Python之socket详解
Socket编程
1.基本概念
1.什么是客户端/服务器架构？
服务器就是一系列硬件或软件，为一个或多个客户端（服务的用户）提供所需的“服务”。它存在唯一目的就是等待客户端的请求，
并响应它们（提供服务），然后等待更多请求。
说白了就是一个提供服务，一个请求服务得到相应的一个过程。
2.套接字：通信端点
套接字是计算机网络数据结构，它体现了上节中描述的“通信端点”的概念。在任何类型的通信开始之前，网络应用程序必须创建套接字。
可以将它们比作电话插孔，没有它将无法进行通信。
Python只支持AF_UNIX、AF_NETLINK、AF_TIPC 和 AF_INET ，重点使用基于网络的AF_INET.
3.套接字地址：主机-端口对
它是网络通信过程中端点的抽象表示，python使用元组保存:ADDR = (HOST,PORT)。
4.套接字类型
流式套接字(SOCK_STREAM):用于提供面向连接、可靠的数据传输服务。
数据报套接字(SOCK_DGRAM):提供了一种无连接的服务。该服务并不能保证数据传输的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据。
2.Python网络编程
2.1 常见的套接字对象方法和属性
| 名 称 | 描 述 |
|---|---|
| 服务端 | 服务器套接字方法 |
| s.bind(ADDR) | 将地址（主机名、端口号对）绑定到套接字上 |
| s.listen([backlog]) | 设置并启动 TCP 监听器，如果指定backlog，则必须至少为0（如果低于0，则设置为0）； |
| s.accept() | 被动接受 TCP 客户端连接，一直等待直到连接到达（阻塞） |
| 客户端 | 客户端套接字方法 |
| s.connect() | 主动发起 TCP 服务器连接 |
| s.connect_ex() | connect()的扩展版本，此时会以错误码的形式返回问题，而不是抛出一个异常 |
| 普通通用 | 普通的套接字方法 |
| s.recv() | 接收 TCP 消息 |
| s.recv_into() | 接收 TCP 消息到指定的缓冲区 |
| s.send() | 发送 TCP 消息 |
| s.sendall() | 完整地发送 TCP 消息 |
| s.recvfrom() | 接收 UDP 消息 |
| s.recvfrom_into() | 接收 UDP 消息到指定的缓冲区 |
| s.sendto() | 发送 UDP 消息 |
| s.getpeername() | 连接到套接字（TCP）的远程地址 |
| s.getsockname() | 当前套接字的地址 |
| s.getsockopt() | 返回给定套接字选项的值 |
| s.setsockopt() | 设置给定套接字选项的值 |
| s.shutdown() | 关闭连接 |
| s.close() | 关闭套接字 |
| s.detach() | 在未关闭文件描述符的情况下关闭套接字，返回文件描述符 |
| s.ioctl() | 控制套接字的模式（仅支持 Windows） |
| 阻塞 | 面向阻塞的套接字方法 |
| s.setblocking() | 设置套接字的阻塞或非阻塞模式 |
| s.settimeout() | 设置阻塞套接字操作的超时时间 |
| s.gettimeout() | 获取阻塞套接字操作的超时时间 |
| 文件方法 | 面向文件的套接字方法 |
| s.fileno() | 套接字的文件描述符 |
| s.makefile() | 创建与套接字关联的文件对象 |
| 属性 | 数据属性 |
| s.family | 套接字家族 |
| s.type | 套接字类型 |
| s.proto | 套接字协议 |
2.2 创建服务和客户端
2.2.1 创建TCP服务
一般的创建流程：
ss = socket() # 创建服务器套接字
ss.bind(ADDR) # 套接字与地址绑定
ss.listen() # 监听连接
while True: # 服务器无限循环
cs = ss.accept() # 接受客户端连接
comm_loop: # 通信循环
cs.recv()/cs.send() # 对话（接收 / 发送）
cs.close() # 关闭客户端套接字
ss.close() # 关闭服务器套接字 # （可选）
2.2.2 创建 TCP 客户端
一般的创建流程：
cs = socket() # 创建客户端套接字
cs.connect() # 尝试连接服务器
comm_loop: # 通信循环
cs.send()/cs.recv() # 对话（发送 / 接收）
cs.close() # 关闭客户端套接字
2.2.3 创建UDP服务
一般的创建流程：
ss = socket() # 创建服务器套接字
ss.bind(ADDR) # 套接字与地址绑定
while True: # 服务器无限循环
ss.sendto() # 发送
ss.recvfrom() # 接收
ss.close() # 关闭服务器套接字 # （可选）
2.2.4 创建 UDP 客户端
一般的创建流程：
cs = socket() # 创建客户端套接字
comm_loop: # 通信循环
cs.sendto() # 发送
cs.recvfrom() # 接收
cs.close() # 关闭客户端套接字
server.py代码
import socket
from time import ctime
import json
import time
HOST = ''
PORT = 9001
ADDR = (HOST, PORT)
BUFFSIZE = 1024
MAX_LISTEN = 5
