Python3常用网络编程模块介绍
一、网络基础
网络由下往上分为:物理层、数据链路层、网络怪、传输层、会话层、表示层和应用层。
TCP/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输;socket则是对TCP/IP协议的封装,它本身不是协议,而是一个调用接口;
HTTP、FTP是应用协议,主要解决如何包装数据;
TCP连接的三次握手:
第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;
第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。
利用Socket建立网络连接的步骤(一对套接字连接过程):
1、服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
2、客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。
为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
3、连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。
而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。
TCP和UDP的区别:
TCP是面向连接的,连接经过了三次握手,很大程度的保证了连接的可靠性;
UDP传送数据前并不与对方建立连接,对收到的数据也不发送触诊信号,因此UDP的开销更小,数据传输速率更高。QQ是就采用的UPD协议传输,而相似的MSN采用的是TCP协议传输。
二、socket模块
网络服务都是建立在socket基础之上的,socket是网络连接端点,是网络的基础;每个socket都被绑定到指定的IP和端口上;
1、首先使用socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto)函数创建一个对象;
family 地址参数,还可以有AF_INET6,AF_UNIX;
type socket类型;
proto 协议类型,可选参数
创建成功后用bind('127.0.0.1',1051)绑定ip地址和端口,如果地址为空则表示本机;
2、socket对象方法:
1 bind('127.0.0.1',1051) 绑定ip地址和端口,如果地址为空则表示本机; 2 listen(backlog) 监听所有socket对象创建的连接,backlog指定连接队列数,最小为1,最大一般为5; 3 connect(address) 4 connect_ex(address) 两个都可以连接到服务端,不同的是第一个返回一个错误,第二个返回一个异常; 5 accept() 接收来自客户端的数据,返回一个新的socket对象和客户端地址; 6 recv(bufsize,flags) 仅返回所接收的字符串;bufsize指定接收缓冲区的大小,flags为可选参数,表示接收标志; 7 recvfrom(bufsize,flags) 返回所接收的字符串和地址; 8 send(string,flags) 向已经连接的socket发送数据; 9 sendall(string,flags) 与send不同的是将会一直发送完全部数据; 10 sendto(string,flags,address)可以向一个未连接的socket发送数据; 11 makefile(mode,bufsize) 将socket关联到文件对象上,两个参数都是可选的,mode文件模式,bufsize缓冲区大小; 12 close() 完成通信后,应使用close方法关闭网络连接;
1 # 服务器端实例 2 import socket
3 sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4 sock.bind('127.0.0.1',20178) 5 sock.listen(5) 6 conn,address = sock.accept() 7 print('connect by ',address) 8 while True: 9 data = conn.recv(100) 10 if not data:break 11 print(data) 12 conn.send("anydata") 13 sock.close()
1 #客户端实例 2 import socket
3 sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #与服务端相同 4 sock.connect('127.0.0.1',20178) 5 sock.send("data") 6 data = sock.recv(98) 7 print('recieved ',data) 8 sock.close()
可用select模块来实现多个并发的交互
1 # 服务端实例 2 import socket 3 import select 4 import queue 5 6 sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 7 sock.setblocking(False) #设置为非阻塞服务 8 sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 9 sock.bind('127.0.0.1',20178) 10 sock.listen(10) 11 rlists = [sock] 12 wlists = [] 13 msg_que = {} 14 timeout = 20 15 16 while rlists: 17 rs,ws,es = select.select(rlists,wlists,rlists,timeout) 18 if not (rs or ws or es): 19 print('timeout...') 20 break 21 for s in rs: 22 if s is sock: 23 conn,address = s.accept() 24 conn.setblocking(False) 25 rlists.append(conn) 26 msg_que[conn] = queue.Queue() 27 else: 28 data = s.recv(1024) 29 if data: 30 print(data) 31 msg_que[s].put(data) 32 if s not in wlists: 33 wlists.append(s) 34 else: 35 if s in wlists: 36 wlists.remove(s) 37 rlists.remove(s) 38 s.close() 39 del msg_que[s] 40 for s in ws: 41 try: 42 msg = msg_que[s].get_nowait() 43 except queue.Empty: 44 wlists.remove(s) 45 for s in es: 46 print('except ',s.getpeername()) 47 if s in rlists: 48 rlists.remove(s) 49 if s in wlists: 50 wlists.remove(s) 51 s.close() 52 del msg_que[s]
三、httplib模块
(一)httplib模块内提供了HTTPConnection对象和HTTPRresponse对象;
当创建一个HTTPConnection对象时可用方法有:
1、request(method,url,body,headers) 向服务器发送请求;
method 方法,有"GET","POST"等待连接
body 发送的数据
headers 发送的HTTP头
2、getresponse() 返回一个HTTPResponse对象;
3、close() 关闭与服务器的连接;
4、send(data) 发送数据;
5、putrequest(request,selector,skip_host,skip_accep_encoding) 向服务器发送请求;
request 所发送的操作;
selector 进行操作的URL;
skip_host 若为True则禁止自动发送"POST";
skip_accep_encoding 若为True则禁止自动发送"Accept-Encoding:headers"
6、putheader(headers,argument,...)
headers 发送的HTTP头;
argument 发送的参数;
7、endheaders()
(二)HTTPResponse 对象方法:
1、read() 获得服务器的响应主体;
2、getheader(name,default) 获取服务器响应的HTTP头;
3、version() 查看HTTP协议的版本;
4、status() 查看HTTP协议的状态;
5、reason()
四、ftp模块
1、FTP(host,user,passwd,acct) 创建一个FTP连接对象,此对象的方法有:
FTP(host,user,passwd,acct) 创建一个FTP连接对象 getwelcome() 获得FTP服务器的欢迎信息 abort() 中断文件传输 sendcmd(command) 发送命令,command为一个字符串 voidcmd(command) 发送命令,但没有返回值 retrbinary(command,callback,maxblocksize,rest) 下载文件(二进制) command 由"RETR 文件名 组成" callback 回调函数 maxblocksize 每次传输最大字节数 rest 文件续传位置 retrlines(command,callback)下载文件(ASCII) storbinary(command,file,blocksize) 以二进制上传文件; storlines(command,file) 以ASCII形式上传文件; dir() 获取当前目录的内容列表; rename(fromname,toname) 重命名 delete(filename) 删除文件 cwd(pathname) 改变当前目录 mkd(pathname) 创建目录 rmd(dirname) 删除服务器上的目录 size(filename) 获取文件大小 set_pasv(boolean) 设置传输模式 quit() close() 关闭服务器的连接 set_debuglevel(level) 设置调试级别 connect(host,port) 配置host login(user,passwd,acct) 登录
附:可使用poplib模块和smtplib模块收发邮件