网络编程

网络编程就是如何在程序中实现两台计算机的通信。

TCP/IP简介

1、TCP/IP协议族

链路层：处理与电缆或其他传输媒介的物理接口。

网络层：处理数据在网络中的活动。
 ip协议——>网络互连协议
 用途：将多个包在网络中联系起来，传输数据包（不可靠传输），最基本功能就是寻址和分段功能，不提供端到端，路由到路由的确认，不提供重发和流量控制。是计算机网络能够互相通信的基本规则。出错则像ICMP报告，ICMP在IP模块中实现。

 ICMP协议——面向无连接协议
 用途：用户传输错误报告控制信息（控制信息是指网络不通畅，主机是否到达，路由是否可用的这些网络本身的消息，不涉及用户传输的数据）。

 ARP协议——地址解析协议
 用途：根据IP地址获取物理地址的协议（即MAC地址）。在同一子网内通过ARP协议可以实现数据包的互相传递。不在一个子网内则无法获得MAC地址，只有通过网关去处理。

 RAPP协议——反转地址协议
 用途：将主机的物理地址转换成IP地址。

 BOOTP协议——引导程序协议
 用途：用于无盘工作站的局域网中，可以无盘工作站从一个中心服务器上获得IP地址。

传输层：提供两台主机间端到端的通信
 TCP协议——传输控制协议
 用途：主要用于网间传输的协议，分割处理报文并把结果包传到IP层，并接受处理IP曾传到的数据包。

 UDP——用户数据协议
 用途：主要用于需要在计算器之间传输数据的应用，将网络数据流量压缩成数据包。

应用层：用于不同的应用程序
 NET协议——网络地址转换协议
 用途：实现内网IP地址和公司地址之间的相互转换。将大量的内网IP转换成一个或者少量的公网IP。

 FTP协议——文件传输协议
 用途：通过FTP协议在FTP客户端访问FTP服务端，默认使用20和21端口，20用于传输数据，21用于传输控制信息。

 HTTP协议——超文本协议
 用途：是用于从WWW服务端传输超文本到本地浏览器的传输协议。是客户端浏览器或其他程序与WEB服务器之间的应用层通信协议。

 TELNET协议
 用途：是Internet远程登录服务的标准协议和主要方式，为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。

 SMTP——简单邮件传输协议
 用途：控制邮件传输的规则，以及邮件的中转方式。

 DNS协议
 用途：定义域名规则，将域名和IP相互映射。

2、IP地址

互联网上的每个接口必须有一个唯一的Internet地址（也称作IP地址），IP地址长32bit。
IP地址由两部分组成，即网络地址和主机地址。
网络地址表示其属于互联网的哪一个网络，主机地址表示其属于该网络的哪一台主机。
IP地址根据网络号和主机号来分，分为A、B、C三类以及特殊地址D、E。

五类不同的互联网的地址格式如下：

A类取值范围0-127
B类取值范围128-191
C类取值范围192-223
D类取值范围224-239
E类取值范围240-247

3、端口

端口就好像一个房子的门，是出入这间房子的必经之路。
端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0到65535（2的16次方），0-1023不要使用。

4、子网掩码

子网掩码作用就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

子网掩码设定的规则：
与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位。
左边是网络位，用二进制数字“1”表示。
右边是主机为，用二进制数字“0”表示。

5、Socket简介

（1）socket（简称套接字）是进程间通信的一种方式，它与其他进程间通信的一个主要不同是：他能实现不同主机间的进程间通信，我们网络上各种各样的服务大多是基于Socket来完成通信的。

（2）创建套接字

from socket import *
# UDP进程间通信
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

（3）常用方法

s.bind()：绑定（主机名称、端口到一个套接字上）
s.listen()：设置并启动TCP监听
s.accept()：等待客户端连接
s.connect()：连接指定服务器
s.recv()：接受TCP消息
s.send()：发送TCP消息
s.recvfrom()：接受UDP消息
s.sendto()：发送UDP消息
s.close()：关闭套接字对象

UDP编程

 UDP是面向无连接的协议。使用UDP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。但是，能不能到达就不知道了。不可靠，但是传输速度快。
 适用于语音广播、视频、QQ、TFTP（简单文件传送）、SNMP（简单网络管理协议）、RIP（路由信息协议，如报告股票市场，航空信息）

1、通信流程

2、客户端实现

from socket import *
from threading import Thread


def send(sc, addr):
    while True:
        message = input("输入要发送的内容：")
        sc.sendto(message.encode("utf8"), addr)


def receive(sc, buffersize):
    while True:
        info, addr = sc.recvfrom(buffersize)
        print("\n接收的内容：", info.decode("utf8"), "地址:", addr)


if __name__ == "__main__":
    SEND_ADDR = ("192.168.12.146", 60000)
    BUFER_SIZE = 1024

    socket1 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    socket1.sendto("hello".encode("utf8"), SEND_ADDR)

    t1 = Thread(target=send, args=(socket1, SEND_ADDR,))
    t1.start()

    t2 = Thread(target=receive, args=(socket1, BUFER_SIZE, ))
    t2.start()

