python之我理解的socket

Posted 2021-01-11 shi-py-rengongzhineng

一.为什么学socket？

完成C/S架构的开发。

思考：什么是C/S架构。

二.学前准备

计算机系统=硬件+系统软件+应用软件，将这样的计算机比作成一个人，在地球这样的大环境下你只能和自己玩（比如自带的单机游戏扫雷什么的），但是地球上不会就只有一个人，地球上的人需要互相交流（语言），要想所有人都听得懂所以人类出了一个官方的语言英语，计算机之间交流就是通过互联网协议。

重点：互联网的核心就是由一堆协议组成，协议就是标准，比如全世界人通信的标准是英语

为什么学习socket要先学习互联网协议？

1.首先：学习socket是为了开发C/S架构软件

2.其次：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.最后：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。

三.了解socket的位置

 

 

四.什么是socket？

将socket理解为一个袋子，这个袋子将应用层与下面的所有层分开，将下面的层整齐的封装起来，袋子口上面有接口。我们不需要理解袋子里装的协议，只需要遵循socket的协议就可以。

五.套接字发展与分类

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)。

 六.套接字工作流程

 一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理。

先从服务器端说起。

服务器端先初始化Socket（买一个手机）。

然后与端口绑定(bind)（插上一个电话卡）。

对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。（等待朋友电话）

客户端

在这时如果有个客户端初始化一个Socket（朋友的电话）。

然后连接服务器(connect)（知道你的电话号码，给你打电话）。

如果连接成功（接通电话），这时客户端与服务器端的连接就建立了。

客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束

 

 socket模块使用方法：

import socket------------------调用socket模块，来创建C/S架构
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。（选择套接字家族，我们使用socket是为了服务端与客户端之间的通信，基于网络类型的所以选择AF_INET）

socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。（选择socket类型，传输有两种TCP与UDP，前者使用SOCK_STREAM，后者使用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)

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

七.基于TCP的socket
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

 TCP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