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Python网络编程4--实现IP分片与网络路径MTU探测

实验拓扑如下，linux向R2发送IP分片，并在R2接口上抓包。

??ICMP包校验和是连通头部信息加数据本身一起进行校验（ip包只需要校验头部信息）而Scapy自动添加ICMP校验和时只会计算第一分片的数据，当三个分片到达目标主机进行重组后校验不通过，将重组后的数据包丢弃；因此在手动设置IP分片时，需要手动将校验和添加入ICMP首部中。

由于手动计算校验和过程较复杂，可通过wireshark抓包，可以获取到正确的校验和。

抓包结果如下，由于单个数据包长度超过MTU,系统自动将ICMP request包分片发送，同样的ICMP reply系统也进行了分片。

??当主机发送分组的长度超过MTU又不可以分片（IP flags位DF置1），则这个分组丢弃，并用ICMP差错报文向主机报告。

参考：( )

Python网络编程 -- TCP/IP

首先放出一个 TCP/IP 的程序，这里是单线程服务器与客户端，在多线程一节会放上多线程的TCP/IP服务程序。

这里将服务端和客户端放到同一个程序当中，方便对比服务端与客户端的不同。

TCP/IP是因特网的通信协议，其参考OSI模型，也采用了分层的方式，对每一层制定了相应的标准。

网际协议（IP）是为全世界通过互联网连接的计算机赋予统一地址系统的机制，它使得数据包能够从互联网的一端发送至另一端，如 130.207.244.244，为了便于记忆，常用主机名代替IP地址，例如 baidu.com。

UDP (User Datagram Protocol，用户数据报协议) 解决了上述第一个问题，通过端口号来实现了多路复用（用不同的端口区分不同的应用程序）但是使用UDP协议的网络程序需要自己处理丢包、重包和包的乱序问题。

TCP (Transmission Control Protocol，传输控制协议) 解决了上述两个问题，同样使用端口号实现了复用。

TCP 实现可靠连接的方法：

socket通信模型及 TCP 通信过程如下两张图。

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socket.getaddrinfo(host, port, family, socktype, proto, flags)

返回： [(family, socktype, proto, cannonname, sockaddr), ] 由元组组成的列表。

family：表示socket使用的协议簇， AF_UNIX : 1, AF_INET: 2, AF_INET6 : 10。 0 表示不指定。

socktype: socket 的类型， SOCK_STREAM : 1, SOCK_DGRAM : 2, SOCK_RAW : 3

proto: 协议， 套接字所用的协议，如果不指定， 则为 0。 IPPROTO_TCP : 6, IPPRTOTO_UDP : 17

flags：标记，限制返回内容。 AI_ADDRCONFIG 把计算机无法连接的所有地址都过滤掉（如果一个机构既有IPv4，又有IPv6，而主机只有IPv4，则会把 IPv6过滤掉）

AI _V4MAPPED, 如果本机只有IPv6，服务却只有IPv4，这个标记会将 IPv4地址重新编码为可实际使用的IPv6地址。

AI_CANONNAME，返回规范主机名：cannonname。

getaddrinfo(None, 'smtp', 0, socket.SOCK_STREAM, 0, socket.AP_PASSIVE)

getaddrinfo('', 'ftp', 0, 'socket.SOCK_STREAM, 0, socket.AI_ADDRCONFIG | socket.AI_V4MAPPED)

利用已经通信的套接字名提供给getaddrinfo

mysock = server_sock.accept()

addr, port = mysock.getpeername()

getaddrinfo(addr, port, mysock.family, mysock.type, mysock.proto, socket.AI_CANONNAME)

TCP 数据发送模式：

由于 TCP 是发送流式数据，并且会自动分割发送的数据包，而且在 recv 的时候会阻塞进程，直到接收到数据为止，因此会出现死锁现象，及通信双方都在等待接收数据导致无法响应，或者都在发送数据导致缓存区溢出。所以就有了封帧(framing)的问题，即如何分割消息，使得接收方能够识别消息的开始与结束。

关于封帧，需要考虑的问题是， 接收方何时最终停止调用recv才是安全的？整个消息或数据何时才能完整无缺的传达？何时才能将接收到的消息作为一个整体来解析或处理。

适用UDP的场景：

由于TCP每次连接与断开都需要有三次握手，若有大量连接，则会产生大量的开销，在客户端与服务器之间不存在长时间连接的情况下，适用UDP更为合适，尤其是客户端太多的时候。

第二种情况： 当丢包现象发生时，如果应用程序有比简单地重传数据聪明得多的方法的话，那么就不适用TCP了。例如，如果正在进行音频通话，如果有1s的数据由于丢包而丢失了，那么只是简单地不断重新发送这1s的数据直至其成功传达是无济于事的。反之，客户端应该从传达的数据包中任意选择一些组合成一段音频（为了解决这一问题，一个智能的音频协议会用前一段音频的高度压缩版本作为数据包的开始部分，同样将其后继音频压缩，作为数据包的结束部分），然后继续进行后续操作，就好像没有发生丢包一样。如果使用TCP，那么这是不可能的，因为TCP会固执地重传丢失的信息，即使这些信息早已过时无用也不例外。UDP数据报通常是互联网实时多媒体流的基础。

参考资料：

有哪些 Python 经典书籍

《深度学习入门》（[ 日］ 斋藤康毅）电子书网盘下载免费在线阅读

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?pwd=bhct 提取码: bhct?