3、服务端实现

from socket import *

# 构建服务端对象
serversocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# 绑定地址
SEND_ADDR = ("192.168.12.146", 40000)
BUFFER_SIZE = 1024
serversocket.bind(SEND_ADDR)

# 接收消息
result = serversocket.recvfrom(BUFFER_SIZE)
print(result)

# 发送信息
info = input("请输入发送信息：")
serversocket.sendto(info.encode("utf8"), result[1])

TCP编程

 TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
 TCP通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的连接，才能发送数据，类似于生活中的“打电话”。

1、TCP通信流程

2、三次握手、四次挥手

（1）TCP连接三次握手

（2）TCP数据传输

（3）TCP断开连接四次挥手

3、服务端实现

from socket import *
from threading import Thread


def single(c):
    while True:
        # 接受消息
        info = c.recv(1024)
        print("收到消息", info.decode("utf8"))

        # 发送消息
        message = input("请输入要发送的消息：")
        if message == "q":
            break
        else:
            c.send(message.encode("utf8"))


if __name__ == "__main__":
    # 创建服务端
    server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

    # 绑定端口
    server.bind(("192.168.12.146", 12345))

    # 开始监听
    server.listen(10)
    print("开始监听")

    # 接受连接
    client, clientaddr = server.accept()
    print("连接到", clientaddr)

    # 创建线程
    t1 = Thread(target=single, args=(client,))
    # 启动线程
    t1.start()

    t1.join()

4、客户端实现

"""
客户端
"""
from socket import *
from threading import Thread


def single(c):
    while True:
        message = input("请输入要发送的消息：")
        if message == "q":
            break
        else:
            # 发送消息
            c.send(message.encode("utf8"))

        # 接受消息
        result = c.recv(1024)
        print("接收的消息：", result.decode("utf8"))


if __name__ == '__main__':
    # 创建客户端
    client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

    # 建立连接
    client.connect(("192.168.12.146", 4321))

    # 创建线程
    t1 = Thread(target=single, args=(client, ))
    # 启动线程
    t1.start()

    t1.join()

5、实现多人聊天

"""
客户端
"""
from socket import *
from threading import Thread


def send1(c):
    while True:
        to = input("请输入接收用户：")
        message = input("请输入发送信息：")
        if not c._closed:
            c.send((to + ":" + message).encode("gbk"))
        else:
            print("你已经断开连接，不能发送消息")
            break


def recv1(c):
    while True:
        # 接受消息
        result = c.recv(1024)
        if len(result) > 0:
            result = result.decode("gbk").split(":")
            messagefrom = result[0]
            messageinfo = result[1]
            print(messagefrom, "发来", messageinfo)
        else:
            c.close()
            break


if __name__ == "__main__":
    # 创建客户端
    client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    # 与服务端建立连接
    client.connect(("192.168.12.146", 8888))
    # 提示用户输入昵称
    name = input("请输入昵称：")
    client.send(name.encode("utf8"))
    # 创建线程
    t1 = Thread(target=send1, args=(client,))
    t1.start()

    t2 = Thread(target=recv1, args=(client,))
    t2.start()

"""
服务端
"""
from socket import *
from threading import Thread


def recv1(client, user):
    while True:
        result = client.recv(1024)
        # print(result.decode("gbk"))
        if len(result) > 0:
            result = result.decode("gbk").split(":")
            to = result[0]
            message = result[1]
            # print(to, message)
            if to == "all":
                for u in users.keys():
                    if user != u:
                        users[u].send((user + ":" + message).encode("gbk"))
            else:
                if to in users.keys():
                    users[to].send((user + ":" + message).encode("gbk"))
                else:
                    client.send("对方已离线，不能接收消息".encode("gbk"))

        else:
            client.close()
            users.pop(user)
            break


def slisten(s, users):
    while True:
        # 接受连接
        client, addr = s.accept()

        user = client.recv(1024).decode("gbk")
        users[user] = client
        print("用户", user, "连接上了, 共有用户", len(users))

        # 第二个线程用来接受客户端发来的数据
        tc = Thread(target=recv1, args=(client, user))
        tc.start()


def tsend():
    while True:
        info = input("请输入通知：").encode("gbk")
        for k, v in users.items():
            print(k, v)
            v.send(info)


if __name__ == "__main__":
    users = {}
    # 构建服务器对象
    server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

