Python 中的网络编程-socket模块创建TCP服务器创建TCP客户端

Posted 2021-01-02 yswyzh

                                                                   Python 中的网络编程

一、socket()模块

二、创建TCP服务器

三、创建TCP客户端

 

一、socket模块

 

套接字：

套接字最初是为同一主机上的应用程序所创建，使得主机上运行的一个程序（又名一个 进程）与另一个运行的程序进行通信。这就是所谓的进程间通信（Inter Process Communication， IPC）。有两种类型的套接字：基于文件的和面向网络的。总的来说，Python 只支持 AF_UNIX、AF_NETLINK、AF_TIPC 和 AF_INET 家族。

 

socket()模块函数 要创建套接字，必须使用 socket.socket()函数，它一般的语法 : 

 

1 socket(socket_family, socket_type, protocol=0) 

 

　　

 

其中，socket_family是AF_UNIX或AF_INET（如前所述），socket_type是SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM（也如前所述）。protocol通常省略，默认为 0。

所以，为了创建 TCP/IP 套接字，可以用下面的方式调用 socket.socket()。
 

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

　　

 同样，为了创建 UDP/IP 套接字，需要执行以下语句。 

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

　　

 因为有很多 socket 模块属性，所以此时使用“from module import *”这种导入方式可以 接受，不过这只是其中的一个例外。如果使用“from socket import *”，那么我们就把 socket 属性引入到了命名空间中。虽然这看起来有些麻烦，但是通过这种方式将能够大大缩短代码， 正如:

 tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) 

　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表格查询

名    字	描    述
s.send()	发送 TCP 消息
s.sendall()	完整地发送 TCP 消息
s.recvfrom()	接收 UDP 消息
s.recvfrom_into()	接收 UDP 消息到指定的缓冲区
s.sendto()	发送 UDP 消息
s.getpeername()	连接到套接字（TCP）的远程地址
s.getsockname()	当前套接字的地址
s.getsockopt()	返回给定套接字选项的值
s.setsockopt()	设置给定套接字选项的值
s.shutdown()	关闭连接
s.close()	关闭套接字
s.detach()	在未关闭文件描述符的情况下关闭套接字，返回文件描述符
s.ioctl()	控制套接字的模式（仅支持 Windows） 面向阻塞的套接字方法
s.setblocking()	设置套接字的阻塞或非阻塞模式
s.settimeout()	设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout()	获取阻塞套接字操作的超时时间 面向文件的套接字方法
s.makefile()	创建与套接字关联的文件对象 数据属性
s.family	套接字家族
s.proto	套接字协议

 

二、创建TCP服务器
 　　

创建通用 TCP 服务器的一般伪代码，然后对这些代码的含义进行一般 性的描述。

ss = socket()                     # 创建服务器套接字 
ss.bind()                           # 套接字与地址绑定 
ss.listen()                         # 监听连接
inf_loop:                          # 服务器无限循环    
    cs = ss.accept()           # 接受客户端连接    
    comm_loop:                # 通信循环      
        cs.recv()/cs.send()  # 对话（接收/发送）    
    cs.close()                   # 关闭客户端套接字 
ss.close()                      # 关闭服务器套接字#（可选）            

所有套接字都是通过使用 socket.socket()函数来创建的。因为服务器需要占用一个端口并 等待客户端的请求，所以它们必须绑定到一个本地地址。因为 TCP 是一种面向连接的通信系 统，所以在 TCP 服务器开始操作之前，必须安装一些基础设施。特别地，TCP 服务器必须监 听（传入）的连接。一旦这个安装过程完成后，服务器就可以开始它的无限循环。

 

接下来这个脚本创建一个TCP服务器，它接受来自客户端的消息，然后将消息加上时间戳前缀并发送回客户端

第 6～13 行 HOST 变量是空白的，这是对 bind()方法的标识，表示它可以使用任何可用的地址。我 们也选择了一个随机的端口号，并且该端口号似乎没有被使用或被系统保留。另外，对于该 应用程序，将缓冲区大小设置为 1KB。可以根据网络性能和程序需要改变这个容量。listen() 方法的参数是在连接被转接或拒绝之前，传入连接请求的最大数。 在第 11 行，分配了 TCP 服务器套接字（tcpSerSock），紧随其后的是将套接字绑定到服 务器地址以及开启 TCP 监听器的调用。

第 15～28 行 一旦进入服务器的无限循环之中，我们就（被动地）等待客户端的连接。当一个连接请求出 现时，我们进入对话循环中，在该循环中我们等待客户端发送的消息。如果消息是空白的，这意 味着客户端已经退出，所以此时我们将跳出对话循环，关闭当前客户端连接，然后等待另一个客 户端连接。如果确实得到了客户端发送的消息，就将其格式化并返回相同的数据，但是会在这些 数据中加上当前时间戳的前缀。

 

 三、创建TCP客户端

 创建客户端比服务器要简单得多。
  如：

cs = socket()               # 创建客户端套接字 
cs.connect()                # 尝试连接服务器 
comm_loop:                  # 通信循环     
    cs.send()/cs.recv()     # 对话（发送/接收） 
cs.close()                  # 关闭客户端套接字 
 

　　正如前面提到的，所有套接字都是利用 socket.socket()创建的。然而，一旦客户端拥有了 一个套接字，它就可以利用套接字的 connect()方法直接创建一个到服务器的连接。当连接建 立之后，它就可以参与到与服务器的一个对话中。最后，一旦客户端完成了它的事务，它就 可以关闭套接字，终止此次连接。

接下来这个脚本创建一个TCP客户端，它提示用户输入发送到服务器端的消息，并接收从服务器端返回的添加了时间戳前 缀的相同消息，然后将结果展示给用户。
 

第 1～3 行 在 UNIX 启动行后，从 socket 模块导入所有属性。 第 5～11 行 HOST 和 PORT 变量指服务器的主机名与端口号。因为在同一台计算机上运行测试（在 本例中），所以 HOST 包含本地主机名（如果你的服务器运行在另一台主机上，那么需要进 行相应修改）。端口号 PORT 应该与你为服务器设置的完全相同（否则，将无法进行通信）。 此外，也将缓冲区大小设置为 1KB。 在第 10 行分配了 TCP 客户端套接字（tcpCliSock），接着主动调用并连接到服务器。 第 13～23 行 客户端也有一个无限循环，但这并不意味着它会像服务器的循环一样永远运行下去。客户 端循环在以下两种条件下将会跳出：用户没有输入（第 14～16 行），或者服务器终止且对 recv() 方法的调用失败（第 18～20 行）。否则，在正常情况下，用户输入一些字符串数据，把这些数 据发送到服务器进行处理。然后，客户端接收到加了时间戳的字符串，并显示在屏幕上。在这个代码片段中，需要将本地主机修改成它的 IPv6 地址“::1”，同时请求套接字的 AF_INET6 家族。如果结合 tsTclnt3.py 和 tsTclntV6.py 中的变化，那么将得到一个 Python 3 版本的 IPv6 TCP 客户端。