书名：深度学习入门

作者：[ 日］ 斋藤康毅

译者：陆宇杰

豆瓣评分：9.4

出版社：人民邮电出版社

出版年份：2018-7

页数：285

内容简介：本书是深度学习真正意义上的入门书，深入浅出地剖析了深度学习的原理和相关技术。书中使用Python3，尽量不依赖外部库或工具，从基本的数学知识出发，带领读者从零创建一个经典的深度学习网络，使读者在此过程中逐步理解深度学习。书中不仅介绍了深度学习和神经网络的概念、特征等基础知识，对误差反向传播法、卷积神经网络等也有深入讲解，此外还介绍了深度学习相关的实用技巧，自动驾驶、图像生成、强化学习等方面的应用，以及为什么加深层可以提高识别精度等“为什么”的问题。

作者简介：

斋藤康毅

东京工业大学毕业，并完成东京大学研究生院课程。现从事计算机视觉与机器学习相关的研究和开发工作。是Introducing Python、Python in Practice、The Elements of Computing Systems、Building Machine Learning Systems with Python的日文版译者。

译者简介：

陆宇杰

众安科技NLP算法工程师。主要研究方向为自然语言处理及其应用，对图像识别、机器学习、深度学习等领域有密切关注。Python爱好者。

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《Python核心编程（第3版）》（[美] Wesley Chun）电子书网盘下载免费在线阅读

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密码：jmfk

书名：Python核心编程（第3版）

作者：[美] Wesley Chun

译者：孙波翔

豆瓣评分：7.8

出版社：人民邮电出版社

出版年份：2016-5

页数：660

内容简介：《Python核心编程（第3版）》是经典畅销图书《Python核心编程（第二版）》的全新升级版本，总共分为3部分。第1部分为讲解了Python的一些通用应用，包括正则表达式、网络编程、Internet客户端编程、多线程编程、GUI编程、数据库编程、Microsoft Office编程、扩展Python等内容。第2部分讲解了与Web开发相关的主题，包括Web客户端和服务器、CGI和WSGI相关的Web编程、Django Web框架、云计算、高级Web服务。第3部分则为一个补充/实验章节，包括文本处理以及一些其他内容。

《Python核心编程（第3版）》适合具有一定经验的Python开发人员阅读。

Python网络编程6-使用Pysnmp实现简单网管

??简单网络管理协议SNMP（Simple Network Management Protocol）用于网络设备的管理。SNMP作为广泛应用于TCP/IP网络的网络管理标准协议，提供了统一的接口，从而实现了不同种类和厂商的网络设备之间的统一管理。

??SNMP协议分为三个版本：SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3。

??SNMP系统由网络管理系统NMS（Network Management System）、SNMP Agent、被管对象Management object和管理信息库MIB（Management Information Base）四部分组成。

??SNMP查询是指NMS主动向SNMP Agent发送查询请求，如图1-3所示。SNMP Agent接收到查询请求后，通过MIB表完成相应指令，并将结果反馈给NMS。SNMP查询操作有三种：Get、GetNext和GetBulk。SNMPv1版本不支持GetBulk操作。

??不同版本的SNMP查询操作的工作原理基本一致，唯一的区别是SNMPv3版本增加了身份验证和加密处理。下面以SNMPv2c版本的Get操作为例介绍SNMP查询操作的工作原理。假定NMS想要获取被管理设备MIB节点sysContact的值，使用可读团体名为public，过程如下所示：

??SNMP设置是指NMS主动向SNMP Agent发送对设备进行Set操作的请求，如下图示。SNMP Agent接收到Set请求后，通过MIB表完成相应指令，并将结果反馈给NMS。

??不同版本的SNMP Set操作的工作原理基本一致，唯一的区别是SNMPv3版本增加了身份验证和加密处理。下面以SNMPv3版本的Set操作为例介绍SNMP Set操作的工作原理。

假定NMS想要设置被管理设备MIB节点sysName的值为HUAWEI，过程如下所示：

??SNMPv1和SNMPv2c的Set操作报文格式如下图所示。一般情况下，SNMPv3的Set操作信息是经过加密封装在SNMP PDU中，其格式与SNMPv2c的Set操作报文格式一致。

