（13）python网络编程,python Socket

【1】基本介绍

python3中的数据传递，全部都是使用二进制字节序列传输，也就是 bytes 类型

【1.1】Socket 概念

socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

socket和file的区别：

• file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
• socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

【1.2】socket 连接示例

　　

 

 

 大致伪代码就是：

客户端	服务器端	描述
import socket	import socket	导入模块
socket.socket()--TCP/IP	socket.socket()--TCP/IP	使用sock模块方法，指定使用tcp/ip协议
connect(a.ip,a.port)	listen(0.0.0.0,6969)，waitting connect	服务器会一直持续监听指定IP/端口，等待连接，客户端对指定IP和指定端口发起连接请求
socket.send("hello")，socket.recv("other info")	socket.recv("hello")，socket.send("other info")	客户端发送=》服务端接收，服务端发送=》客户端接收，双向交互
close_connect()	socket.recv("close cmd")，close_connect，always keep waitting connect	客户端发送关闭连接操作=》服务端接收到，执行关闭该连接操作。
		任何步骤过程，IP/端口监听会一直持续

【1.3】简单案例

先执行服务端，然后再运行客户端

服务端：

import socket
server = socket.socket()
server.bind(('localhost',6969))  # 绑定要监听的端口
server.listen()  # 我要开始监听该端口

print("我要开始等电话了")
conn,addr = server.accept()  # 等待接收连接请求，conn 就是连接实例，addr是地址信息
print("连接信息：{}，地址信息：{}".format(conn,addr))
print("电话来了")

recv_data = conn.recv(1204)
print("recv info:",recv_data)
conn.send(recv_data.upper())

server.close()

服务端输出：

我要开始等电话了
连接信息：<socket.socket fd=692, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 6969), raddr=('127.0.0.1', 51958)>，地址信息：('127.0.0.1', 51958)
电话来了
recv info: b'Hello World!'

客户端：

import socket
client = socket.socket()   # 什么socket类型，同时生成socket连接对象;其默认为 (本机通信,tcp协议,自动寻找相关协议)
client.connect(('localhost',6969))

client.send("我在测试网络编程".encode())    # 英文的话，可以直接， client.send(b"hello")
data = client.recv(1024).decode()
print("recv info：",data)

 

客户端输出：

recv info： b'HELLO WORLD!'

 【2】基本实践（单线程串行）

【2.1】串行持续，消息发送与接收

服务端：

描述	客户端	服务端
代码	import socket client = socket.socket() # socket类型，同时生成socket连接对象; # 其默认为 (本机通信,tcp协议,自动寻找相关协议) client.connect(('localhost',6969)) while True: msg = input(">>quit退出:").strip() if msg == 'quit': break elif len(msg) == 0: # 如果输入回车，则 msg 为空字符串，会导致卡死，所以以此做规避 continue client.send(msg.encode()) data = client.recv(1024).decode() print("recv info：",data)	import socket server = socket.socket() server.bind(('localhost',6969)) # 绑定要监听的端口 server.listen() # 我要开始监听该端口 while True: conn, addr = server.accept() print("连接信息：{}，地址信息：{}".format(conn, addr)) while True: recv_data = conn.recv(1204).decode() print("recv info:",recv_data) if not recv_data: print("该连接已经断开：{}".format(addr)) break conn.send(recv_data.upper().encode()) server.close()
先服务端运行 再客户端运行	>>quit退出:a recv info： A >>quit退出:b recv info： B >>quit退出:c recv info： C >>quit退出:quit	连接信息：<socket.socket fd=640, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0,laddr=('127.0.0.1', 6969), raddr=('127.0.0.1', 57514)>，地址信息：('127.0.0.1', 57514) recv info: a recv info: b recv info: c recv info: 该连接已经断开：('127.0.0.1', 57514)
服务端保持运行 再次运行客户端	>>quit退出:h recv info： H >>quit退出:	连接信息：<socket.socket fd=696, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM , proto=0,laddr=('127.0.0.1', 6969), raddr=('127.0.0.1', 57624)>，地址信息：('127.0.0.1', 57624) recv info: h

 

 要是再有其他相关连接进来，会等待现有连接释放才行，且如果有多个，则按访问顺序排队

 

