socket套接字
网络程序架构
C/S架构
client客户端 ====== server服务端
缺点:两端程序均需自己编写,工作量更多。
优点:充分发挥客户端的计算能力,能将用户请求在客户端进行处理后再提交给服务端;客户端使用的应用层协议开发者可自己控制。
B/S架构
B/S架构属于C/S架构。
browser浏览器端 ====== server服务端
缺点:业务逻辑和数据操作都集中在服务器端,增加服务端的压力;浏览器是已经写好的程序,自己不可控,只能遵循浏览器的协议。
优点:仅需开发服务端程序,工作量少。
P2P架构
P2P是英文Peer-to-Peer(对等)的简称,又被称为 “ 点对点 ”。对等技术依赖网络中参与者的计算能力和带宽,而不是把压力都集中在服务器上。
P2P架构的核心思想是每个节点既作为客户端(client),又可以作为服务端(server)节点越多,网络传输的速率就越快。P2P架构非常适合用于文件共享,用户在下载文件时,可以将其他正在下载的主机当做服务端,进行下载文件。
Socket套接字
socket是应用层与传输层之间的抽象层,它是一组接口,是对传输层及其以下各层的一个封装。在设计模式中,Socket就是一个门面模式,把复杂的TCP/IP协议簇隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去管理数据,以符合指定的协议。
这样我们就只需要管理应用层以及按照Socket的规定去编写程序,写出来的程序自然就是遵循TCP/IP协议的。
套接字发展及分类
套接字起源于20世纪70年代的加利福尼亚大学伯克利分校版本的Unix,即BSD Unix。因此,人们也称套接字为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。最初,套接字被设计用在同一台主机上多个应用程序之间的通信。称为进程间通信IPC。套接字有两种(或称为两个种族),分别是基于文件型和基于网络型的。
基于文件型的套接字家族AF_UNIX
Unix中一切皆文件,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AF_INET
还有一些其他的地址家族,比如AF_INET6被用于IPV6,不过,它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,或者是根本没有被实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个。Python支持很多地址家族,但我们只关心网络编程,所以大部分时候我们只是用AF_INET。
套接字工作流程
1、服务端先初始化Socket。
2、然后与端口绑定(bind)。
3、对端口进行监听(listen)。
4、用accept阻塞,等待客户端连接。
5、在这时如果有一个客户端初始化一个Socket。
6、连接服务器(connect),若连接成功,这是客户端与服务端的连接就建立了。
7、客户端(send)发送数据请求,服务端(recv)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。
8、最后(close)关闭连接,一次交互结束。
socket模块
在Python中使用套接字直接导入socket模块即可。
import socket
socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None) # 初始化socket对象
family指定协议簇,type套接字类型指定使用的协议,proto协议号通常为0并且可省略,如果指定了fileno,那么将从这一指定的文件描述符中自动检测family、type和Proto的值。如果显示的指定了family、type和proto参数,可以覆盖自动检测的值。
服务端套接字函数
函数 | 功能 |
---|---|
socket.bind() | 绑定服务端主机的(IP,端口)到套接字。 |
socket.listen() | 开始TCP监听 |
socket.accept() | 被动接受TCP客户端的连接,(阻塞式)等待连接的到来。返回值是一个 (conn, address) 元组,其中 conn 是一个 新 的套接字对象,用于在此连接上收发数据,address 是连接另一端的套接字所绑定的IP地址和端口号。 |
客户端套接字函数
函数 | 功能 |
---|---|
socket.connect() | 主动初始化TCP服务器连接。 |
socket.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
函数 | 功能 |
---|---|
socket.recv() | 接收TCP数据 |
socket.send() | 发送TCP数据(send在待发送数据大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完) |
socket.sendall() | 发送完整的TCP数据(本质是循环调用send,在待发送数据量大于缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用直到send发完。 |
socket.recvfrom() | 接收UDP数据 |
socket.sendto() | 发送UDP数据 |
socket.getpeername() | 连接到当前套接字的远端的地址 |
socket.getsockname() | 当前套接字的地址 |
socket.getsockopt() | 返回指定套接字的参数 |
socket.setsockopt() | 设置指定套接字的参数 |
socket.close() | 关闭套接字对象 |
面向锁的套接字函数
函数 | 功能 |
---|---|
socket.setblocking() | 设置套接字的阻塞与非阻塞模式 |
socket.settimeout() | 设置阻塞套接字操作的超时时间 |
socket.gettimeout() | 得到阻塞套接字操作的超时时间 |
面向文件的套接字函数
函数 | 功能 |
---|---|
socket.fileno() | 套接字的文件描述符 |
socket.makefile() | 创建一个与该套接字相关的文件 |