回溯前文

第一篇只是开篇了数据结构和一些传输的例子。第二篇会讲网络编程传输协议在 Python 场景下如何使用。
根据上文的回复，顺序上会先讲 Tcp，下面进入正题。

深度优化过的传输协议-Tcp

Tcp 标准来自上个世纪 80 年代，也是历经了 30 多年的改进和优化。但是这些优化不是应用层的，避免长篇大论，有兴趣可以自己去了解下。
这里面一些观点后面也会用 Python 去验证。
那么学习网络协议，在第一篇里面是协议用的数据结构。下一步就是学习 Tcp 和常规的 http 镞有什么不同，先从结构上进行梳理，结构分别有：

1. 传输形态（包含传输的各种设置）
2. 链接地址

传输形态

Http 在应用层分为多个域，整体比较复杂，比 TCP 更复杂，只是 Http 使用场景比 Tcp 广域，所以熟能生巧和更多理解。
Http 镞和 Tcp 底层都是 socket，这个 http 在 web 那层做了大量限制和改造，所以有了更多域。
Http 镞不打算这里介绍，进入正题。Tcp 也是数据流，可以获得字节数组 bytes 长度的。
传输形态这层是由 socket 做的，Python 那层做了大量的包容，不用设置很复杂的 socket 设置。

socket 原生函数需要通过 nodename、servname、ai_flags、ai_family、ai_socktype、ai_protocol 来设置
ai_family:AF_INET Ipv4，目前大部分都是 Ipv4。 AF_INET6，就是 Ipv6。
ai_socktype:SOCK_STREAM 是数据流，也就是 TCP 的流设置。SOCK_DGRAM 是数据包，UDP 的包设置。

def tcp_client_options():
    """
    tcp客户端设置的IPv4和数据流 （使用者）
    :return:
    """
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #通道设置
    return sock

def tcp_server_options():
    """
    tcp服务器设置（管理者）
    :return:
    """
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    """
    level=socket.SOL_SOCKET 所在哪个协议层
    socket.SO_REUSEADDR 访问选项名 这个是一个参数int类型
    """
    # SO_REUSEADDR端口释放后立即就可以被再次使用 1代表开启就可以使用
    sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
    print(sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR))

服务器对比客户端来说是管理者身份，管理客户端链接，所以会多一个 setsockopt，设置 socket 规则或者叫配置。而客户端是使用者，所以只有设置通道（访问目标通道方式的）。

这个有个前置知识是 Tcp 握手和挥手，也是重要面试题，这里不做描述。
socket.SOL_SOCKET 是默认的代表你选择的协议层，也就是 socket 都是这个。
socket.SO_REUSEADDR 是设置，TCP 挥手后还能被使用，只能设置 1 和 0。

sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 

这里修改为 2 或者-1 下面打印还是 1，这个也是 Python 做了大量的封装包容的体现。
socket.SO_REUSEADDR 代表的是 optname 的控制方式，也就是挥手断开连接。
Http 是单次请求交互模式，也就是说你发一个数据流请求，会立即被投递到服务器，进行验证合法，合法后应答后
Tcp 不是，Tcp 是发一组（多段数据流请求后），但是服务器不是立即接受，是会拥堵在网络缓存区内，到达一定数量在发给服务器。
所以这个也是初学者经常会遇到的，假设服务器完全接收到客户端信息，客户端发了 10 次大小共 5000 个字节，服务器那边往往只会收到 3-4 次，大小总量也是 5000 个字节。这个可以在看完本文后，自己试试写个例子。

可以设置缓存区大小，缓存区大小会和 Tcp 重要概念有关，前面例子 plus：

def tcp_server_options():
    """
    tcp服务器设置
    :return:
    """
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
    print(sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR))
    #设置发送缓存区容纳单位
    sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_SNDBUF, 16 * 1024)
    print(f'Send -> {sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_SNDBUF)}')
    print(f'Revice -> {sock.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_RCVBUF)}')

socket.SO_RCVBUF 是由协议层决定的，协议层这里常量是通过协议层默认大小来表示（双关），65535+1 的 65536，当然这个默认大小可以修改的，通常建议修改成 10 万，根据机器因地制宜。
socket.SO_SNDBUF 就是 16 * 1024 的，那么如果不设置会是多少呢。在 socket 层有很多双关，默认也是 65536。
还可以设置通信阻塞，这个阻塞是服务器处理客户端 socket 请求的，阻塞是会处理完才会接收同一个客户端的下一条请求，但是高并发场景下，多个 work 线程的 Tcp 服务器一般都是非阻塞的，这里的设置是全局设置的，会对整个服务器当前启动生效。

sock.setblocking(False) #设置非阻塞的。

还可以设置超时时间,但是不要画鱼加红烧肉这种做法，添加了超时时间会和上面设置阻塞有一些冲突，会影响正常设置了缓存区大小等，所以不推荐使用。
这个和平时测试工具使用的 requests 里面 timeout 不一样。
常规设置都已经讲了，下面讲服务器如何去让客户端投递数据给他。