【2.2】socket 编程实践简单 ssh 登录

描述	客户端	服务端
代码	import socket client = socket.socket() # 其默认为 (本机通信,tcp协议,自动寻找相关协议) client.connect(('localhost',6969)) while True: msg = input(">>quit退出:").strip() if msg == 'quit': break elif len(msg) == 0: # 如果输入回车，则 msg 为空字符串，会导致卡死，所以以此做规避 continue client.send(msg.encode()) data = client.recv(1024).decode() print("recv info：",data)	import socket import os server = socket.socket() server.bind(('localhost',6969)) # 绑定要监听的端口 server.listen() # 我要开始监听该端口 while True: conn, addr = server.accept() print("连接信息：{}，地址信息：{}".format(conn, addr)) while True: recv_data = conn.recv(1204).decode() print("recv info:",recv_data) if not recv_data: print("该连接已经断开：{}".format(addr)) break res = os.popen(recv_data).read() conn.send(res.encode()) server.close()
执行结果		连接信息：<socket.socket fd=692, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM , proto=0, laddr=('127.0.0.1', 6969), raddr=('127.0.0.1', 58819)>，地址信息：('127.0.0.1', 58819) recv info: dir recv info: cls
注意	recv(1024) 有大小限制，如果命令值返回结果超过1024，则后续再输入值则不会有结果，而是继续返回之前未发送完的结果。	send 也有大小限制，一次性可能只能发32KB，我们可以用 sendall（就是循环发送）

 

【2.3】文件发送

客户端

服务端

import socket client = socket.socket() # 什么socket类型，同时生成socket连接对象;其默认为 (本机通信,tcp协议,自动寻找相关协议) client.connect(('localhost',6969)) with open('test_file.gz','wb') as f: while True: msg = input(">>quit退出:").strip() if msg == 'quit': break elif len(msg) == 0: # 如果输入回车，则 msg 为空字符串，会导致卡死，所以以此做规避 continue client.send(msg.encode()) data = client.recv(80240000) #print("recv info：",data) f.write(data) f.flush()

import socket import os server = socket.socket() server.bind(('localhost',6969)) # 绑定要监听的端口 server.listen() # 我要开始监听该端口 while True: conn, addr = server.accept() print("连接信息：{}，地址信息：{}".format(conn, addr)) while True: recv_data = conn.recv(1204).decode() print("recv info:",recv_data) if not recv_data: print("该连接已经断开：{}".format(addr)) break # res = os.popen(recv_data).read() # conn.send(res.encode()) f = open("prometheus.gz",'rb') data = f.read() conn.sendall(data) server.close()

　　

 

 因为在循环外面用的 open('file','wb') ，然后敲了2次命令，相当于 f.write了 2次，结果是原文件的两倍大小，没有毛病；

 

【常用参数和方法】

socket.socket()

　　sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇

　　socket.AF_INET IPv4（默认）
　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
　　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_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
　　socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三：协议

　　0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

案例：

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)

while True:
    data = sk.recv(1024)
    print data



import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
    inp = raw_input('数据：').strip()
    if inp == 'exit':
        break
    sk.sendto(inp,ip_port)

sk.close()

sk.bind(address)

　　s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

　　开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。

      backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
      这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

　　是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

sk.accept()

　　接受连接并返回（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。

　　接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来

sk.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。

sk.connect_ex(address)

　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061

sk.close()

　　关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

　　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。

sk.send(string[,flag])

　　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。即：可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

　　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。

      内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

　　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。该函数主要用于UDP协议。

sk.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 client 连接最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

　　套接字的文件描述符

# 服务端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
sk.bind(ip_port)

while True:
    data,(host,port) = sk.recvfrom(1024)
    print(data,host,port)
    sk.sendto(bytes('ok', encoding='utf-8'), (host,port))


#客户端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)
while True:
    inp = input('数据：').strip()
    if inp == 'exit':
        break
    sk.sendto(bytes(inp, encoding='utf-8'),ip_port)
    data = sk.recvfrom(1024)
    print(data)

sk.close()

UDP

 

【参考文档】

转发、参考自该文章系列：https://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040823.html