Python自动化开发，Day9 - Socket网络编程

Posted 2020-09-07

本章内容

1. Socket介绍
2. Socket参数介绍
3. 基本Socket实例
4. Socket实现多连接处理
5. 通过Socket实现简单SSH
6. 通过Socket实现文件传送

一、Socket介绍

　　socket通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过“套接字”想网络发出请求或者应答网络请求。

　　socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

　　socket和file的区别：

　　　　file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】

　　　　socket模块是针对  服务器  和  客户端  Socket进行【打开】【读写】【关闭】

一个简单的socket server和socket client 例子：

 1 import socket
 2 
 3 ip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)
 4 
 5 #创建socket对象
 6 sk = socket.socket()
 7 
 8 #绑定允许链接的地址和端口
 9 sk.bind(ip_port)
10 
11 #监听端口，限制客户端连接数，超过5个，第6个直接断开
12 sk.listen(5)
13 
14 #循环接受信息
15 while True:
16 
17     #打印服务正在等待
18     print(‘server waiting.....‘)
19 
20   #阻塞，等待接受客户端的请求，conn=创建的连接，addr=客户端IP和端口
21     conn,addr = sk.accept()
22 
23     #一次接收1024字节
24     client_data = conn.recv(1024)
25 
26     #接收的是字节，需要转成str类型
27     client_data_str = str(client_data,encoding="utf-8")
28 
29     #打印接收的结果
30     print(client_data_str)
31 
32     #发送信息给客户端
33     conn.sendall("不需要回复！")
34 
35 #关闭连接
36 sk.close()

Socket Server

 1 import socket
 2 
 3 ip_port = (‘127.0.0.1‘,9999)
 4 
 5 #创建socket对象
 6 sk = socket.socket
 7 
 8 #制定服务器端的IP和端口 
 9 sk.connect(ip_port)
10 
11 #向服务端发送信息
12 sk.sendall("我是客户端，我来了！")
13 
14 # 接收服务端信息
15 server_reply = sk.recv(1024)
16 
17 #将接收的信息转为字符串类型
18 server_reply_str = str(server_reply)
19 
20 # 打印结果
21 print(server_reply)
22 
23 # 关闭客户端
24 sk.close()

Socket Client

 

实现一个socket至少要分以下几步（伪代码）：

　　Socket.socket = getSocket(type = "TCP")   #设定好协议类型

　　connect(socket,address = "1.2.3.4", port = "80")  #连接远程机器

　　send(socket,"Hellow world")  #发送消息

　　close(socket)  #关闭连接

地址簇：

　　socket.AF_INET IPv4(默认)

　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

类型：

　　socket.SOCK_STREAM     流式socket，for TCP（默认）

　　socket.SOCK_DGRAM      数据报式socket，for UDP

　　socke.SOCK_RAW原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。

　　socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据包但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。

　　socket.SOCK_SEQPACKET可靠的连续数据包服务

协议：

　　0    （默认）与特定的地址家族相关的协议，如果是0，则系统就会根据地址格式和套接类别，自动选择一个合适的协议

 

二、参数介绍

　　socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)

　　socket.socketpair([family[, type[, proto]]])

　　socket.create_connection(address[, timeout[, source_address]])

　　socket.getaddrinfo(host, port, family=0, type=0, proto=0, flags=0) #获取要连接的对端主机地址

　　sk.bind(address)

　　　　将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址簇。在AF_INET下，一元组（host，port）的形式表示地址

　　sk.listen(backlog) 

　　　　开始监听传入链接。backlog指定在拒绝链接之前，可以挂起的最大连接数量。backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的链接个数最大为5，这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列。

　　sk.setblocking(bool) 

　　　　是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

　　sk.accept()

　　　　接受连接并返回（conn，address），其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

　　　　接受TCP客户的连接（阻塞式）等待连接的到来

　　sk.connect(address)

　　　　连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname，port），如果连接出错，返回socket.error错误。

　　sk.connect_ex(address)

　　　　链接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname，port），如果链接出错，返回socket.error错误。

　　sk.connect_ex(address)

　　　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回0，连接失败时候返回编码，例如：10061

　　sk.close()

　　　　关闭套接字

　　sk.recv(bufsize[,flag])

　　　　接收套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

　　sk.recvfrom(bufsize[,flag])

　　　　与recv（）类似，但返回值是（data，address）。其中包含可以接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。

　　sk.send(string[,flag])

　　　　将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小鱼string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。

　　sk.sendall(string[,flag])

　　　　将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

　　sk.sendto(string[,flag],address)

　　　　将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。

　　sk.settimeout(timeout)

　　　　设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为他们可能用于连接的操作（如client连接最多等待5s）

　　sk.getpeername()

　　　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr，port）

　　sk.getsockname()

　　　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组（ipaddr，port）

　　sk.fileno()

　　　　套接字的文件描述符

　　socket.sendfile(file,offset=0,count=None)

　　　　发送文件，但目前多数情况下并没有什么卵用

以上说了这么多，简单的讲那就是一脸懵逼，socket可以用来写一些网络协议，还比如文件的上传下载也是通过socket来实现的，还有发送邮件啊之类的，说白了就是两边进行相互通信。以上的用法一定要学会。

三、基本Socket实例

 服务端：

 1 import socket
 2 
 3 server = socket.socket() #获得socket实例
 4 
 5 server.bind(("localhost",9998)) #绑定ip port
 6 server.listen()  #开始监听
 7 print("等待客户端的连接...")
 8 conn,addr = server.accept() #接受并建立与客户端的连接,程序在此处开始阻塞,只到有客户端连接进来...
 9 print("新连接:",addr )
10  
11 data = conn.recv(1024)
12 print("收到消息:",data)
13 
14 server.close()

 

客户端：

1 import socket
2 
3 client = socket.socket()
4 
5 client.connect(("localhost",9998))
6 
7 client.send(b"hey")
8 
9 client.close()

 

以上就实现了一个可以接收信息的功能，但是呢，服务端接收一次后就退出了，在现实生过中我们希望服务端能够进行多次往返的通信对把？

想多了什么？？while True，可以一直到死都要循环。看代码：

服务端：

 1 import socket
 2  
 3 server = socket.socket() #获得socket实例
 4  
 5 server.bind(("localhost",9998)) #绑定ip port
 6 server.listen()  #开始监听
 7 print("等待客户端的连接...")
 8 conn,addr = server.accept() #接受并建立与客户端的连接,程序在此处开始阻塞,只到有客户端连接进来...
 9 print("新连接:",addr )
10 while True:
11  
12     data = conn.recv(1024)
13 
14      print("收到消息:",data)
15      conn.send(data.upper())
16  
17 server.close()

 

客户端：

 1 import socket
 2 
 3 client = socket.socket()
 4 
 5 client.connect(("localhost",9998))
 6 
 7 while True:
 8     msg = input(">>:").strip()
 9     if len(msg) == 0:continue
10     client.send( msg.encode("utf-8") )
11 
12     data = client.recv(1024)
13     print("来自服务器:",data)
14 
15 client.close()