Python 3 socket编程

Posted 2020-10-04

Python 3 socket编程

一 客户端/服务器架构

互联网中处处是C/S架构

1、C/S结构，即Client/Server(客户端/服务器)结构

2、在互联网中处处可见c/s架构 比如说浏览器，在线视频，各种社交软件。

C/S架构与socket的关系：

我们学习socket就是为了c/s架构的开发 

学习socket一定要先学习互联网协议：

1、如何基于socket编程，来开发一款自己的C/S架构软件

2.、C/S架构的软件（软件属于应用层）是基于网络进行通信的

3、网络的核心即一堆协议，协议即标准，你想开发一款基于网络通信的软件，就必须遵循这些标准

先可以看一些网络协议方面的知识

http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

二、scoket与网络协议

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

三、套接字

套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。 

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET

四、套接字用法：

首先需要导入socket模块 （使用任何函数都需要导入一个模块）

socket()模块

import socket

socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)

socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。



获取tcp/ip套接字

tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

 

获取udp/ip套接字

udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

 

由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了‘from module import *‘语句。使用 ‘from socket import *‘,我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。

例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

socket()模块

 

服务端套接字函数

s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字

s.listen()  开始TCP监听

s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

 

客户端套接字函数

s.connect()     主动初始化TCP服务器连接

s.connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

 

公共用途的套接字函数

s.recv()            接收TCP数据

s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)

s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)

s.recvfrom()        接收UDP数据

s.sendto()          发送UDP数据

s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址

s.getsockname()     当前套接字的地址

s.getsockopt()      返回指定套接字的参数

s.setsockopt()      设置指定套接字的参数

s.close()           关闭套接字

 

面向锁的套接字方法

s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式

s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间

s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

 

面向文件的套接字的函数

s.fileno()          套接字的文件描述符

s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

 

基于TCP的套接字

tcp是基于链接的，必须先启动服务端，然后再启动客户端去链接服务端

ss = socket()      #创建服务器套接字

ss.bind()          #把地址绑定到套接字

ss.listen()        #监听链接

inf_loop:          #服务器无限循环

cs = ss.accept()   #接受客户端链接

comm_loop:         #通讯循环

cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)

cs.close()          #关闭客户端套接字

ss.close()          #关闭服务器套接字(可选)

 

tcp客户端

cs = socket()    # 创建客户套接字

cs.connect()    # 尝试连接服务器

comm_loop:        # 通讯循环

cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)

cs.close()            # 关闭客户套接字

 

socket通信流程与打电话流程类似，我们就以打电话为例来实现一个low版的套接字通信

import socket

ip_port=(‘127.0.0.1‘,8080)  #电话卡

BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机

s.bind(ip_port) #手机插卡

s.listen(5)     #手机待机

 

 

 

conn,addr=s.accept()            #手机接电话

# print(conn)

# print(addr)

print(‘接到来自%s的电话‘ %addr[0])

 

msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话

print(msg,type(msg))

 

conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

 

conn.close()                    #挂电话

 

s.close()                       #手机关机

服务端

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机

phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080)) #绑定手机卡

 

#发，收消息

phone.send(‘hello‘.encode(‘utf-8‘))

data=phone.recv(1024)

print(‘server back res:<%s>‘ %data)

 

phone.close()

客户端

加上链接循环与通信循环

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加

phone.bind((‘127.0.0.1‘,8080))

phone.listen(5)

print(‘server start===‘)

while True: #链接循环

    conn,client_addr=phone.accept()

    print(conn,client_addr)

 

    while True: #通讯循环

        try:

            client_data=conn.recv(1024)

            if not client_data:break #针对linux系统

            # print(‘has rev‘)

            conn.send(client_data.upper())

        except Exception: #针对windwos

            break

    conn.close()

 

phone.close()

加上链接循环服务端

客户端（可以有几个客户端一起链接后面的被挂起前一个断开后立马链接）

import socket

phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

phone.connect((‘127.0.0.1‘,8080))

#发，收消息

while True:

    msg=input(‘>>: ‘).strip()

    if not msg:continue

    phone.send(msg.encode(‘utf-8‘))

    server_data=phone.recv(1024)

    print(server_data.decode(‘utf-8‘))

 

phone.close()

加上链接循客户端: