Python 서버 개발 - 네트워크 기본 사항

네트워크는 아래에서 위로 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 프레젠테이션 계층, 애플리케이션 계층으로 구분됩니다.

HTTP는 상위 프로토콜인 반면, TCP/IP는 많은 하위 프로토콜을 포함하는 프로토콜 집합입니다. 포함: 전송 계층의 FTP, UDP, TCP 프로토콜, 네트워크 계층의 IP 프로토콜 등, HTTP, 텔넷 프로토콜 등과 같은 고급 프로토콜. HTTP는 TCP/IP의 하위 프로토콜입니다.

소켓은 TCP/IP 프로토콜을 캡슐화하고 적용한 것입니다(프로그래머 수준에서). 또한 TPC/IP 프로토콜은 네트워크에서 데이터가 전송되는 방식을 주로 해결하는 전송 계층 프로토콜인 반면, HTTP는 데이터를 패키지하는 방법을 주로 해결하는 애플리케이션 계층 프로토콜이라고 할 수 있습니다.

데이터를 전송할 때 (전송 계층) TCP/IP 프로토콜만 사용할 수 있지만, 이 경우 애플리케이션 계층이 없으면 전송되는 데이터를 만들려면 데이터 내용을 식별할 수 없습니다. 의미가 있는 경우 애플리케이션 계층 프로토콜을 사용해야 합니다. HTTP, FTP, TELNET 등과 같은 많은 애플리케이션 계층 프로토콜이 있습니다. 자체 애플리케이션 계층 프로토콜을 정의할 수도 있습니다. WEB은 HTTP 텍스트 정보를 캡슐화하기 위해 HTTP 프로토콜을 애플리케이션 계층 프로토콜로 사용하고, TCP/IP를 전송 계층 프로토콜로 사용하여 이를 네트워크로 보냅니다.

우리가 흔히 이야기하는 소켓은 무엇일까요? 사실 소켓은 TCP/IP 프로토콜을 캡슐화한 것입니다. 소켓 자체는 프로토콜이 아니라 호출 인터페이스(API)입니다. TCP/IP 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 실제로 소켓은 반드시 TCP/IP 프로토콜과 관련이 있는 것은 아닙니다. 소켓 프로그래밍 인터페이스를 설계할 때 다른 네트워크 프로토콜에도 적용할 수 있을 것으로 기대되었습니다. 따라서 소켓의 출현은 프로그래머가 TCP/IP 프로토콜 스택을 더 쉽게 사용할 수 있도록 해줄 뿐입니다. 이는 TCP/IP 프로토콜의 추상화이므로 생성, 수신, 수신 등 우리가 알고 있는 가장 기본적인 기능 인터페이스 중 일부를 형성합니다. 연결, 수락, 보내기, 읽기 및 쓰기 등

TCP/IP는 운영 체제의 운영 메커니즘과 마찬가지로 프로토콜 스택일 뿐이며 구체적으로 구현되어야 하며 외부 운영 인터페이스도 제공해야 합니다. 운영 체제가 win32 프로그래밍 인터페이스와 같은 표준 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 것처럼 TCP/IP도 프로그래머가 네트워크 개발에 사용할 수 있는 인터페이스를 제공합니다. 이것이 바로 소켓 프로그래밍 인터페이스입니다.

더 생생한 설명이 있습니다. HTTP는 데이터를 캡슐화하거나 표시하는 특정 형식을 제공하는 자동차이고, 소켓은 네트워크 통신 기능을 제공하는 엔진입니다.

실제로 전송 계층의 TCP는 네트워크 계층의 IP 프로토콜을 기반으로 하고, 애플리케이션 계층의 HTTP 프로토콜은 전송 계층의 TCP 프로토콜을 기반으로 하며 소켓 자체는 그렇지 않습니다. 위에서 언급한 것처럼 프로토콜은 TCP 또는 UDP 프로그래밍을 위한 인터페이스만 제공합니다.

소켓을 사용하여 네트워크 연결을 설정하는 단계:

소켓 연결을 설정하려면 최소한 한 쌍의 소켓이 필요합니다. 그 중 하나는 ClientSocket이라는 클라이언트에서 실행되고 다른 하나는 클라이언트에서 실행됩니다. ServerSocket의 경우 ClientSocket이라고 하는 서버입니다.

소켓 간의 연결 과정은 서버 모니터링, 클라이언트 요청, 연결 확인의 세 단계로 나누어집니다.

1. 서버 모니터링: 서버 측 소켓은 특정 클라이언트 소켓을 찾아내지 않고 연결을 기다리는 상태로, 네트워크 상태를 실시간으로 모니터링하며 클라이언트의 연결 요청을 기다리는 상태이다.

2. 클라이언트 요청: 연결을 요청하는 클라이언트의 소켓을 말하며, 연결 대상은 서버의 소켓을 의미합니다. 이를 위해 클라이언트의 소켓은 먼저 연결하려는 서버의 소켓을 기술하고 서버측 소켓의 주소와 포트 번호를 지정한 다음 서버측 소켓에 연결 요청을 해야 합니다.