2.链接地址
根本上没差别，网络传输从 1 端到另外 1 端，要传输都需要有地址 接收者 iP+ 端口。
客户端需要知道服务器的链接地址才能把消息投递到正确的地方，服务器拥有接收者 iP 会分配一个地址也就是端口，然后 bind 端口，监听链接到这个地址去管理客户端。

服务器还会有一个最大支持链接数，客户端是没有这个设置的，下面例子里面 max=5000，所以客户端和服务器关系是多对一的，最多支持 5000 个客户端链接到同个服务器。
看到上面，划重点关键字 bind 和 listen，给个例子，区分客户端和服务器代码：

def server_listener(addr: tuple, max: int):
    """
    服务器监听 最大支持5000个链接数
    :param max:最大支持链接数
    :param addr:元组
    :return:
    """
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置挥手后可以使用
    sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    sock.bind(addr)
    # 最大支持max个链接数
    sock.listen(max)
    return sock

if __name__ == '__main__':
    server_listener(("0.0.0.0", 12580),5000)

http 的服务器因为包装的很好，并不会有这种设置，服务器都是一个监听客户端 fd 和轮询管理这些 fd 的。
客户端&服务器用同一套 socket options，这样服务器才能接收链接客户端的消息，fd=sock.fileno()。

获取方式以及客户端链接代码，如下例子：

def create_client():
    """
    创建客户端
    :return:
    """
    # 客户端和服务器设置通道的socket肯定是要一样的，否则链接不过来
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sockfd = sock.fileno()
    print(f"客户端fd={sockfd}")
    sock.connect(("127.0.0.1", 12580))
    return sock
if __name__ == '__main__':
    client = create_client()
    print(client)

客户端链接代码里面，地址不能是 0.0.0.1，本机测试也只能是 127.0.0.1。
connect_ex() 不为 0，会返回 error 的码，会在和协议号和错误协议号串联一起的后面章节来讲。

服务器监听客户端 fd 的代码如下，核心函数是 accept()：

def accept_client_connect(listener_sock):
    """
    服务器处理 确认客户端链接 核心方法是accept()
    :param listener_sock:服务器sock对象
    :return:
    """
    new_conn = listener_sock.accept()
    if new_conn == None:
        return
    sock, addr = new_conn
    # 服务器监听可以拿到那边拿sock的fd
    print(f"---accept_client_connection, sockfd={sock.fileno()}, addr={addr}")
    return sock

if __name__ == '__main__':
    sock = server_listener(("0.0.0.0", 12580), 5000)
    sock_ = accept_client_connect(sock)
    print(sock_)

最终打印

---accept_client_connection, sockfd=512, addr=('127.0.0.1', 14024)
<socket.socket fd=512, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 12580), raddr=('127.0.0.1', 14024)>

addr 端口就是服务器给客户端临时分配的端口，服务器就是通过字典管理，sockfd 和 addr[1],下面这段描述可以让其他语言也可以理解。

ClientInfo = {"client_fd":sockfd,"fd_port":addr[1]}
ClientGroup = []ClientInfo   
{"gateway_threads":ClientGroup} 

Workthread 分属不同作用,服务器里面的 gateway 服务 bind clientGroup 数组，这些细节后面章节会有具体的例子。

预告&总结

预告 socket 发包部分流程
step1: socket options(第二篇)
step2: 断开 socket，struct+pack 包 (数据结构)+ 压包 (数据结构在第一篇，第三篇是断开 socket 和 struct)
step3: 压缩的多种形式 (第四篇)
step4: 加密的多种形式 (第五篇)

总结

1. 需要对 socket 设置做大量练习和理解更深入的。其实 http 非 Python 得也有很多设置，建议也可以深入理解。
2. 写法上都会支持客户端，服务器例子都有。
3. 没有讲的 socket.shutdown 和 struct 这个库可以预习下。