基于网络编程 TCP协议 及 socket 基本语法
socket是什么
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。
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
套接字分类:
基于文件类型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_UNIX
基于网络类型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_INET
六 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
socket()模块函数用法
import socket socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0) socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。 获取tcp/ip套接字 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 获取udp/ip套接字 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) 由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM
实例: 基于TCP协议
服务端
import socket # 创建socket对象 指定type参数为socket.SOCK_DGRAM 表示使用UDP协议 server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) # datagram数据报的意思 # 绑定ip和端口 server.bind(("127.0.0.1",8888)) while True: # 接收数据 返回一个元祖 数据和 发送方的地址 msg,c_addr = server.recvfrom(1024) print("收到来自%s: 说:%s" % (c_addr[0] ,msg.decode("utf-8"))) # 发送数据到指定ip和端口 server.sendto(msg.upper(),c_addr)
客户端
import socket client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # datagram数据报的意思 while True: msg = input(">>>:") client.sendto(msg.encode("utf-8"),("127.0.0.1",8888)) data,addr = client.recvfrom(1024) print(data.decode("utf-8"))
下面是 采用打电话的场景描述:
#服务器 # import socket # #买电话 # phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # #插卡 # phone.bind(('127.0.0.1',12012)) #端口范围0-65535 0-1024 给系统用的 # #开机 # phone.listen(5) # 5 表示同一时间 最大接受请求值为5 # #等电话 # conn,client_addr = phone.accept() # print('接受到',client_addr,'的电话') # #收信息 # msg = conn.recv(1024) # 1024是一个最大值 限制 # print(msg.decode('utf-8')) # #回信息 # conn.send('然后呢'.encode('utf-8')) # #挂电话 # conn.close() # #关机 # phone.close()
#客户端 # import socket # # #买电话 # # phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # # #拨号 # # phone.connect(('127.0.0.1',12012)) # # #发信息 # # phone.send('哈哈哈哈哈哈哈哈'.encode('utf-8')) # # #收信息 # # data = phone.recv(1024) # # print(data.decode('utf-8')) # # #挂电话 # # phone.close()
先运行服务器,在运行客户端,不然会:
Traceback (most recent call last): File "F:/练习/客户端.py", line 18, in <module> phone.connect(('127.0.0.1',2323)) ConnectionRefusedError: [WinError 10061] 由于目标计算机积极拒绝,无法连接。
tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端
tcp服务端
服务端套接字函数
s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字 接受一个元组参数
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
TCP服务端:
import socket # 使用TCP 可以直接默认 server = socket.socket() # 指定端口 和 ip 端口 0 - 1023是系统保留的 server.bind(("127.0.0.1",65535)) # 监听请求 参数为最大半连接数(三次握手未完成的请求 可能是服务器来不及 客户端恶意攻击) server.listen(5) # 为了可以不断的接受客户端连接请求 while True: # 接受连接请求 c,addr = server.accept() # 为了可以重复收发数据 while True: try: # 1024 程序的最大缓冲区容量 返回值类型为bytes类型 data = c.recv(1024).decode("utf-8") # 如果客户端断开连接(客户端调用了close) recv 返回值为kong 此时应该结束循环 if not data:# 在linux中 客户端异常关闭 服务器也会收空 print("client closed!") c.close() break #解码 print(data) # 回复数据 将原始数据转为大写 c.send(data.upper().encode("utf-8")) except ConnectionResetError: print("客户端异常关闭!!") c.close() break # 关闭资源 server.close() # TCP断开连接的正确姿势 # 客户端调用close # 服务器判断如果接收数据为空则相应的调用close