一. HTTP、Socket、TCP概念(简介)
HTTP(单向):
HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议)是因特网上应用最为广泛的一种网络传输协议,所有的WWW文件都必须遵守这个标准。HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据(HTML 文件, 图片文件, 查询结果等)。
Socket:
网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,这个连接的一端称为一个socket。建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API),对TCP/IP的封装,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口;HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通信的能力。
TCP:
(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议(UDP)是同一层内[1] 另一个重要的传输协议。在因特网协议族(Internet protocol suite)中,TCP层是位于IP层之上,应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,而是提供不可靠的包交换。
二. client和server实现通信
1.socket图解:
服务端
客户端
socket发送http请求
写类模拟urllib类
urllib和socket区别
urllib支持client,但是socket支持server、client等等
urllib支持http、ftp等协议属于应用层是包装过socket的
学习socket的目的不是为了让大家在任何时候都用socket去编程,而是要知道底层后期理解协程容易、以及具体问题在解决的时候首先能想到还有socket底层可以用
2.Socket 类型(2,3,4摘抄于https://blog.csdn.net/rebelqsp/article/details/22109925,便于查看,在这里感谢博主)
套接字格式:
socket(family,type[,protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号(默认为0)来创建套接字。
socket类型 |
描述 |
socket.AF_UNIX |
只能够用于单一的Unix系统进程间通信 |
socket.AF_INET |
服务器之间网络通信 |
socket.AF_INET6 |
IPv6 |
socket.SOCK_STREAM |
流式socket , for TCP |
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_SEQPACKET |
可靠的连续数据包服务 |
创建TCP Socket: |
|
创建UDP Socket: |
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) |
3.Socket 函数
注意点:
1)TCP发送数据时,已建立好TCP连接,所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的,每次发送要指定是发给谁。
2)服务端与客户端不能直接发送列表,元组,字典。需要字符串化repr(data)。
socket函数 |
描述 |
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服务端socket函数 |
||
s.bind(address) |
将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址. |
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s.listen(backlog) |
开始监听TCP传入连接。backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5就可以了。 |
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s.accept() |
接受TCP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。 |
|
客户端socket函数 |
||
s.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。 |
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s.connect_ex(adddress) |
功能与connect(address)相同,但是成功返回0,失败返回errno的值。 |
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公共socket函数 |
||
s.recv(bufsize[,flag]) |
接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。 |
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s.send(string[,flag]) |
发送TCP数据。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。 |
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s.sendall(string[,flag]) |
完整发送TCP数据。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。 |
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s.recvfrom(bufsize[.flag]) |
接受UDP套接字的数据。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。 |
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s.sendto(string[,flag],address) |
发送UDP数据。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。 |
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s.close() |
关闭套接字。 |
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s.getpeername() |
返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。 |
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s.getsockname() |
返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port) |
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s.setsockopt(level,optname,value) |
设置给定套接字选项的值。 |
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s.getsockopt(level,optname[.buflen]) |
返回套接字选项的值。 |
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s.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connect()) |
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s.gettimeout() |
返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。 |
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s.fileno() |
返回套接字的文件描述符。 |