def tcpServer():
# TCP服务
# with socket.socket() as s:
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
# 绑定服务器地址和端口
s.bind(ADDR)
# 启动服务监听
s.listen(MAX_LISTEN)
print('等待用户接入。。。。。。。。。。。。')
while True:
# 等待客户端连接请求,获取connSock
conn, addr = s.accept()
print('警告，远端客户:{} 接入系统！！！'.format(addr))
with conn:
while True:
print('接收请求信息。。。。。')
# 接收请求信息
data = conn.recv(BUFFSIZE)
print('data=%s' % data)
print('接收数据：{!r}'.format(data.decode('utf-8')))
# 发送请求数据
conn.send(data.encode('utf-8'))
print('发送返回完毕！！！')
s.close()
# 创建UDP服务
def udpServer():
# 创建UPD服务端套接字
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as s:
# 绑定地址和端口
s.bind(ADDR)
# 等待接收信息
while True:
print('UDP服务启动，准备接收数据。。。')
# 接收数据和客户端请求地址
data, address = s.recvfrom(BUFFSIZE)
if not data:
break
print('接收请求信息：{}'.format(data.decode('utf-8')))
s.sendto(b'i am udp,i got it', address)
s.close()
if __name__ == '__main__':
while True:
choice = input('input choice t-tcp or u-udp:')
if choice != 't' and choice != 'u':
print('please input t or u,ok?')
continue
if choice == 't':
print('execute tcpsever')
tcpServer()
else:
print('execute udpsever')
udpServer()
client.py代码
import socket
from time import ctime
HOST = 'localhost'
PORT = 9001
ADDR = (HOST, PORT)
ENCODING = 'utf-8'
BUFFSIZE = 1024
def tcpClient():
# 创建客户套接字
with socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM) as s:
# 尝试连接服务器
s.connect(ADDR)
print('连接服务成功！！')
# 通信循环
while True:
inData = input('pleace input something:')
if inData == 'q':
break
# 发送数据到服务器
inData = '[{}]:{}'.format(ctime(), inData)
s.send(inData.encode(ENCODING))
print('发送成功！')
# 接收返回数据
outData = s.recv(BUFFSIZE)
print('返回数据信息：{!r}'.format(outData))
# 关闭客户端套接字
s.close()
def udpClient():
# 创建客户端套接字
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as s:
while True:
# 发送信息到服务器
data = input('please input message to server or input \'quit\':')
if data == 'quit':
break
data = '[{}]:{}'.format(ctime(), data)
s.sendto(data.encode('utf-8'), ADDR)
print('send success')
# 接收服务端返回信息
recvData, addrs = s.recvfrom(BUFFSIZE)
print('recv message : {}'.format(recvData.decode('utf-8')))
# 关闭套接字
s.close()
if __name__ == '__main__':
while True:
choice = input('input choice t-tcp or u-udp or q-quit:')
if choice == 'q':
break
if choice != 't' and choice != 'u':
print('please input t or u,ok?')
continue
if choice == 't':
print('execute tcpsever')
tcpClient()
else:
print('execute udpsever')
udpClient()
代码说明：先执行 python server.py,在执行python client.py,就可以测试TPC/UDP简单的通信了。
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