本书是一本全面的Python网络编程指南，以浅显易懂的语言解释复杂概念，并通过大量实例帮助读者掌握实际编程技能，旨在为读者提供从基础到高级的网络编程知识。全书共分为12章，内容涵盖网络编程基础、TCP/IP编程、DNS和网络服务发现、安全通信网络、数据序列化和压缩、异步编程和协程、网络应用架构、Web应用开发、HTTP客户端和API设计、电子邮件处理、网络自动化基础以及实验项目。每章最后附有小结和思考与练习，帮助巩固所学知识，为读者提供一个完整而系统的学习路径。本书既可作为高等院校计算机及相关专业的教材，也可作为职业教育培训用书和Python网络编程初学者的入门读本。

前 言

在当今互联网时代，网络已成为现代社会的重要基础设施。无论是个人计算机、移动设备，还是大型企业系统，网络都扮演着关键的角色，使得信息的传递和资源的共享成为可能。作为一种通用的编程语言，Python在网络编程领域有着广泛的应用。

本书的主要内容如下：

第1章介绍网络编程的应用、网络协议栈、应用层协议、Python中的网络编程库和工具、网络会话的建立和管理、数据编码与解码、IP地址和端口、路由和数据包传输等基础知识。第2章探讨TCP和UDP的特点，并介绍套接字编程基础，构建TCP客户端和服务器，深入讲解UDP通信模式、套接字选项和高级特性、异常处理和超时策略。第3章讲解域名系统（DNS）的基础知识，使用getaddrinfo()函数进行DNS解析，以及服务发现机制和相关协议。第4章介绍TLS/SSL的基础知识、证书和密钥管理、加密算法和安全最佳实践，以及如何在Python中应用TLS/SSL。第5章探讨字符串和字节数据的处理，数据封装和帧结构，常用的序列化格式如JSON、XML和Protobuf，数据压缩技术，以及错误处理和异常。第6章介绍异步编程的概念、Python中的asyncio模块和async/await语法、异步网络编程模式，以及构建异步HTTP客户端和服务器。第7章讨论服务器模型（单线程、多线程、多进程）、异步服务器和事件驱动架构、微服务和服务网格、容器化和编排，以及云原生应用和云服务。第8章涵盖Web前端技术、Web表单和用户输入处理、安全性考虑（XSS、CSRF、
HTTPS）、Web抓取和自动化、使用Web框架构建应用，以及WebSocket和实时通信。第9章对HTTP进行了概述，详细介绍RESTful API设计原则、Python中的HTTP客户端库，以及认证、授权和API安全性。第10章包括电子邮件协议（SMTP、POP、IMAP）、构造和解析电子邮件、Python中的电子邮件处理库，以及邮件发送和接收的自动化。第11章探索Python在网络自动化中的应用、网络设备交互协议、基础网络配置自动化实践，以及子网与VLAN自动化策略。Python 网络编程 II第12章提供多个实验项目，如TCP Echo服务器和客户端、使用Python实现HTTP客户端、构建基于TLS/SSL的安全通信、数据序列化与反序列化、异步编程与asyncio库的使用、微服务架构下的服务注册与发现、Web应用开发与前端交互、RESTful API设计与实现、电子邮件发送与接收自动化处理，以及网络自动化等。

本书具有以下特色：

（1）内容覆盖面非常广，从网络基础知识、TCP/IP编程、DNS解析、安全通信等核心主题，到数据序列化、异步编程、Web开发、HTTP客户端与API设计、电子邮件处理、网络自动化等高级主题，为读者提供了完整的Python网络编程技能。

（2）内容编排经过精心设计，先从网络基础知识入手，再深入TCP/IP编程、DNS解析等核心知识，最后延伸到更高级的异步编程、Web开发等主题，由浅入深、循序渐进。

（3）除了系统讲解理论知识外，还通过大量实例、练习和实战案例帮助读者掌握实际编程技能，理论实践紧密结合，注重实战技能培养。本书由浙江理工大学科技与艺术学院富有教学经验的资深一线教师和项目实施经验丰富的工程技术人员合作编写，主要参与人员及分工如下：鲍小忠编写第1章；章浙栋编写第2章；王菊雅编写第3、10、11章；郑响萍编写第4、5、6章；李泽彪编写第7、8、9章；蔡海军编写第12章及习题解析内容；何茜、张翠红、姜佳炜、车陈浩、王超君、王俊浩也参与了本书的编写工作。

本书是教育部产学合作协同育人项目（202002112017、202002112015、202002037009），浙江省教育厅“十四五”第二批本科省级教学改革项目（JGBA2024755），浙江省高等教育学会2024年度“人工智能赋能教育教学应用研究”专项重点课题（KT2024436），以及绍兴市高等教育教学改革项目（SXSJG202429、SXSJG202418）的建设成果。本书在上述项目的资助下才得以顺利完成，在此，表示诚挚的谢意。尽管编者已经竭尽全力确保本书的内容准确无误，但限于编者水平，不当之处在所难免。若您在阅读过程中遇到任何疑问或发现错误，欢迎通过电子邮箱yirenya@126.com与我们联系。Python网络编程是一个充满挑战但同时也极富吸引力的领域。希望读者在学习本书后，能够掌握这一领域的核心知识，为未来职业发展打下坚实基础。

编 者

2024年10月

第1章网络编程基础11.1网络编程的应用21.2网络协议栈概述31.2.1OSI模型与TCP/IP模型31.2.2协议栈各层的功能和协议41.2.3网络接口和硬件抽象51.3应用层协议简介61.3.1协议的角色和服务模型61.3.2常见的应用层协议81.4网络编程库和工具101.4.1Python标准库中的网络模块101.4.2第三方网络编程库111.4.3网络调试和分析工具111.5网络会话的建立和管理121.5.1会话层的作用121.5.2会话的生命周期131.5.3会话状态管理151.6数据编码与解码171.6.1文本编码171.6.2二进制数据编码191.6.3序列化协议201.7IP地址和端口221.7.1IPv4与IPv6的区别221.7.2端口的

王菊雅，女，工学硕士。2008年毕业于浙江理工大学。浙江理工大学科技与艺术学院讲师、实验师。主要研究方向为信息系统管理与开发、数据建模等。,李泽彪，男，副教授，电子商务专业，绍兴市信息化智库专家。主要讲授《电子商务运营管理》、《数据库原理与应用》和《电子商务系统分析与设计》等课程。主持省部级课题3项，参与国家级课题4项，发表学术论文10余篇，编著教材2部。曾获中国商业联合会科技进步二等奖2项，浙江省高等教育教学成果二等奖1项，获得各A类竞赛一等奖奖项10余项。,鲍小忠，浙江理工大学科技与艺术学院，高级实验师，主编出版教材1部，参编出版教材2部，曾获全国多媒体课件大赛一等奖，主持教育部产学合作协同育人项目2项。

（1）内容覆盖面非常广，从网络基础知识、TCP/IP编程、DNS解析、安全通信等核心主题，到数据序列化、异步编程、Web开发、HTTP客户端与API设计、电子邮件处理、网络自动化等高级主题，为读者提供了完整的Python网络编程技能。
（2）内容编排经过精心设计，先从网络基础知识入手，再深入TCP/IP编程、DNS解析等核心知识，最后延伸到更高级的异步编程、Web开发等主题，由浅入深、循序渐进。
（3）除了系统讲解理论知识外，还通过大量实例、练习和实战案例帮助读者掌握实际编程技能，理论实践紧密结合，注重实战技能培养。