絡進行通信的

　　3.然後：網絡的核心即一堆協議，協議即標準，你想開發一款基於網絡通信的軟件，就必須遵循這些標準

　　4.最後：就讓我們從這些標準開始研究，開啟我們的socket編程之旅

物理層：發送電信號用的，需要底層物理量結機制建立連接，網卡，網線，路由器，但是單純的電信號沒有意義，於是有了數據鏈路層。

數據鏈路層：把電信號分組，根據以太網協議（一組電信號有一個數據包，叫做“幀”，每一數據幀分成：報頭head和數據data兩部分，頭18個字節用來描述數據的）

有了mac地址就可以基於廣播方式進行通信了，但是廣播只能在一個子網裏進行通信，要實現跨子網通信就只有mac地址就不行了，然後就需要網絡層了

網絡層：IP協議

比如訪問百度服務器，我們通過IP地址實現跨子網後到達百度服務器的子網後又通過arp協議把ip地址解析成mac地址，最後定位到百度服務器的位置，所以通過ip地址可以找到唯一一臺機器，但是是由arp協議進行輔助的，但是這個時候還沒有完，我們要找到機器上的軟件，這個時候就需要端口也就是傳輸層了，tcp和udp都是基於端口的協議，通過他我們到達了應用層也就是要找的軟件，媽的累死了。

socket在傳輸層和應用層之間，就是封裝了一堆TCP/UDP協議的簡單接口

TCP/IP協議族包括運輸層、網絡層、鏈路層。想在你知道TCP/IP與UDP的關系了吧。

二 socket層

三 socket 是什麽

　　socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口，在設計模式中，socket其實就是一個門面模式，他把復雜的TCP/IP協議族隱藏在socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓socket去組織數據，以符合指定的協議。

　　所以，我們無需深入理解tcp/udp協議，socket已經為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規定去編程，寫出程序自然就是遵循tcp/udp標準的。

也有人將socket說成ip+port，ip是用來標識互聯網中的一臺主機的位置，而port是用來標識這臺機器上的一個應用程序，ip地址是配置到網卡上的，而port是應用程序開啟的，ip與port的綁定就標識了互聯網中獨一無二的一個應用程序

而程序的pid是同一臺機器上不同進程或者線程的標識

四、套接字發展史及分類

套接字起源於 20 世紀 70 年代加利福尼亞大學伯克利分校版本的 Unix,即人們所說的 BSD Unix。 因此,有時人們也把套接字稱為“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一開始,套接字被設計用在同 一臺主機上多個應用程序之間的通訊。這也被稱進程間通訊,或 IPC。套接字有兩種（或者稱為有兩個種族）,分別是基於文件型的和基於網絡型的。

基於文件類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基於文件的套接字調用的就是底層的文件系統來取數據，兩個套接字進程運行在同一機器，可以通過訪問同一個文件系統間接完成通信

基於網絡類型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

(還有AF_INET6被用於ipv6，還有一些其他的地址家族，不過，他們要麽是只用於某個平臺，要麽就是已經被廢棄，或者是很少被使用，或者是根本沒有實現，所有地址家族中，AF_INET是使用最廣泛的一個，python支持很多種地址家族，但是由於我們只關心網絡編程，所以大部分時候我麽只使用AF_INET)

五 套接字流程

先從服務器端說起，服務器端先初始化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。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，

然後連接服務器（connet），如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求並處理，然後把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，

最後關閉連接，一次交互結束

六 socket()模塊函數用法

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默認值為 0。

獲取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

獲取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

由於 socket 模塊中有太多的屬性。我們在這裏破例使用了‘from module import *‘語句。使用 ‘from socket import *‘,我們就把 socket 模塊裏的所有屬性都帶到我們的命名空間裏了,這樣能 大幅減短我們的代碼。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

實例一: 套接字簡單實現

import socket
#1、買手機
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

#2、綁定手機卡
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080))

#3、開機
phone.listen(5)

#4、等電話連接
print(‘starting...‘)
conn,addr=phone.accept()
print(‘IP:%s,PORT:%s‘ %(addr[0],addr[1]))

#5、收發消息
data=conn.recv(1024) #最大收1024
conn.send(data.upper())

#6、掛電話
conn.close()

#7、關機
phone.close()

import socket
#1、買手機
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

#2、打電話
phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080))

#3、發收消息
phone.send(‘hello‘.encode(‘utf-8‘))
data=phone.recv(1024)
print(data.decode(‘utf-8‘))

#4、掛電話
phone.close()

實例二:加上循環

import socket

phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)# 買手機
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8082))# 綁定電話卡

phone.listen(5)# 開機,監聽
print(‘>>>>>>>‘)

while True:
    conn,addr = phone.accept()# 等待電話打入
    print(addr[0],addr[1])
    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)# 接收數據
            # if not data:break  #針對linux
            print(data)
            conn.send(‘來自服務端消息>>>‘.encode(‘utf-8‘)+data)   # 發送數據  註意編碼
            print(‘已發送‘)
        except Exception:
            break
    conn.close() # 掛電話
# 關機
phone.close()

import socket
phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)# 買手機

phone.connect((‘127.0.0.1‘,8082))# 打電話

while True:
    msg = input(‘請輸入發送的內容,輸入q結束>>>>‘).strip()
    if not msg:continue
    if msg == ‘q‘:
        break
    phone.send(msg.encode(‘utf-8‘)) # 發送數據
    data = phone.recv(1024)    # 接收數據
    print(data.decode(‘utf-8‘))

phone.close()    # 關機

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