《Python網路程式設計基礎》筆記（一）----底層網路
阿新 • • 發佈：2018-12-22
注：想學點Python。找了本《Python網路程式設計基礎》來學習，用Pydev在MyEclipse搭建好，然後照著書裡的程式碼實踐一番。
作者用的而是2.x版本的，Python2.x和3.x是不相容的，因此要在3.x上跑程式碼，還是要改進一些，順帶了解二者的區別。
一. 客戶端，伺服器網路 1.TCP是一些協議的合集。Internet是在一些共享的線路上傳送資料的。 2.TCP把你要傳送的資料流分解成很多小資訊包在Internet上傳輸。 為了實現這個資訊包的機會，TCP需要 （1）識別遠端機器（IP地址） （2）識別機器的通訊程式（埠號） （3）僅僅為了設計需要/使用者需求（DNS，用DNS替代IP）In python 3, bytes strings and unicodestrings are now two different types. Since sockets are not aware of string encodings, they are using raw bytes strings, that have a slightly differentinterface from unicode strings.
So, now, whenever you have a unicode stringthat you need to use as a byte string, you need toencode() it. And whenyou have a byte string, you need to decode it to use it as a regular(python 2.x) string.
Unicode strings are quotes enclosedstrings. Bytes strings are b"" enclosed strings
於是在str轉成byte時使用encode()函式，在byte轉換成str時候使用decode()函式,但是quux.org的檔案內容輸出很亂（不是亂碼），不知為何。也許本來如此？ 照著人家改，發現最後輸出還是一個樣子，後面把2048改成4096，同樣不行，不理之。截圖：
對於後面的異常捕捉，首先，python2和python3的首要區別就是print不再作為物件而是一個函式，推薦使用這樣的形式：
print("Error connecting to server:{}".format(e))
另外，python3下的except不用逗號，用as
（2）伺服器端
host = ''代表任意連線均可。設定一個port埠號，開啟window中控制面板-程式與功能-開啟或關閉windows功能-勾選telnet客戶端。啟動伺服器，在cmd中輸入“telnet localhost 51423”就可以連上伺服器。輸入字串可以統計輸入字串的字元個數。原文中，按照頡頏劑的修改意見，去掉makefile函式的第二個引數0.
後面的有一個
import gopherlib
看網上資料說從2.6開始就沒有gopherlib這個模組了，所以用不了。
對於urllib，沒有urlopent這個函式，但是urllib.request有，所以
import urllib.request就可以。
另外，gopher：//也用不了，直接打個別的網址，如f= urllib.request.urlopen("http://www.python.org")就OK了。截圖：
二.網路客戶端
0. 建立socket物件，連線一個socket，通過socket傳送訊息，等待伺服器處理。
1. 建立socket物件，需要通訊型別和協議家族
Internet通訊，通訊型別基本是AF_INET(IPv4)，協議家族：TCP（SOCK_STREAM） UDP:(SOCK_DGRAM)
於是寫成：s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
2. 連線一個socket, 首先，提供一個tuple，包括遠端主機名/IP, 埠。另外，在python中，socket物件的connect()函式會根據需要利用DNS把域名自動轉換成IP地址。
s.connect(("www.baidu.com", 80))
4. UDP客戶端和TCP客戶端區別
（1）建立時使用SOCK_DGRAM而不是SOCK_STREAM
