您是否想知道您的設備是如何透過網(wǎng)路連線？或企業(yè)如何跨區(qū)無縫分享資訊？這一切都是使用電腦網(wǎng)路作為業(yè)務策略的一部分來實現(xiàn)的。它允許我們透過互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)路中的不同應用程式和設備之間建立通訊、協(xié)作和共享資源?，F(xiàn)在，由於網(wǎng)路與軟體應用程式以及各種其他技術的集成，您只需單擊即可與朋友或任何人聯(lián)繫或分享內容。在 Python 中，網(wǎng)路是一個基本概念，它支援裝置與外部資源之間的交互作用。 Python 包含許多支援網(wǎng)路功能的內建模組，例如用於一般網(wǎng)路的「socket」和用於 HTTP 通訊的「requests」。
因此，在本文中，我們將透過實際範例討論 Python 中的網(wǎng)路從基本概念到進階概念。

網(wǎng)路概念簡介

1. 網(wǎng)路及其在分散式系統(tǒng)中的意義

網(wǎng)路涉及透過有線電纜或無線網(wǎng)路連接多臺電腦和設備，以透過網(wǎng)際網(wǎng)路交換資料和共享資源。它允許多個設備之間的通訊。眾所周知，分散式系統(tǒng)是指大量客戶端、硬體設備和進程相互連接以共享資源和通訊的系統(tǒng)。因此，網(wǎng)路和分散式系統(tǒng)具有顯著的互連性。它們提供促進儲存、資源共享和電子通訊的基礎設施，以提高系統(tǒng)的效率和生產力。

2. 關鍵網(wǎng)路概念

我們在日常生活中使用的一些關鍵網(wǎng)路概念如下：

2.1。 IP 位址

IP 位址在網(wǎng)路上唯一標識您的裝置。如果您有連接到網(wǎng)際網(wǎng)路的設備，它必須有一個 IP 位址。 IP 代表網(wǎng)際網(wǎng)路協(xié)定。它是網(wǎng)路內電腦或裝置的唯一編號或識別碼。每個設備都有一個獨特的編號，使其與網(wǎng)路中的其他設備不同。例如：

IPv4: 32-bit address: 192.168.1.1 
IPv6: 128-bit address: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 

注意：

IP 位址是由句點分隔的唯一數(shù)字字串，用於識別每臺使用 Internet 協(xié)定透過網(wǎng)路通訊的電腦。

2.2。港口

連接埠是網(wǎng)路中使用的數(shù)字標識符，用於指定裝置上的特定服務或進程。與標識設備在網(wǎng)路上的位置的 IP 位址相比，連接埠允許多個服務在同一設備上同時運作。它確保數(shù)據(jù)被定向到正確的應用程式或進程。這些連接埠的範圍從0到65535，為特定協(xié)定保留了一定的規(guī)模。例如：

IPv4: 32-bit address: 192.168.1.1 
IPv6: 128-bit address: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 

2.3。協(xié)議

網(wǎng)路協(xié)定是網(wǎng)路設備之間通訊的一組流程和實務。它定義了資料的格式化、傳輸和接收方式。例如 HTTP、FTP、SMTP 和 DNS。協(xié)定可以在 OSI 模型中的各個層運行，例如應用層 (HTTP)、傳輸層 (TCP) 和網(wǎng)路層 (IP)。

2.4。插座

套接字是用於跨多個裝置發(fā)送或接收資料的網(wǎng)路端點。它涉及 IP 位址和連接埠號碼 的配對。套接字有兩種主要類型：用於 TCP 連線的 SOCK_STREAM（面向連線）和用於 UDP 連線的 SOCK_DGRAM（無連線）。套接字可以實現(xiàn)各種網(wǎng)路服務，例如網(wǎng)路和電子郵件伺服器。

3. OSI 模型與 TCP/IP 堆疊

定義了某些模型，告訴我們如何透過網(wǎng)路連接我們的設備或計算機，以便它們可以相互互動和通訊。定義網(wǎng)路有兩種主要模型。 OSI 模型或 TCP/IP 堆疊。讓我們簡要概述一下它們：

3.1。 TCP/IP 堆疊

TCP/IP 堆疊是一套通訊協(xié)議，用於互連互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)路設備，確?？煽康馁Y料傳輸和通訊。它是一組關於電腦如何互動以及如何設計這些系統(tǒng)的過程。為了理解功能，分為五層。每層都有其工作，即應用層、傳輸層、網(wǎng)路存取層、資料鏈結層和實體層。 TCP/IP 堆疊提供了現(xiàn)實世界中網(wǎng)路的實際實現(xiàn)，而 OSI 模型則提供了對網(wǎng)路通訊的理論理解。此外，傳輸層提供可靠資料傳輸?shù)脑O施，網(wǎng)路存取層確保資料包的正確IP位址和路由等。

3.2。 OSI模型

與 TCP/IP 類似，OSI 模型也用於設計跨多個裝置的網(wǎng)路。它是一個概念框架，由一組用於理解和實現(xiàn)七個不同層的網(wǎng)路協(xié)定的過程組成。它與 TCP/IP 共用同一層，但有一個附加層。其中包括：應用程式、表示、會話、傳輸、網(wǎng)路存取、資料鏈路和實體層。具體來說，OSI 和 TCP/IP 之間的主要差異在於 TCP/IP 應用層中模製的兩個附加層。

