socket网络编程概述
1.Socket的定义
套接字是为特定网络协议(例如TCP/IP,ICMP/IP,UDP/IP等)套件对上的网络应用程序提供者提供当前可移植标准的对象。它们允许程序接受并进行连接,如发送和接受数据。为了建立通信通道,网络通信的每个端点拥有一个套接字对象极为重要。
套接字模块是一个非常简单的基于对象的接口,它提供对低层BSD套接字样式网络的访问。使用该模块可以实现客户机和服务器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的简单服务器,需要使用socket模块。
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。
补充: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
python提供了两个级别访问的网络服务:
低级的网络服务支持基本的socket,它提供了标准的BSD sockets API,可以访问底层操作系统socket接口的全部方法
高级别的网络服务模块socketServer,它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。
2 Socket模块方法
3 套接字的工作流程
一般socket建立链接需要六个步骤,其中包括:socket.socket()创建socket对象、s.bind绑定地址到socket对象、s.listen监听地址端口、s.accept阻塞接受链接请求、s.send,s.recv方法处理通信数据、s.close关闭链接。
4 套接字方法使用
服务器创建套接字链接
(1)创建socket对象: socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)
family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 6999)
socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)使用给定的地址族,套接字类型和协议号来创建一个新套接字.
family为指定的地址族:
socket.AF_UNIX :只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET :服务器之间的网络通信(ipv4协议的TCP和UDP)ipv4,默认为这个
socket.AF_INET6 :服务器之间的网络通信ipv6
type为指定的套接字类型:
socket.SOCK_STREAM :面向连接的TCP,默认为这个
socket.SOCK_DGRAM :面向非连接的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socket_RAM可以;其次,SOCK_RAM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建IP头。
socke.SOCK_RAM 是一种可靠的UDP形式,即保证交付数据包文但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供原始协议的低级访问,在需要执行某些特殊操作时使用,入发送ICMP报文。Socke_RAM通常仅限于高级用户或者管理员运行的程序使用。
(2)socket对象绑定地址及端口
地址必须是一个双元素的元组,包括(host,port)主机名或IP地址+端口号。如果端口号或地址错误将引发socke.error异常。
(3)socket对象监听地址端口链接
socket.listen(backlog)
backlog指定了最多连接数,至少为1,接到连接请求后,这些请求必须排队等候连接,如果队列已满,则拒绝请求。
(4)socket.accept对象阻塞等待接受链接
fd, addr = self._accept()
调用accept方法时,socket会进入‘waiting’阻塞状态,客户请求连接时,方法会建立连接并返回服务器。
accept方法会返回一个含有两个元素的元组,(fd,addr)。第一个元素是新的socket对象,服务器通过它与客户端通信。第二个元素是客户端的地址及端口信息。
(5)处理阶段,服务器与客户端通过send和recv方法通信(传输数据)
调用新链接对象与客户端或者服务器通信:
socket.recv(buffersize) :接受客户端信或服务器数据,buffersize指定接收数据的大小,单位为字节。
socket.send(data) :发送信息给客户端或服务器,信息必须转换为字节才能发送。
(6)传输结束,关闭链接
socket.close() 关闭链接
客户端创建套接字链接:
1)s = socket.socket() 创建socket对象
2)s.connect('127.0.0.1','80') 绑定地址端口链接服务器
3)s.send(data) 发送数据到服务器
4)s.recv(1024) 接收服务器数据
5)s.close() 关闭链接
5 实例
客户端
#Author:Anliu # client import socket client = socket.socket()#声明socket类型,同时生成socket连接对象 client.connect(("localhost",6999)) client.send(b"hello world") data = client.recv(1024) print(data) client.close()
服务端
#Author:Anliu import socket server = socket.socket() server.bind(('localhost',6999)) #绑定要监听端口 server.listen() #监听 print("开始等电话了。。。") conn,addr = server.accept() #等待数据 #print(conn) #客户端链接,服务端为其生产的链接实例 #print(addr) #客户端的地址 print("电话来了。。") data = conn.recv(1024) print("secv",data) conn.send(data.upper()) server.close()
这样就实现了一个简单的数据一次传输的发送与接收。
注意了,python3实现socke数据传输,只支持二进制。
那么输入中文的时候我们需要,客户端发送和接收的时候对发送内容编码和解码
#Author:Anliu # client import socket client = socket.socket() #声明socket类型,同时生成socket连接对象client.connect(("localhost",6999)) client.send("我是小婊砸aaa。。".encode("utf-8")) data = client.recv(1024).decode() print(data) client.close()
接下来我们看,如何实现数据是持续接收和发送。
我们可以用循环来实现。
#Author:Anliu # client import socket client = socket.socket() #声明socket类型,同时生成socket连接对象client.connect(("localhost",6999)) while True: msg = input(">>".strip()) client.send(msg.encode("utf-8")) data = client.recv(1024).decode() print(data) client.close()
#Author:Anliu import socket server = socket.socket() server.bind(('localhost',6999)) #绑定要监听端口 server.listen() #监听 print("开始等电话了。。。") conn,addr = server.accept() #等待数据 while True: print("电话来了。。") data = conn.recv(1024) print("secv",data) conn.send(data.upper()) server.close()
接下来我们实现一个客户端——服务器的命令收发的ssh链接功能
服务端:
#Author:Anliu #server import socket import os server = socket.socket() server.bind(('localhost',6999)) #绑定要监听端口 server.listen(5) #监听print("开始等电话了。。。") while True: conn,addr = server.accept() #等待数据 print(conn) print(addr) print("电话来了。。") while True: data = conn.recv(1024) print("secv:",type(data)) if not data: print("client has lost ...") break res = os.popen(data.decode("utf-8")).read() conn.send(res.encode())
客户端:
#Author:Anliu #client import socketclient = socket.socket() #声明socket类型,同时生成socket连接对象#client.connect(("192.168.42.171",6999)) client.connect(("localhost",6999)) while True: msg = input(">>".strip()) if not msg: print("输入为空。。") break client.send(msg.encode("utf-8")) data = client.recv(1024).decode() print(data) client.close()
文件传输: