Python网络编程—socket套接字编程（TCP）

Posted 2021-12-28 maplethefox

套接字介绍

1.套接字 ： 实现网络编程进行数据传输的一种技术手段

2.Python实现套接字编程：import socket

3.套接字分类

• 流式套接字(SOCK_STREAM): 以字节流方式传输数据，实现tcp网络传输方案。(面向连接--tcp协议--可靠的--流式套接字)
• 数据报套接字(SOCK_DGRAM):以数据报形式传输数据，实现udp网络传输方案。(无连接--udp协议--不可靠--数据报套接字)

tcp套接字

服务端流程

1.创建套接字

sockfd=socket.socket(socket_family=AF_INET,socket_type=SOCK_STREAM,proto=0)

• 功能：创建套接字
• 参数： socket_family 网络地址类型 AF_INET表示ipv4
• 　　　 socket_type 套接字类型 SOCK_STREAM(流式) SOCK_DGRAM(数据报)
• 　　　 proto 通常为0 选择子协议
• 返回值： 套接字对象

2.绑定地址

本地地址 ： ‘localhost‘ , ‘127.0.0.1‘
网络地址 ： ‘172.40.91.185‘
自动获取地址： ‘0.0.0.0‘

sockfd.bind(addr)

• 功能： 绑定本机网络地址
• 参数： 二元元组 (ip,port) (‘0.0.0.0‘,8888)

3.设置监听

sockfd.listen(n)

• 功能 ： 将套接字设置为监听套接字，确定监听队列大小
• 参数 ： 监听队列大小

4.等待处理客户端连接请求

connfd,addr = sockfd.accept()

• 功能： 阻塞等待处理客户端请求
• 返回值： connfd 客户端连接套接字
• 　　　　addr 连接的客户端地址

5.消息收发

data = connfd.recv(buffersize)

• 功能 : 接受客户端消息
• 参数 ：每次最多接收消息的大小
• 返回值： 接收到的内容

n = connfd.send(data)

• 功能 : 发送消息
• 参数 ：要发送的内容 bytes格式
• 返回值： 发送的字节数

6.关闭套接字

sockfd.close()

• 功能：关闭套接字

tcp服务端流程

客户端流程

1.创建套接字

注意:只有相同类型的套接字才能进行通信

2.请求连接

sockfd.connect(server_addr)

• 功能：连接服务器
• 参数：元组 服务器地址

3.收发消息

注意： 防止两端都阻塞，recv send要配合

4.关闭套接字

 1 """
 2 重点代码
 3 """
 4 
 5 from socket import *
 6 
 7 #　创建ｔｃｐ套接字
 8 sockfd = socket() #　参数默认即ｔｃｐ套接字
 9 
10 # 连接服务端程序
11 server_addr = ("172.40.91.150",8888)  #　服务端地址
12 sockfd.connect(server_addr)
13 
14 while True:
15   #　消息发送接收
16   data = input("Msg>>")
17   #　如果直接回车，则跳出循环
18   if not data:
19     break
20   sockfd.send(data.encode()) #　转换字节串发送
21   data = sockfd.recv(1024)
22   print("Server:",data.decode())
23 
24 sockfd.close()

tcp客户端流程

tcp 套接字数据传输特点

• tcp连接中当一端退出，另一端如果阻塞在recv，此时recv会立即返回一个空字串。
• tcp连接中如果一端已经不存在，仍然试图通过send发送则会产生BrokenPipeError
• 一个监听套接字可以同时连接多个客户端，也能够重复被连接

网络收发缓冲区

• 网络缓冲区有效的协调了消息的收发速度
• send和recv实际是向缓冲区发送接收消息，当缓冲区不为空recv就不会阻塞。

tcp粘包

代码示例：day2/stick_send.py,stick_recv.py

原因：tcp以字节流方式传输，没有消息边界。多次发送的消息被一次接收，此时就会形成粘包。

影响：如果每次发送内容是一个独立的含义，需要接收端独立解析此时粘包会有影响。

处理方法：

• 人为的添加消息边界
• 控制发送速度

 1 from socket import *
 2 
 3 
 4 sockfd = socket()
 5 
 6 server_addr = ("172.40.91.150",8888)
 7 sockfd.connect(server_addr)
 8 
 9 while True:
10   sockfd.send(b‘hello‘)
11 
12 sockfd.close()

tcp 粘包

 1 import socket
 2 
 3 sockfd = socket.socket(socket.AF_INET,
 4                        socket.SOCK_STREAM)
 5 sockfd.bind((‘0.0.0.0‘, 8888))
 6 
 7 sockfd.listen(3)
 8 
 9 while True:
10   print("Waiting for connect ...")
11   connfd, addr = sockfd.accept()
12   print("Connect from", addr)
13 
14   n = 0
15   while n < 10:
16     n += 1
17     data = connfd.recv(5)
18     print(data)
19 
20   connfd.close()  # 断开连接
21 
22 #　关闭套接字
23 sockfd.close()

tcp粘包问题

练习：将一个文件从客户端发送到服务端,要求文件类型随意.
思路：读取文件--> send发送       recv接收--> write写入

 1 from socket import *
 2 import time
 3 #    读取文件--> send发送
 4 s = socket()
 5 s.connect((‘127.0.0.1‘,8888))
 6 
 7 f = open(‘img.jpg‘,‘rb‘)
 8 
 9 # 读取内容,将其发送
10 while True:
11   data = f.read(1024)
12   if not data:
13     time.sleep(0.1)
14     s.send(b‘##‘)
15     break
16   s.send(data)
17 
18 time.sleep(0.1)
19 s.send("发送完毕".encode())
20 
21 f.close()
22 s.close()
23 ---------------------------------------------
24 from socket import *
25 
26 s = socket()
27 s.bind((‘0.0.0.0‘,8888))
28 s.listen(3)
29 
30 c,addr = s.accept()
31 print("Connect from",addr)
32 
33 # 以二进制写入
34 f = open(‘mm.jpg‘,‘wb‘)
35 
36 #循环接收内容,写入文件
37 while True:
38 #    recv接收--> write写入
39   data = c.recv(1024)
40   if data == b‘##‘:
41     break
42   f.write(data)
43 
44 data = c.recv(1024)
45 print(data.decode())
46 
47 f.close()
48 c.close()
49 s.close()

练习