socket编程--socket模块介绍

Posted 2020-08-21 飘

socket也称作‘套接字，用于描述IP地址和端口，是一个通信的终点。

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 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

来看一个例子，将用户在客户输入在服务端转换为大写后返回

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # coding=utf-8
 3 
 4 import socket
 5 
 6 ip_port = (\'115.159.193.70\', 8080)
 7 
 8 s = socket.socket()
 9 s.connect(ip_port)
10 while True:
11     send_data = input(">> input message: ").strip()
12     if len(send_data) == 0: continue
13     s.send(bytes(send_data, encoding=\'utf-8\'))  # 发送输入的命令
14     tag = s.recv(1024)  # 接收tag
15     tag = str(tag, encoding=\'utf-8\')
16     if tag == \'exit\':
17         break
18     elif tag.startswith(\'Ready\'):  # 如果收到Ready和包长度
19         msg_size = int(tag.split(\'|\')[-1])
20     else:
21         print(tag)
22         continue
23     start_tag = \'Start\'
24     s.send(bytes(start_tag, encoding=\'utf-8\'))  # 发送开始标志
25     recv_size = 0
26     recv_data = b\'\'
27     while recv_size < msg_size:
28         recv_msg = s.recv(1024)
29         recv_data += recv_msg
30         recv_size += len(recv_msg)
31         print(\'MSG SIZE %s RECV_SIZE %s\' % (msg_size, recv_size))
32 
33     print(str(recv_data, encoding = \'utf-8\'))
34 s.close()

client

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # coding=utf-8
 3 
 4 import socket
 5 
 6 ip_port = (\'\', 8080)
 7 
 8 s = socket.socket()
 9 s.bind(ip_port)
10 s.listen(5)
11 while True:
12     conn, addr = s.accept()
13     while True:
14         recv_data = conn.recv(1024)
15         if len(recv_data) == 0: break
16 
17         if str(recv_data, encoding = \'utf-8\') == \'exit\':
18             send_data = recv_data
19             conn.send(send_data)
20             break
21         send_data = recv_data.upper()
22         conn.send(send_data)
23     conn.close()

server

再看一个例子，客户端发送命令，在服务端执行后返回执行结果。

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # coding=utf-8
 3 
 4 import socket
 5 import subprocess
 6 
 7 ip_port = (\'\', 8080)
 8 
 9 s = socket.socket()  # 生成套接字
10 s.bind(ip_port)  # 绑定ip端口
11 s.listen(5)    # 监听
12 while True:  # 循环接受新的连接
13     conn, addr = s.accept()  # 接受客户端请求，返回conn， addr是客户端ip
14     while True:  # 基于一个连接重复收发消息
15         recv_data = conn.recv(1024)
16         if len(recv_data) == 0: break  # 如果客户端退出，服务端收到空消息，退出
17         if str(recv_data, encoding = \'utf-8\') == \'exit\':  # 如果收到的是exit，退出并发exit信息给客户端,客户端收到后exit tag后退出
18             send_data = recv_data
19             conn.send(send_data)
20             break
21 
22         p = subprocess.Popen(str(recv_data, encoding=\'utf-8\'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
23         ret = p.stdout.read()
24         len_ret = len(ret)  # 计算结果长度
25         if len_ret == 0:  #表示没有正确输出
26             ret = \'命令错误\'
27             conn.send(bytes(ret, encoding=\'utf-8\'))
28         else:
29             ready_tag = \'Ready|%s\' % len_ret  # 给客户端发送开始标志及包的长度
30             conn.send(bytes(ready_tag, encoding=\'utf-8\'))
31             feedback = conn.recv(1024)  # 接受客户端发来确认信息
32             if str(feedback, encoding=\'utf-8\') == \'Start\':  # 如果确认信息为start，开始发包
33                 conn.send(ret)
34     conn.close()

server

粘包分析

 在上面例子中，其实我们已经处理了粘包的问题。

粘包是什么呢，服务端每次给客户端传输1024字节，假若服务端要传回2048字节，服务端要分两次传，而客户端只接受了1024字节，剩下的字节等待下次接收。这就是粘包。把客户端接收字节数调大是否可以解决？ 每次接收字节是有限制的，不能无限制的调大，可以通过服务端先把要发送总的字节发送过来，客户端循环收取可以解决这个问题。

更多功能

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：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

参数二：类型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
　　socket.SOCK_DGRAM　　 数据报式socket , for UDP

　　socket.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，即保证交付数据报但不保证顺序。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

参数三：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

sk.bind(address)

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

sk.listen(backlog)

　　开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，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进行处理的连接个数最大为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。

　　接收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)

　　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])

　　接受套接字的数据。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data是包含接收数据的字符串，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，该数量可能小于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，因为它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