    # 绑定地址
    server.bind(("192.168.12.146", 8888))

    # 开始监听
    server.listen(20)
    print("开始监听")

    # 开启线程用于接受客户端连接
    t1 = Thread(target=slisten, args=(server, users))
    t1.start()

    t2 = Thread(target=tsend)
    t2.start()

应用层

1、FTP编程

2、FTP客户端程序开发

客户端——连接到服务器
客户端——账号+密码登录服务器
发出服务请求——控制指令、数据传输指令——处理响应数据
客户端退出

from ftplib import FTP
ftp1 = FTP("ftp.server.com")
ftp1.login("account", "password")
# 数据交互
ftp1.quit()

3、FTP类型常见属性方法

login(user = “annoymous”, password="", acct="")：登录FTP服务器
pwd()：查看当前路径
cwd(path)：切换路径到指定的path路径
dir(path [,…[,cb]])：显示path路径中文件的内容
nlst([path [,…]])：类似dir(),返回文件名称列表
rename(old, name)：重命名old文件为new
retrlines(cmd, cb [,bs=8192 [,ra]])：给定ftp命令，下载二进制文件回调函数cb处理每次读取的8k数据
storlines(cmd, f)：给定ftp命令，上传文本文件f
storbinary(cmd, f[,bs=8192])：给定ftp命令，上传二进制文件f
delete(path)：删除path指定的某个文件
mkd(directory)：创建一个目录directory
rmd(directory)：删除指定的目录directory
quit()：关闭连接，退出FTP

4、FTP客户端实现

上传下载

import ftplib

def ftpconnect(host, username, passwd):
	ftp = ftplib.FTP(host=host, user=username, passwd=passwd)
	return ftp
	
def upload(ftp, localfile, remotefile):
	buffersize = 1024
	file = open(localfile, "rb")
	ftp.storbinary("STOR " + remotefile, file, buffersize)
	file.close()
	
def download(ftp, localfile, remotefile):
	buffersize = 1024
	file = open(localfile, "wb")
	ftp.retrbinary("RETR " + remotefile, file.write, buffersize)
	file.close()
	
if __name__ == "__main__":
	ftp = ftpconnect("localhost", "zzy", "123456")
	# upload(ftp, "d:/flashfxp.png", "newxp.png")
	download(ftp, "d:/newxpp.png", "newxp.png")
	ftp.quit()

SMTP/POP/IMAP邮件收发

1、发送普通文本邮件

from smtplib import SMTP
from email.mime.text import MIMEText

try:
    # 连接到服务器
    smtp = SMTP(host="smtp.163.com")
    useemail = "[email protected]"
    # 登录
    smtp.login(useemail, "qikuedu")
    # 构造发送普通文本邮件对象
    sendtest = MIMEText("这是一封python写的邮件")
    # 显示是谁发的
    sendtest["from"] = useemail
    # 显示发给谁
    sendtest["to"] = "[email protected]"
    # 邮件主题
    sendtest["subject"] = "测试邮件"
    # 发送方法 第一个参数发件人 第二个参数收件人列表  第三个参数
    smtp.sendmail(useemail, ["[email protected]", "[email protected]"], sendtest.as_string())
    # 退出连接
    smtp.quit()
except Exception as e:
    print(e)

2、发送带附件邮件

from smtplib import SMTP
from email.mime.text import MIMEText
from email.mime.image import MIMEImage
from email.mime.multipart import MIMEMultipart


# 连接到服务器
smtp = SMTP(host="smtp.163.com")
useemail = "[email protected]"
# 登录
smtp.login(useemail, "qikuedu")

# 构造发送多文本邮件对象
sendtest = MIMEMultipart()

# 显示是谁发的
sendtest["from"] = useemail
# 显示发给谁
sendtest["to"] = "[email protected]"

# 邮件主题
sendtest["subject"] = "测试邮件"

# 构造文本对象，添加进邮件对象
# text = MIMEText("helloworld")
# sendtest.attach(text)

# 构造图片对象
with open("iu.jpg", "rb") as f:
    img = MIMEImage(f.read())
    img.add_header("Content-ID", "img01")
    sendtest.attach(img)

# 构造HTML来显示图片
html = MIMEText("
图片
结束
", "html")
sendtest.attach(html)

# 添加文件附件
fileoc = open("text1_SMTP.py", "rb")
msgfile = MIMEText(fileoc.read(), "base64", "utf8")
fileoc.close()
msgfile["Content-Disposition"] = 'attachment; filename = "text1_SMTP.py"'
sendtest.attach(msgfile)

# 发送方法 第一个参数发件人 第二个参数收件人列表  第三个参数
smtp.sendmail(useemail, ["[email protected]", "[email protected]"], sendtest.as_string())
# 退出连接
smtp.quit()