深入Python中的网络通信-python串口通信

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TCP/IP

计算机与网络设备两情侣要谈恋爱，相互通信，那么双方就必须有规则。基于相同的方法，不同的硬件、操作系统之间的通信，都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议(protocol)。

TCP/IP 是互联网相关各类协议族的总称。TCP/IP是指TCP和IP这两种协议。TCP/IP是在IP协议的通信过程中，使用到的协议族的统称。

TCP/IP协议族按层次分别为应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。可以按照不同的模型分4层或者是7层。

将TCP/IP分为5层，越靠下越接近硬件。

应用层：应用程序收到传输层的数据后，接下来就是要进行解读，解读必须要先规定好格式，而应用层就是规定应用程序的数据格式，主要协议有HTTP等。

传输层：该层为两台主机上的应用程序提供端到端的通信，传输层有两个传输协议为TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)，TCP是一个可靠的面向连接的协议，UDP是不可靠或者说无连接的协议。

网络层：决定如何将数据从发送方到接收方，是建立主机到主机的通信。

数据链路层：控制网络层与物理层之间的通信，主要功能是保证物理线路上进行可靠的数据传递。

物理层：该层负责物理传输，与链路有关，也与传输的介质有关。

客户端和服务器具体的

HTTP

图片出自《图解HTTP》书籍

三次握手，四次挥手

TCP三次握手，四次挥手，Runsen也不会怎么说，就把网上最通俗的图放在下面了，还是别看我很牛逼，牛逼的是做图的大佬。

三次握手

四次挥手

图片出自公众号(程序员小小溪)，更多的名词和概念查找参考公众号程序员小小溪的文章~[1]

Socket

网络编程有一个重要的概念 socket(套接字)，应用程序可以通过它发送或接收数据，套接字允许应用程序将 I/O 插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。

我是来偷窥Python中的网络通信Socket，不小心偷窥到了一个非常不错的Socket好图

将上面的图片整理步骤

1.建立连接：

服务器：socket--->address--->bind--->listen--->accept
客户端：socket--->connect

2.通信：收一发：recv(1024)<---send(byte)/sendall(byte)

3.关闭连接：close()

实现简单的通讯程序

服务端，server.py

#导入socket模块 
import socket 
#创建套接字 或使用server = socket.socket() 
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 
#定义绑定的ip和端口，用元组定义 
ip_port = ('127.0.0.1', 8888) 
#绑定监听:bind(address),在AF_INET下,以元组（ip,port）的形式表示地址 
server.bind(ip_port) 
#设置最大连接数，默认为1 
server.listen(5) 
#不断接受连接：one by one 
while True: 
    print("等待数据连接中……") 
    #接受客服端数据请求 
    conn, address = server.accept() 
    ''' 
    向客服端返回信息 
    (注意：python3.x以上，网络数据的发送接收都是byte类型， 
    发送接收String类型数据时需要对数据进行编码(发送：messages.enconde()；接收后转为String类型:messages.deconde())，pyhon2.x则直接发送数据无须编码) 
    ''' 
    messages = "连接成功！" 
    conn.send(messages.encode()) 
    #计数信息条数 
    count = 0 
    #一个连接中，不断的接受客户端发来的数据 
    while True: 
        data = conn.recv(1024) 
        #打印客户端发来的数据信息 
        print(data.decode()) 
        #判断是否退出当前连接,等在下一个连接 
        if data == b'exit': 
          break 
        #处理客户端数据（如：响应请求等） 
        count = count + 1 
        string = "第" + str(count) + "条信息：" + data.decode() 
        conn.send(string.encode()) 
        #主动关闭连接 
    conn.close()

客户端，client.py

import socket 
 
#创建套接字 
client = socket.socket() 
#访问的服务器的ip和端口，用元组定义 
ip_port = ("127.0.0.1", 8888) 
#连接服务器主机 
client.connect(ip_port) 
#同一链接中，不断向服务器发生数据或请求 
while True: 
    #接收服务器发送或响应的数据 
    data = client.recv(1024) 
    #打印接收的数据；python3.x以上数据要编码(发送：data.enconde()；接收后转为String类型:data.deconde()) 
    print(data.decode()) 
    messages = input("请输入发生或请求的数据(exit退出)：") 
    client.send(messages.encode()) 
    if messages == 'exit': 
        break 
    ''' 
    #接收服务器发送或响应的数据 
    data = client.recv(1024) 
    #打印接收的数据；python3.x以上数据要编码，发送enconde()；接收deconde() 
    print(data.decode()) 
    ''' 
#关闭连接 
client.close()

具体效果如下图所示。

多线程通信TCP服务器与多个TCP客户端同时进行连续通信，只需要通过threading创建多线程任务handle_client就可以了。

import socket 
import threading 
import random 
 
 
def handle_client(): 
    # 接受客户端请求链接 
    client, address = server.accept() 
    print("[*] Accept connection from: %s:%d" % (address[0], address[1])) 
    messages = "Hello World!" 
    client.send(messages.encode()) 
    # 连续与当前连接的客户端通信 
    while True: 
        # 接受客户端数据 
        request = (client.recv(1024)).decode() 
        # 判断是否结束通信 
        if request == 'exit': 
            break 
        print("[*] Received from %s:%d : %s" % (address[0], address[1], request)) 
        # 发送响应信息给客户端 
        client.send((str(random.randint(1, 1000)) + "：" + "ACK!").encode()) 
    # 关闭当前连接 
    client.close() 
 
 
if __name__ == "__main__": 
    # 创建套接字 
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 
    # 定义绑定ip和端口 
    ip = '127.0.0.1' 
    port = 8888 
    # 绑定监听 
    server.bind((ip, port)) 
    # 设置最大连接数，默认为1 
    server.listen(5) 
    print("[*] Listening on %s:%d" % (ip, port)) 
    # 循环开启线程，接受多个客户端的链接通信 
    while True: 
        # 创建一个线程 
        client_handler = threading.Thread(target=handle_client) 
        # 开启线程 
        client_handler.start()

python3.x以上，网络数据messages的发送接收都是byte类型，若要发送接收String类型数据时需要通过messages.enconde()对数据进行编码，接收后通过messages.deconde()转为String类型。pyhon2.x则直接发送数据无须编码。

本文已收录 GitHub，传送门~[2] ，里面更有大厂面试完整考点，欢迎 Star。

Reference
[1] 参考公众号程序员小小溪的文章:
https://mp.weixin.qq.com/s/KK1dnNoHrbjMyuhQptaBAQ

[2] 传送门~:
https://github.com/MaoliRUNsen/runsenlearnpy100