（2）埠號是UDP埠號，不是TCP的
（3）沒有辦法檢測伺服器什麼時候傳送完資料，因為這裡沒有實際的連結
三. 網路伺服器
0. 建立socket物件，設定socket選項，繫結到一個埠，偵聽連線
1. s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
s.bind(('', 80))
s.listen(5) #5表示的是在伺服器實際處理連線時，執行在佇列中等待的連線
2. 通常無限迴圈是不好的，因為它們會耗盡系統的CPU資源。但是這裡有一個accept()函式，它是阻塞的，所以客戶沒有連線成功時不會使用任何資源。
3. 時間戳（返回昨天時間）
伺服器端程式 獲取time.time()時間，處理為昨天時間，打包成二進位制傳送給客戶端
客戶端程式：
發了一個空訊息，然後伺服器就被啟用，傳送時間回來，接收時間是直接recvfrom函式。
執行結果：
4. 伺服器端不能只為一個單一客戶端服務，解決這個問題的方法包括多執行緒技術，另外一個方法是每當有客戶端連線時，啟動一個伺服器的拷貝。這個技術就是使用inetd或者xinetd
5. 死鎖的一個例子程式
伺服器端程式，每次讀取4K程式
客戶端程式：傳送10MB的資料，每次傳送1KB，啟動伺服器之後，啟動客戶端程式，發現程式會在某個時刻停止下來，即讀和寫的兩個程序死鎖。
四. 域名系統
1.域名系統是一個龐大的，全球的分散式的資料庫，遞迴實現將主機名轉成IP地址。這個最大的好處就是大家想上百度的首頁的時候不用打119.75.217.56這麼逆天的地址了（你想想ip多了之後怎麼記），所以“電話簿”DNS域名系統就出來拯救世界了。
另外一個好處可能比較難想到，就是如果百度今天伺服器宕了，換了個IP，難道www.baidu.com就不能登上新的IP？顯然不可能，所以DNS允許伺服器改變IP，但是可以使用相同的名字。
2. 系統先使用hosts檔案來查詢，沒有的話再去DNS查詢。這就是Google不能用了之後，修改hosts強制轉換到某個映象IP的思想了。
3. 正向DNS查詢和逆向DNS查詢
下面的程式碼我嘗試了百度的兩個IP地址 119.75.218.77和119.75.217.56均顯示沒有域名，後面找了網易的www.163.com的地址222.198.122.4（可以CMD，輸入ping www.163.com）也沒有找到。然後無奈之下使用了書裡提供的192.0.34.166居然顯示了。。域名是34-166.lax.icann.org。下面是截圖：
4. 查詢本機資訊
執行結果：IP address的最後一列是自己的Ipv4地址。
5.PyDNS提供了一個功能更強的範文DNS系統的介面]
A記錄：指定某個域名的IP，正向DNS查詢
AAAA記錄：給出一個主機名的IPv6地址
CNAME記錄：定義別名
MX記錄：指定有限選擇的郵件交換伺服器的順序
PTR記錄：指定某個IP的主機名，反向DNS查詢
NS記錄：域名伺服器記錄，指定該域名由那個DNS伺服器進行解析
TXT記錄：儲存關於一個主機的專門資訊
SOA記錄：存有起始授權機構資訊(Start Of Authority)
五. 高階網路操作
1.廣播
還是UDP的操作，但是增加了
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)
當接受廣播的所有機器執行伺服器程式，就可以進行廣播接收，這個時候只需要在某個機器上執行傳送程式，所有註冊廣播的機器都將獲取得到廣播的資料和知道廣播機器的IP地址。
伺服器端程式：（最下面是結果 ）
客戶端程式及執行結果：
2.IPv4有一個32位的地址空間，理論上可以提供最大為40億的地址。
IPv6有168為的地址空間，理論上可以提供3.40 * 10^38的地址。
早在1979年有一種稱為流協議(ST,ST+,ST2，ST2+)的協議被定義為5
在Python中，IPv6除了建立連線的時候和IPv4不一樣，一旦建立了連線之後就完全一樣了。
下面是測試IP地址的支援情況，我的機子對於www.ipv6.org的分析居然沒有IPv6, 我查了很久，試過幾個方法，結果沒有作用。我連我們學校在我們宿舍樓啟用IPv6有沒有都不清楚，網路中心的人又不回我。。。
但是試了作者的www.ipv5.bieringer.de，居然是這樣的(網站打不開，而且可以確認我的IPv6是不能用的，看能不能開啟http://ipv6.baidu.com/就知道了。)
3.select()的動畫程式
伺服器端程式
客戶端程式：
執行結果：
