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  • Python进阶(1)_Socket网络编程(基于tcp的socket)

    网络协议参考:http://www.cnblogs.com/hedeyong/p/6889774.html

    一、TCP/IP五层模型

    学习socket一定要先学习互联网协议:

    1.首先:本节课程的目标就是教会你如何基于socket编程,来开发一款自己的C/S架构软件

    2.其次:C/S架构的软件(软件属于应用层)是基于网络进行通信的

    3.然后:网络的核心即一堆协议,协议即标准,你想开发一款基于网络通信的软件,就必须遵循这些标准。

    4.最后:就让我们从这些标准开始研究,开启我们的socket编程之旅

    二、socket层

      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。

    三、套接字发展史及分类

      套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。 

    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

    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)

    四、套接字工作流程

      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

    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
    

      

    五、基于TCP的socket

    服务端:

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    import socket
    import subprocess
    phone_server=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    phone_server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
    phone_server.bind(('192.168.16.40', 7082))
    phone_server.listen(5)
    print('server is run...')
    
    while True:
        conn,client_addr = phone_server.accept()
        print('客户端:',client_addr)
    
        while True:
            try:
                cmd=conn.recv(1024)
                res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,
                                     stdout=subprocess.PIPE,
                                     stderr=subprocess.PIPE)
                stdout=res.stdout.read()
                stderr=res.stderr.read()
    
                conn.sendall(stdout+stderr)
    
            except Exception:
                break
        conn.close()
    
    phone_server.close()

    客户端:

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    import socket
    phone_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    
    phone_client.connect(('192.168.16.205',7082))
    
    while True:
        cmd=input('>>:').strip()
        if not cmd:continue
        phone_client.send(cmd.encode('utf-8'))
        cmd_res = phone_client.recv(1024)
        # print(cmd_res.decode('gbk'))
        print(cmd_res.decode('utf-8'))
    
    phone_client.close()
    

      

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