socket网络编程概述

1.Socket的定义

套接字是为特定网络协议（例如TCP/IP，ICMP/IP，UDP/IP等）套件对上的网络应用程序提供者提供当前可移植标准的对象。它们允许程序接受并进行连接，如发送和接受数据。为了建立通信通道，网络通信的每个端点拥有一个套接字对象极为重要。

套接字模块是一个非常简单的基于对象的接口，它提供对低层BSD套接字样式网络的访问。使用该模块可以实现客户机和服务器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的简单服务器，需要使用socket模块。

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。

补充：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

python提供了两个级别访问的网络服务：

• • 低级的网络服务支持基本的socket，它提供了标准的BSD sockets API,可以访问底层操作系统socket接口的全部方法

  • 高级别的网络服务模块socketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

2 Socket模块方法

3 套接字的工作流程

一般socket建立链接需要六个步骤，其中包括：socket.socket()创建socket对象、s.bind绑定地址到socket对象、s.listen监听地址端口、s.accept阻塞接受链接请求、s.send，s.recv方法处理通信数据、s.close关闭链接。

4 套接字方法使用

服务器创建套接字链接

（1）创建socket对象： socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)

family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 6999)

socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)使用给定的地址族，套接字类型和协议号来创建一个新套接字.

family为指定的地址族：

　　socket.AF_UNIX ：只能够用于单一的Unix系统进程间通信

　　socket.AF_INET ：服务器之间的网络通信（ipv4协议的TCP和UDP）ipv4,默认为这个

　　socket.AF_INET6 ：服务器之间的网络通信ipv6

type为指定的套接字类型：

　　socket.SOCK_STREAM ：面向连接的TCP，默认为这个

　　socket.SOCK_DGRAM ：面向非连接的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socket_RAM可以；其次，SOCK_RAM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建IP头。

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

（2）socket对象绑定地址及端口

地址必须是一个双元素的元组，包括（host，port）主机名或IP地址+端口号。如果端口号或地址错误将引发socke.error异常。

（3）socket对象监听地址端口链接

socket.listen(backlog)

backlog指定了最多连接数，至少为1，接到连接请求后，这些请求必须排队等候连接，如果队列已满，则拒绝请求。

（4）socket.accept对象阻塞等待接受链接

fd, addr = self._accept()

调用accept方法时，socket会进入‘waiting’阻塞状态，客户请求连接时，方法会建立连接并返回服务器。

accept方法会返回一个含有两个元素的元组，（fd,addr）。第一个元素是新的socket对象，服务器通过它与客户端通信。第二个元素是客户端的地址及端口信息。

（5）处理阶段，服务器与客户端通过send和recv方法通信(传输数据)

调用新链接对象与客户端或者服务器通信：

socket.recv(buffersize) :接受客户端信或服务器数据，buffersize指定接收数据的大小，单位为字节。

socket.send(data) ：发送信息给客户端或服务器，信息必须转换为字节才能发送。

（6）传输结束，关闭链接

socket.close() 关闭链接

客户端创建套接字链接：

1）s = socket.socket() 创建socket对象

2）s.connect('127.0.0.1','80') 绑定地址端口链接服务器

3）s.send(data) 发送数据到服务器

4）s.recv(1024) 接收服务器数据

5）s.close() 关闭链接

5 实例

客户端

#Author:Anliu
# client
import socket
client = socket.socket()#声明socket类型，同时生成socket连接对象
client.connect(("localhost",6999))
client.send(b"hello world")
data = client.recv(1024)
print(data)
client.close()

服务端

#Author:Anliu
import socket
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6999)) #绑定要监听端口
server.listen()  #监听
print("开始等电话了。。。")

conn,addr = server.accept() #等待数据
#print(conn)  #客户端链接，服务端为其生产的链接实例
#print(addr)   #客户端的地址
print("电话来了。。")

data = conn.recv(1024)
print("secv",data)

conn.send(data.upper())
server.close()

这样就实现了一个简单的数据一次传输的发送与接收。

注意了，python3实现socke数据传输，只支持二进制。

那么输入中文的时候我们需要，客户端发送和接收的时候对发送内容编码和解码

#Author:Anliu
# client
import socket
client = socket.socket()   #声明socket类型，同时生成socket连接对象client.connect(("localhost",6999))

client.send("我是小婊砸aaa。。".encode("utf-8"))
data = client.recv(1024).decode()

print(data)
client.close()

接下来我们看，如何实现数据是持续接收和发送。

我们可以用循环来实现。

#Author:Anliu
# client
import socket
client = socket.socket()   #声明socket类型，同时生成socket连接对象client.connect(("localhost",6999))

while True:
    msg = input(">>".strip())
    client.send(msg.encode("utf-8"))
    data = client.recv(1024).decode()
    print(data)

client.close()

#Author:Anliu
import socket
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6999)) #绑定要监听端口
server.listen()  #监听
print("开始等电话了。。。")

conn,addr = server.accept() #等待数据
while True:
    print("电话来了。。")
    data = conn.recv(1024)
    print("secv",data)
    conn.send(data.upper())

server.close()

接下来我们实现一个客户端——服务器的命令收发的ssh链接功能

服务端：

#Author:Anliu
#server
import socket
import os

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6999)) #绑定要监听端口
server.listen(5)  #监听print("开始等电话了。。。")

while True:
    conn,addr = server.accept() #等待数据
    print(conn)
    print(addr)
    print("电话来了。。")
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        print("secv:",type(data))
        if not data:
            print("client has lost ...")
            break
        res = os.popen(data.decode("utf-8")).read()
        conn.send(res.encode())

客户端：

#Author:Anliu
#client
import socketclient = socket.socket()   #声明socket类型，同时生成socket连接对象#client.connect(("192.168.42.171",6999))
client.connect(("localhost",6999))
while True:
    msg = input(">>".strip())
    if not msg:
        print("输入为空。。")
        break
    client.send(msg.encode("utf-8"))
    data = client.recv(1024).decode()
    print(data)

client.close()

文件传输：

https://github.com/anliu520/python-wheel/tree/master/socket%20%E2%80%94%E2%80%94%E5%8D%95%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%BC%A0%E8%BE%93