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s.setblocking(flag) |
如果flag为0,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。 |
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s.makefile() |
创建一个与该套接字相关连的文件 |
4.socket编程思路
TCP服务端:
1 创建套接字,绑定套接字到本地IP与端口
# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()
2 开始监听连接 #s.listen()
3 进入循环,不断接受客户端的连接请求 #s.accept()
4 然后接收传来的数据,并发送给对方数据 #s.recv() , s.sendall()
5 传输完毕后,关闭套接字 #s.close()
TCP客户端:
1 创建套接字,连接远端地址
# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()
2 连接后发送数据和接收数据 # s.sendall(), s.recv()
3 传输完毕后,关闭套接字 #s.close()
5.简单通信代码(socket):
server端:
import socket server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #绑定本地ip,端口为8000 server.bind(('0.0.0.0',8000)) #开始监听 server.listen() sock, addr=server.accept() #获取从客户端发送的数据,一次获取1K的数据 data=sock.recv(1024) #收到的数据是bytes类型 print(data.decode('utf8')) sock.send('你好,client端,我是server端'.encode('utf8')) server.close() sock.close()
client端:
import socket client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) client.connect(('127.0.0.1',8000)) #发送数据给server端 client.send('你好,server端,我是client端'.encode('utf8')) #接收server端发送的数据 data=client.recv(1024) print(data.decode('utf8')) client.close()
效果:
三. socket实现聊天和多用户连接(网页用的是web socket)
1.单用户:
1 #只能实现单个聊天 2 #server端 3 import socket 4 server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 5 #绑定本地ip,端口为8000 6 server.bind(('0.0.0.0',8000)) 7 #开始监听 8 server.listen() 9 sock, addr=server.accept() 10 #获取从客户端发送的数据,一次获取1K的数据 11 while True: 12 data=sock.recv(1024) 13 #收到的数据是bytes类型 14 print(data.decode('utf8')) 15 #输入呢内容发送 16 re_data=input('Post Content:') 17 sock.send(re_data.encode('utf8')) 18 # server.close() 19 # sock.close() 20 21 22 23 24 #client端 25 import socket 26 client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 27 client.connect(('127.0.0.1',8000)) 28 #发送数据给server端 29 while True: 30 re_data=input('Post content:') 31 client.send(re_data.encode('utf8')) 32 #接收server端发送的数据 33 data=client.recv(1024) 34 print(data.decode('utf8')) 35 #client.close()
2.多用户:
2.1server端:
1 # server端 2 import socket 3 import threading 4 5 server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 6 # 绑定本地ip,端口为8000 7 server.bind(('0.0.0.0', 8000)) 8 # 开始监听 9 server.listen() 10 11 12 def handle_sock(sock, addr): 13 while True: 14 data = sock.recv(1024) 15 # 收到的数据是bytes类型 16 post_data=data.decode('utf8') 17 #如果是bye就关闭连接 18 print(post_data) 19 if post_data.lower()=='bye': 20 break 21 # 输入内容发送 22 re_data = input('Post Content:') 23 sock.send(re_data.encode('utf8')) 24 sock.close() 25 26 27 # 获取从客户端发送的数据,一次获取1K的数据 28 while True: 29 # 用线程处理多用户,即新接收的连接 30 sock, addr = server.accept() 31 client_thread = threading.Thread(target=handle_sock, args=(sock, addr)) 32 client_thread.start()
2.2client端:
1 #client端 2 import socket 3 client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4 client.connect(('127.0.0.1',8000)) 5 #发送数据给server端 6 while True: 7 re_data=input('Post content:') 8 client.send(re_data.encode('utf8')) 9 #接收server端发送的数据 10 data=client.recv(1024) 11 print(data.decode('utf8')) 12 #client.close()
2.3效果:
四. socket模拟http请求
1 #模拟http请求 2 import socket 3 from urllib.parse import urlparse 4 5 def get_url(url): 6 #通过socket请求html 7 url=urlparse(url) 8 host=url.netloc 9 path=url.path 10 if path=="": 11 path="/" 12 #建立socket连接 13 client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 14 client.connect((host,80)) 15 #向服务器发送数据 16 client.send("GET {} HTTP/1.1 Host:{} Connection:close ".format(path, host).encode("utf8")) 17 #将数据读取完 18 data=b"" 19 while True: 20 d=client.recv(1024) 21 if d: 22 data+=d 23 else: 24 break 25 #会将header信息作为返回字符串 26 data=data.decode('utf8') 27 print(data.split(' ')[1]) 28 client.close() 29 30 if __name__=='__main__': 31 get_url('http://www.baidu.com') 32 33 ''' 34 输出: 35 <!DOCTYPE html><!--STATUS OK-->....... 36 '''