套接字程式設計基礎

1. Socket 程式設計作為 Python 網(wǎng)路的基礎

網(wǎng)路涉及兩個或多個設備的連接，以便在它們內部進行通訊。在Python中，套接字程式設計是一種基本且核心的網(wǎng)路創(chuàng)建機制。對於socket編程，我們需要導入socket模組。使用套接字模組，開發(fā)人員可以產生、配置和管理用於 TCP 和 UDP 通訊的套接字。這個模組有許多創(chuàng)建套接字並幫助它們相互關聯(lián)所需的內建方法。使用的一些重要方法是socket.socket，它用於建立套接字。此套接字在客戶端和伺服器端均使用。此外，為了接受通信，我們使用socket.accept方法。

注意

TCP代表傳輸控制協(xié)議，它是一種面向連接的協(xié)議，確保可靠的資料傳輸。 UDP 是一種用戶資料報協(xié)議，一種無連接協(xié)議，優(yōu)先考慮速度而不是可靠性。

2. 套接字作為機器之間通訊的端點

套接字是用來傳送和接收資料的網(wǎng)路端點。預設情況下，單一網(wǎng)路有兩個套接字，每個通訊設備一個。這些套接字結合了 IP 位址和連接埠號碼。此外，根據(jù)所使用的連接埠號，單一裝置可以有 N 個套接字。不同類型的協(xié)定可使用不同的連接埠；例如，HTTP 使用連接埠 80。透過這種端點機制，開發(fā)者可以確保各種組網(wǎng)場景下資料的準確可靠交換。

3. 範例：建立和使用套接字進行基本網(wǎng)路通訊

現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了套接字程式設計是什麼，因為它是 Python 程式設計的基礎，讓我們轉到程式碼編輯器，看看如何建立它。我們必須為客戶端和伺服器端建立兩個不同的檔案來建立連線。

server.py

IPv4: 32-bit address: 192.168.1.1 
IPv6: 128-bit address: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 

client.py

HTTP uses port 80  
HTTPS uses port 443

使用 TCP/IP

1. 傳輸控制協(xié)定（TCP）及其在通訊中的作用

TCP，也稱為傳輸控制協(xié)議，是 TCP/IP 模型中的傳輸層協(xié)定。它由一組決定如何透過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送資料的協(xié)定和流程組成。通常，當資料作為文件發(fā)送時，它們會被分解為單獨的資料包。當資料包到達目的地時，每個資料包都有一個唯一的編號。我們可以用它來組裝它們。此外，如果某些資料包遺失，TCP 會確保重新發(fā)送它們。這就是為什麼我們稱 TCP 為可靠的通信協(xié)議，因為它通過握手過程建立通信，確認接收到的數(shù)據(jù)，並通過維護數(shù)據(jù)包的正確順序並確保數(shù)據(jù)完整性和傳輸來重新傳輸丟失的數(shù)據(jù)包。

2.範例：在 Python 中建立 TCP 用戶端和伺服器應用程式

伺服器是等待客戶端請求的軟體，客戶端向伺服器請求資源。套接字程式設計主要是針對客戶端-伺服器架構來實現(xiàn)的。在這裡，我們討論創(chuàng)建客戶端和伺服器的範例，其中客戶端發(fā)送訊息，伺服器響應該訊息，並使用 TCP 套接字模組對該請求給出適當?shù)幕貞?。讓我們設計客戶端和伺服器模型。

server.py

IPv4: 32-bit address: 192.168.1.1 
IPv6: 128-bit address: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 

client.py

HTTP uses port 80  
HTTPS uses port 443

3.使用 TCP 套接字建立簡單的聊天應用程式

讓我們使用 TCP 套接字在 Python 中創(chuàng)建一個簡單的聊天應用程序，其中伺服器偵聽傳入的命令，客戶端連接到該伺服器以發(fā)送和接收訊息。我們將使用 Python 內建模組（即套接字）來建立聊天室。因此，我們需要分別為客戶端和伺服器端編寫程式碼：

server.py

import socket #Import library

#Create a socket object and then define two arguments first one specifies the IP address
#and second indicate the use of a TCP socket.
soc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
#Prepare to receive connections by binding it to the IP address and port
soc.bind((socket.gethostname(), 1042))
#Listen to the connection
soc.listen(5)

while True:
     #Set client socket and address and make a connection
     clt, addr = soc.accept() 
     print(f"Connection Established to address {addr}")
     msg = "Message Received and the message is ->"
     clt.send(bytes(msg + "Socket Programming in Python", "utf-8"))

client.py

import socket #Importing the module

#Create a socket object and then define two arguments first one specifies the IP address
#and second for indicating the use of a TCP socket.
soc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
#Set the connection with the port number and hostname
soc.connect((socket.gethostname(), 1042))
#Set the bytes of the message how much you want to receive
msg = soc.recv(100)
print(msg.decode("utf-8"))

總結

網(wǎng)路是電腦科學與程式設計中的一個重要概念。它可以解決大多數(shù)人類問題，無論您是在辦公室工作還是與團隊共享文件?；蛘?，聯(lián)絡來自其他國家的親戚。總之，我們專注於使用 Python 來紮實介紹網(wǎng)路基礎。我們學習了網(wǎng)路控制和模型、客戶端和伺服器架構的基本主題，以及使用套接字庫的實際範例。此函式庫確保為分散式系統(tǒng)建立安全可靠的網(wǎng)路。不斷嘗試並鞏固這些技能，以進一步提高您的網(wǎng)路程式設計熟練程度。希望本指南對您有幫助。感謝您的閱讀。快樂編碼！

參考

Python 中的網(wǎng)絡

套接字庫

以上是進階 Python 概念 - 使用 Python 進行網(wǎng)路連接的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網(wǎng)其他相關文章！