让程序 “联网“！TCP、UDP、HTTP 一次讲透，手写聊天程序和爬虫接口-平芜编程栈

前面写的程序都是 "自己跟自己玩"。真实的应用要联网—— 浏览器请求网页、聊天软件收发消息、爬虫抓数据。这篇老哥带你打通网络编程。

一、网络编程三要素

进程之间要通信，靠三个东西：

协议：定义通信规则（数据格式、传输顺序、错误检查）；
IP：网络中每台计算机的唯一标识，靠它找到计算机；
端口：标识进程的逻辑地址，靠它找到计算机里指定的进程。

二、TCP/IP 协议与分层模型

TCP/IP是互联网最常用的协议族，得名于两个核心协议：TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）。

理解网络用五层模型（TCP/IP 四层 + 把网络接口层拆成数据链路层和物理层）：

应用层 （HTTP、FTP、SMTP 等） 传输层 （TCP、UDP） 网络层 （IP） 数据链路层 物理层

三、IP：标识设备、寻址

用ipconfig（Windows）/ifconfig（Linux）查看本机 IP。

公网 IP任何地方能访问；私网 IP只能在局域网内访问，范围：

10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

127.0.0.1是回环地址，代表本机。

IPv432 位（如192.168.10.2），IPv6128 位（如2001:db8:0:1234:0:567:8:1）。IPv4 地址 2011 年已耗尽，IPv6 地址多到 "每粒沙子都能有 IP"。

四、端口：找到进程

端口号范围0~65535：

公认端口0~1023：绑定系统服务（80=HTTP、21=FTP、22=SSH、3306=MySQL、3389=RDP）；
动态端口1024~65535：进程动态申请，关闭即释放。

用netstat -ano查看端口信息。

五、socket：进程通信的工具

socket（套接字）是进程间通信的工具。Python 用socket模块创建：

import socket # TCP 流式套接字 tcp_socket = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM) # UDP 数据报套接字 udp_socket = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)

AF_INET：用于 Internet 进程间通信；
SOCK_STREAM：TCP 流式；SOCK_DGRAM：UDP 数据报。

六、UDP：不可靠但快

UDP简单、面向数据报、不保证可靠，发出去就不留备份。适合对时效要求高、能容忍丢包的场景（流媒体、在线游戏）。

UDP 服务端：

import socket udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) udp_socket.bind(("127.0.0.1", 8080)) # 绑定 IP 和端口 while True: recv_data, client_addr = udp_socket.recvfrom(1024) # 接收 print(f"{client_addr[0]}:{client_addr[1]}>> {recv_data.decode('utf-8')}") udp_socket.sendto("你好".encode("utf-8"), client_addr) # 发送 udp_socket.close()

UDP 客户端：

import socket udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) while True: try: server_ip, server_port = "127.0.0.1", 8080 udp_socket.sendto(input(f"{server_ip}:{server_port}<< ").encode("utf-8"), (server_ip, server_port)) recv_data, client_addr = udp_socket.recvfrom(1024) print(f"{client_addr[0]}:{client_addr[1]}>> {recv_data.decode('utf-8')}") except KeyboardInterrupt: break udp_socket.close()

先跑服务端再跑客户端，就能聊天了。

七、TCP：可靠但需连接

TCP面向连接、可靠、基于字节流，分建立连接→数据传送→终止连接三阶段，用序号、校验和、确认重传等机制保证可靠。适合网页、文件传输等不能丢数据的场景。

TCP 服务端（多了listen和accept）：

import socket tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) tcp_socket.bind(("127.0.0.1", 8080)) tcp_socket.listen(2) # 设置监听 client_socket, client_addr = tcp_socket.accept() # 等待连接 while True: recv_data = client_socket.recv(1024) print(f"{client_addr[0]}:{client_addr[1]}>> {recv_data.decode('utf-8')}") client_socket.send("你好".encode("utf-8")) tcp_socket.close()

TCP 客户端（多了connect）：

import socket tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) tcp_socket.connect(("127.0.0.1", 8080)) # 连接服务器 while True: try: tcp_socket.send(input("127.0.0.1:8080<< ").encode("utf-8")) recv_data = tcp_socket.recv(1024) print(f"127.0.0.1:8080>> {recv_data.decode('utf-8')}") except KeyboardInterrupt: break tcp_socket.close()

八、HTTP：网页的通信语言

HTTP（超文本传输协议）是应用层协议，万维网数据通信的基础。客户端发请求，服务器返回响应。

请求消息四部分：请求行（方法 + URI + 版本）、请求头、空行、请求体。

响应消息四部分：状态行（版本 + 状态码 + 状态信息）、响应头、空行、响应体。

八种请求方法：GET（读资源）、HEAD（只要元信息）、POST（提交数据）、PUT（上传内容）、DELETE（删除资源）、TRACE、OPTIONS、CONNECT。

五类状态码：

1xx信息：100 继续、101 切换协议；
2xx成功：200 OK、202 已接受；
3xx重定向：301 永久移动、302 临时移动、304 未修改；
4xx客户端错误：400 语法错误、403 拒绝、404 找不到、405 方法被禁止；
5xx服务器错误：500 内部错误、502 网关错误。

发 HTTP 请求拿数据（用 requests 库）：

import requests url = 'https://international.v1.hitokoto.cn/' params = {'c': 'a', 'encode': 'json'} # 一言网的 API try: response = requests.get(url, params=params) status_code = response.status_code if status_code == 200: data = response.json() hitokoto = data['hitokoto'] from_who = data['from_who'] if data['from_who'] else '未知' print(f"随机名言: {hitokoto} - {from_who}") elif status_code == 404: print("请求的资源未找到！") elif status_code == 500: print("服务器内部错误！") else: print(f"发生未知错误，状态码: {status_code}") except requests.RequestException as e: print(f"请求过程中出现错误: {e}")