3. 연결 확인: 서버 측 소켓은 클라이언트 소켓의 연결 요청을 수신하거나 수신할 때 클라이언트 소켓 요청에 응답하고 새 스레드를 생성하며 서버 측 소켓에 대한 설명을 클라이언트에 보냅니다. 클라이언트가 이 설명을 확인하면 두 당사자 간에 공식적으로 연결이 설정됩니다. 서버측 소켓은 계속 수신 대기 상태에 있으며 다른 클라이언트 소켓으로부터 연결 요청을 계속 수신합니다.

HTTP 링크의 특성

HTTP 프로토콜은 웹 네트워킹의 기본이며 휴대폰 네트워킹에 일반적으로 사용되는 프로토콜 중 하나입니다. TCP 프로토콜 위에 있는 애플리케이션입니다.

HTTP 연결의 가장 주목할만한 특징은 클라이언트가 보낸 각 요청마다 서버가 응답을 다시 보내야 한다는 것입니다. 요청이 완료된 후 연결이 적극적으로 해제됩니다. 연결 설정부터 연결 종료까지의 과정을 "연결"이라고 합니다.

인터넷 프로토콜

IP는 32비트 부호 없는 정수입니다. IP 주소는 DNS(Domain Name System) 데이터베이스를 통해 도메인 이름에 매핑됩니다.

#!/usr/bin/env python
# Foundations of Python Network Programming - Chapter 1 - getname.py
import socket
hostname = 'google.com'
addr = socket.gethostbyname(hostname)
print 'The address of', hostname, 'is', addr
# The address of google.com is 173.194.72.113

Python 네트워크 프로그래밍:

Python은 기본 운영 체제 소켓 인터페이스에 액세스할 수 있는 모든 방법을 제공합니다. 또한 암호화되고 인증된 통신인 SSL/TLS를 위한 일련의 서비스도 제공합니다.

소켓은 실제로 파일 설명자입니다. 로컬 파일과 달리 네트워크의 파일에 연결됩니다.

1. UDP 로컬 연결 생성:

#!/usr/bin/env python
import socket, sys
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
MAX = 65535
PORT = 1060
if sys.argv[1:] == ['server']:
    s.bind(('127.0.0.1', PORT))
    print 'Listening at', s.getsockname()
    while True:
        data, address = s.recvfrom(MAX)
        print 'The client at', address, 'says', repr(data)             
　　　　 s.sendto('Your data was %d bytes' % len(data), address)
elif sys.argv[1:] == ['client']:
        print 'Address before sending:', s.getsockname()
        s.sendto('This is my message', ('127.0.0.1', PORT))
        print 'Address after sending', s.getsockname()
        data, address = s.recvfrom(MAX) # overly promiscuous - see text!
        print 'The server', address, 'says', repr(data)
else:
    print >>sys.stderr, 'usage: udp_local.py server|client'

다음 코드 실행:

python filename.py server
＃Listening at ('127.0.0.1', 1060)
＃Address before sending: ('0.0.0.0', 0)
＃Address after sending ('0.0.0.0', 62892)
＃The server ('127.0.0.1', 1060) says 'Your data was 18 bytes'
python filename.py client
＃The client at ('127.0.0.1', 62892) says 'This is my message'

2. :

import random, socket, sys
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
MAX = 65535
PORT = 1060
if 2 <= len(sys.argv) <= 3 and sys.argv[1] == &#39;server&#39;:
    interface = sys.argv[2] if len(sys.argv) > 2 else &#39;&#39;
    s.bind((interface, PORT))
    print &#39;Listening at&#39;, s.getsockname()
    while True:
        data, address = s.recvfrom(MAX)
        if random.randint(0, 1):
            print &#39;The client at&#39;, address, &#39;says:&#39;, repr(data)
            s.sendto(&#39;Your data was %d bytes&#39; % len(data), address)
        else:
            print &#39;Pretending to drop packet from&#39;, address
elif len(sys.argv) == 3 and sys.argv[1] == &#39;client&#39;:
    hostname = sys.argv[2]
    s.connect((hostname, PORT))
    print &#39;Client socket name is&#39;, s.getsockname()
    delay = 0.1
    while True:
        s.send(&#39;This is another message&#39;)
        print &#39;Waiting up to&#39;, delay, &#39;seconds for a reply&#39;
        s.settimeout(delay)
        try:
            data = s.recv(MAX)
        except socket.timeout:
            delay *= 2  # wait even longer for the next request
            if delay > 2.0:
                raise RuntimeError(&#39;I think the server is down&#39;)
        else:
            break   # we are done, and can stop looping
              
    print &#39;The server says&#39;, repr(data)
else:
    print >>sys.stderr, &#39;usage: udp_remote.py server [ <interface> ]&#39;
    print >>sys.stderr, &#39;   or: udp_remote.py client <host>&#39;
    sys.exit(2)

这里的s.connect((hostname, PORT))方法，可以让我们不用每次都调用s.sendto('This is my message', ('127.0.0.1', PORT))。直接调用

s.send('This is another message')。