PyThon3中网络编程基础实例

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编写一个最简单的Client/Server程序：

1、首先执行下面命令开启一个监听8000端口的HTTP服务器：

python3 -m http.server 8000

Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 ...

2、接着编写一个程序，来对这个服务器发起HTTP请求：

import requests
r = requests.get('http://127.0.0.1:8000/')
print(r)

3、再执行这个程序：

bash-3.2$ python test.py

显示服务器返回了一个200成功响应。

现在我们来总结请求过程：

客户端向服务器端发起了一个HTTP(GET)请求。

服务器端向客户端返回了一个HTTP(200)响应。

这是我们能看到的最抽象的过程，下面再用tcpdump细看发生了什么：

在命令行用tcpdump来监听本地网卡的tcp连接。

tcpdump -i lo0 port 8000

再通过wireshark来观察结果：

tcpdump -i lo0 port 8000 -w test.cap

现在执行程序：

bash-3.2$ python test.py

得到结果：

tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo0, link-type NULL (BSD loopback), capture size 262144 bytes
23:46:06.464962 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [S], seq 1191154495, win 65535, options [mss 16344,nop,wscale 5,nop,nop,TS val 178410641 ecr 0,sackOK,eol], length 0
23:46:06.465018 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [S.], seq 1405387906, ack 1191154496, win 65535, options [mss 16344,nop,wscale 5,nop,nop,TS val 178410641 ecr 178410641,sackOK,eol], length 0
23:46:06.465029 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [.], ack 1, win 12759, options [nop,nop,TS val 178410641 ecr 178410641], length 0
23:46:06.465039 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [.], ack 1, win 12759, options [nop,nop,TS val 178410641 ecr 178410641], length 0
23:46:06.465065 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [P.], seq 1:146, ack 1, win 12759, options [nop,nop,TS val 178410641 ecr 178410641], length 145
23:46:06.465079 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [.], ack 146, win 12754, options [nop,nop,TS val 178410641 ecr 178410641], length 0
23:46:06.467141 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [P.], seq 1:156, ack 146, win 12754, options [nop,nop,TS val 178410642 ecr 178410641], length 155
23:46:06.467171 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [.], ack 156, win 12754, options [nop,nop,TS val 178410643 ecr 178410642], length 0
23:46:06.467231 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [P.], seq 156:5324, ack 146, win 12754, options [nop,nop,TS val 178410643 ecr 178410643], length 5168
23:46:06.467245 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [.], ack 5324, win 12593, options [nop,nop,TS val 178410643 ecr 178410643], length 0
23:46:06.467313 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [F.], seq 5324, ack 146, win 12754, options [nop,nop,TS val 178410643 ecr 178410643], length 0
23:46:06.467331 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [.], ack 5325, win 12593, options [nop,nop,TS val 178410643 ecr 178410643], length 0
23:46:06.468442 IP localhost.49329 > localhost.irdmi: Flags [F.], seq 146, ack 5325, win 12593, options [nop,nop,TS val 178410644 ecr 178410643], length 0
23:46:06.468479 IP localhost.irdmi > localhost.49329: Flags [.], ack 147, win 12754, options [nop,nop,TS val 178410644 ecr 178410644], length 0

通过结果可得：

客户端发起一个SYN报文，向服务器请求建立一个TCP连接。

服务器端返回一个SYN+ACK报文，表示服务器收到了客户端传来的请求，并同意与客户端建立TCP连接。

客户端返回一个ACK报文，表示已经知道服务器同意建立TCP连接，这时候双方开始通信。

客户端和服务器端不断地交换信息，接收报文，返回应答。

最后数据传输完毕，服务器发起一个FIN报文，表示要结束通信，客户端返回一个ACK应答，接着又发送一个FIN报文，最后服务器端返回一个ACK应答，此时连接过程结束。

现在再来看服务器端的状态，通过lsof命令来查看绑定8000端口的描述符信息：

lsof -n -i:8000          
COMMAND    PID   USER   FD   TYPE             DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
python3.4 1128 tonnie    4u  IPv4 0x17036ae156ec58cf      0t0  TCP *:irdmi (LISTEN)

现在用刚才的例子来解释TCP中状态迁移的概念，这时候，如果从客户端到来一个请求：

服务器端接收到客户端的SYN报文，返回SYN+ACK报文，服务器端进入SYN_RCVD状态。
服务器端收到客户端返回的ACK应答后，连接建立，进入ESTABLISHED状态。
服务器端的数据传输完毕，给客户端发送FIN报文，进入FIN_WAIT_1状态。
服务器端接收到客户端返回的ACK应答后，进入FIN_WAIT_2状态。
服务器端接收到客户端的FIN报文，接着返回一个ACK应答，等待连接关闭，进入TIME_WAIT状态。
服务器端经过2MSL时间后进入CLOSED状态，此时连接关闭。

在上面的程序中，客户端与服务器端的通信都要经过四个层（应用层、传输层、网络层、网络接口层）来打交道。那么这段Python程序都是通过socket操作连接的建立和关闭以及数据的传输等一系列方法。

客户端最简化代码：

import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect(('127.0.0.1', 8000))
sock.send(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: 127.0.0.1:8000\r\n\r\n')
data = sock.recv(4096)
print(data)
sock.close()

服务器端最简化代码：

import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind(('127.0.0.1', 8000))
sock.listen(5)
while 1:
    cli_sock, cli_addr = sock.accept()
    req = cli_sock.recv(4096)
    cli_sock.send(b'hello world')
cli_sock.close()

关于PyThon3中网络编程基础实例就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。

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