??SNMP Traps是指SNMP Agent主动将设备产生的告警或事件上报给NMS，以便网络管理员及时了解设备当前运行的状态。

??SNMP Agent上报SNMP Traps有两种方式：Trap和Inform。SNMPv1版本不支持Inform。Trap和Inform的区别在于，SNMP Agent通过Inform向NMS发送告警或事件后，NMS需要回复InformResponse进行确认。

??在Ensp中搭建网络环境，在R2上启用SNMP作为SNMP agent，Linux主机作为NMS；为方便观察SNMP报文格式，在R2使用SNMP的版本为v2c。

通过下面的Python脚本获取R2的系统信息与当前的主机名

运行结果如下

??在R2接口上抓包结果如下，Linux主机向R2的161端口发送SNMP get-request报文，可以看到SNMP使用的版本为v2c，设置的团体名为public，随机生成了一个request-id，变量绑定列表（Variable bindings），即要查询的OID，但Value为空；值得注意的是这些信息都是明文传输的，为了安全在实际环境中应使用SNMPv3。

通过下面的Python脚本获取R2的接口信息。

运行结果如下：

在R2接口抓包结果如下，getBuikRequest相比get-request设置了一个max-repetitions字段，表明最多执行get操作的次数。Variable bindings中请求的OID条目只有一条。

下面Python脚本用于设置R2的主机名为SNMPv2R2。

运行结果如下

在路由器上可以看到主机名有R2变为了SNMPv2R2。

get-response数据包内容与set-request中无异。

下面Python脚本用于接收，R2发送的Trap，并做简单解析。

先运行该脚本，之后再R2上手动将一个接口shutdown，结果如下：

接口上抓包结果如下，此时团体名用的是public，data部分表明是trap。

由于Ensp中的通用路由器认证算法只支持des56，而pysnmp不支持该算法，因此使用AR路由器配置SNMPv3。

使用下面Python脚本发送snmpv3 get报文获取设备系统信息。

抓包结果如下，首先发送get-resques进行SNMPv3认证请求，随机生成一个msgID，认证模式为USM，msgflgs中Reportable置1要求对方发送report，其他为置0，表示不进行加密与鉴权；另外安全参数，认证参数、加密参数都为空，此时不携带get请求数据。

路由器给NMS回复report，msgID与resquest一致，Msgflgs中各位都置0，同时回复使用的安全引擎，认证与加密参数为空，不进行认证与加密，因此能看到data中的数据。

AR1收到请求后进行回复，数据包中msgflags标志位中除reportable外其他位都置1，表示不需要回复，同时进行加密与鉴权。同样也可以看到认证用户为testuser，认证参数与加密参数都有填充，data部分也是同样加密。

参考：

什么是SNMP - 华为 (huawei.com)

AR100-S V300R003 MIB参考 - 华为 (huawei.com)

SNMP library for Python — SNMP library for Python 4.4 documentation (pysnmp.readthedocs.io)

python简单小游戏代码 怎么用Python制作简单小游戏

1、Python猜拳小游戏代码：

2、import random #导入随机模块

3、

4、num = 1

5、yin_num = 0

6、shu_num = 0

7、while num 2:

12、 print('不能出大于2的值')

13、 else:

14、 data = ['石头', '剪刀', '布']

15、 com = random.randint(0, 2)

16、 print(您出的是{}，电脑出的是{}.format(data[user], data[com]))

17、 if user == com:

18、 print('平局')

19、 continue

20、 elif (user == 0 and com == 1) or (user == 1 and com == 2) or (user == 2 and com == 0):

21、 print('你赢了')

22、 yin_num += 1

23、 else:

24、 print('你输了')

25、 shu_num += 1

26、 num += 1

27、Python数字炸弹小游戏代码：

28、import random

29、import time

30、

31、bomb = random.randint(1, 99)

32、print(bomb)

33、start = 0

34、end = 99

35、while 1 == 1:

36、

37、 people = int(input('请输入{}到{}之间的数:'.format(start, end)))

38、 if people bomb:

39、 print('大了')

40、 end = people

41、 elif people bomb:

42、 print('小了')

43、 start = people

44、 else:

45、 print('BOOM!!!')

46、 break

47、 print('等待电脑了输入{}到{}之间的数:'.format(start, end))

48、 time.sleep(1)

49、 com = random.randint(start + 1, end - 1)

50、 print('电脑输入：{}'.format(com))

51、 if com bomb:

52、 print('大了')

53、 end = com

54、 elif com bomb:

55、 print('小了')

56、 start = com

57、 else:

58、 print('BOOM!!!')

59、 break