socket套接字编程

Posted 2020-10-07

socket套接字编程

• 客户端/服务器架构
  

1.硬件C/S架构(打印机)
2.软件C/S架构
　　互联网中处处是C/S架构
　　如黄色网站是服务端，你的浏览器是客户端（B/S架构也是C/S架构的一种）
　　腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频）
C/S架构与socket的关系：
我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

 

        详见网络通信原理

 

• socket是什么

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

也有人将socket说成ip+port，ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序，ip地址是配置到网卡上的，而port是应用程序开启的，ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序

而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

 

• 套接字的工作流程

 

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，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()模块函数用法

import socket

socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)

socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。
socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 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)


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

　　

• 基于TCP的套接字

        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

　　

 

        简单的套接字通信通信（socket通信流程与打电话流程类似））

 1 #_*_coding:utf-8_*_
 2 __author__ = ‘Linhaifeng‘
 3 import socket
 4 ip_port=(‘127.0.0.1‘,9000)  #电话卡
 5 BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸
 6 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
 7 s.bind(ip_port) #手机插卡
 8 s.listen(5)     #手机待机
 9 
10 
11 conn,addr=s.accept()            #手机接电话
12 # print(conn)
13 # print(addr)
14 print(‘接到来自%s的电话‘ %addr[0])
15 
16 msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话
17 print(msg,type(msg))
18 
19 conn.send(msg.upper())          #发消息,说话
20 
21 conn.close()                    #挂电话
22 
23 s.close()                       #手机关机
24 
25  

服务端

 1 #_*_coding:utf-8_*_
 2 __author__ = ‘Linhaifeng‘
 3 import socket
 4 ip_port=(‘127.0.0.1‘,9000)
 5 BUFSIZE=1024
 6 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
 7 
 8 s.connect_ex(ip_port)           #拨电话
 9 
10 s.send(‘linhaifeng nb‘.encode(‘utf-8‘))         #发消息,说话(只能发送字节类型)
11 
12 feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
13 print(feedback.decode(‘utf-8‘))
14 
15 s.close()                                       #挂电话

客户端

 

　　加上链接循环于通信循环

 1 import socket
 2 ip_port = (‘127.0.0.1‘,8080) #电话卡
 3 buf_size = 1024
 4 
 5 server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#买手机
 6 server.bind(ip_port)# 手机插上电话卡
 7 server.listen(5) #手机待机
 8 
 9 while True:                     #新增接收链接循环,可以不停的接电话
10     conn,addr = server.accept() #手机接电话
11     print(‘接%s的电话‘ %addr[0])
12 
13     while True:                  #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
14         msg = conn.recv(buf_size)#听消息
15         if len(msg) == 0 :break # 如果不加这一行，接受不到消息容易发生死循环
16         print(msg,type(msg))
17 
18         conn.send(msg.upper()) # 回消息，把接受到的值返回成大写
19     conn.close()
20 server.close()

服务端

 1 import socket
 2 ip_port = (‘127.0.0.1‘,8080) #电话卡
 3 buf_size = 1024 #接受消息的长度
 4 client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#买手机
 5 
 6 client.connect(ip_port)
 7 
 8 while True:             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息
 9     msg = input(‘>>>:  ‘)
10     if len(msg) == 0:continue
11     client.send(msg.encode(‘utf-8‘)) # 发消息，只能发送字节类型
12 
13     data = client.recv(buf_size) # 接受消息，不能超过BUF_SIZE
14     print(data.decode(‘utf-8‘))
15 
16 client.close()

客户端