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  • python之socket编程

    一、什么是socket

      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
    

    二、套接字发展史及分类

      1、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

      2、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)

    三、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。

          

                                               图3       

    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)
    
    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

    1:用打电话的流程快速描述socket通信
    2:服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信
    3:客户端发送空,卡主,证明是从哪个位置卡的
    服务端:
    from socket import *
    phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    phone.bind(('127.0.0.1',8081))
    phone.listen(5)
    
    conn,addr=phone.accept()
    while True:
        data=conn.recv(1024)
        print('server===>')
        print(data)
        conn.send(data.upper())
    conn.close()
    phone.close()
    客户端:
    from socket import *
    
    phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    phone.connect(('127.0.0.1',8081))
    
    while True:
        msg=input('>>: ').strip()
        phone.send(msg.encode('utf-8'))
        print('client====>')
        data=phone.recv(1024)
        print(data)
    
    说明卡的原因:缓冲区为空recv就卡住,引出原理图
    
    
    
    4.演示客户端断开链接,服务端的情况,提供解决方法
    
    5.演示服务端不能重复接受链接,而服务器都是正常运行不断来接受客户链接的
    
    6:简单演示udp
    服务端
    from socket import *
    phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
    phone.bind(('127.0.0.1',8082))
    while True:
        msg,addr=phone.recvfrom(1024)
        phone.sendto(msg.upper(),addr)
    客户端
    from socket import *
    phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
    while True:
        msg=input('>>: ')
        phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082))
        msg,addr=phone.recvfrom(1024)
        print(msg)
    
    udp客户端可以并发演示
    udp客户端可以输入为空演示,说出recvfrom与recv的区别,暂且不提tcp流和udp报的概念,留到粘包去说
    
    读者勿看:socket实验推演流程
    

    四、 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

    socket通信流程与打电话流程类似,我们就以打电话为例来实现一个low版的套接字通信

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    ip_port=('127.0.0.1',9000) #电话卡
    BUFSIZE=1024 #收发消息的尺寸
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
    s.bind(ip_port) #手机插卡
    s.listen(5) #手机待机


    conn,addr=s.accept() #手机接电话
    # print(conn)
    # print(addr)
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])

    msg=conn.recv(BUFSIZE) #听消息,听话
    print(msg,type(msg))

    conn.send(msg.upper()) #发消息,说话

    conn.close() #挂电话

    s.close() #手机关机

    服务端

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE=1024
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    
    s.connect_ex(ip_port)           #拨电话
    
    s.send('linhaifeng nb'.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)
    
    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
    print(feedback.decode('utf-8'))
    
    s.close()                                       #挂电话
    
    客户端
    

    八 基于UDP的套接字

    udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/MouseCat/p/7426997.html
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