python socket網(wǎng)絡(luò)編程步驟詳解(socket套接字使用)

2019-11-25 18:35:56

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供稿：網(wǎng)友

一、套接字
套接字是為特定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（例如TCP/IP，ICMP/IP，UDP/IP等）套件對上的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供者提供當(dāng)前可移植標(biāo)準(zhǔn)的對象。它們允許程序接受并進(jìn)行連接，如發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。為了建立通信通道，網(wǎng)絡(luò)通信的每個端點(diǎn)擁有一個套接字對象極為重要。
套接字為BSD UNIX系統(tǒng)核心的一部分，而且他們也被許多其他類似UNIX的操作系統(tǒng)包括Linux所采納。許多非BSD UNIX系統(tǒng)（如ms-dos，windows，os/2，mac os及大部分主機(jī)環(huán)境）都以庫形式提供對套接字的支持。
三種最流行的套接字類型是:stream,datagram和raw。stream和datagram套接字可以直接與TCP協(xié)議進(jìn)行接口，而raw套接字則接口到IP協(xié)議。但套接字并不限于TCP/IP。

二、套接字模塊

套接字模塊是一個非常簡單的基于對象的接口，它提供對低層BSD套接字樣式網(wǎng)絡(luò)的訪問。使用該模塊可以實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)和服務(wù)器套接字。要在python 中建立具有TCP和流套接字的簡單服務(wù)器，需要使用socket模塊。利用該模塊包含的函數(shù)和類定義，可生成通過網(wǎng)絡(luò)通信的程序。一般來說，建立服務(wù)器連接需要六個步驟。

第1步是創(chuàng)建socket對象。調(diào)用socket構(gòu)造函數(shù)。

socket=socket.socket(familly,type)
family的值可以是AF_UNIX(Unix域，用于同一臺機(jī)器上的進(jìn)程間通訊)，也可以是AF_INET（對于IPV4協(xié)議的TCP和 UDP），至于type參數(shù)，SOCK_STREAM（流套接字）或者 SOCK_DGRAM（數(shù)據(jù)報(bào)文套接字）,SOCK_RAW（raw套接字）。

第2步則是將socket綁定（指派）到指定地址上，socket.bind(address)

address必須是一個雙元素元組,((host,port)),主機(jī)名或者ip地址+端口號。如果端口號正在被使用或者保留，或者主機(jī)名或ip地址錯誤，則引發(fā)socke.error異常。

第3步，綁定后，必須準(zhǔn)備好套接字，以便接受連接請求。

socket.listen(backlog)
backlog指定了最多連接數(shù)，至少為1，接到連接請求后，這些請求必須排隊(duì)，如果隊(duì)列已滿，則拒絕請求。

第4步，服務(wù)器套接字通過socket的accept方法等待客戶請求一個連接：
connection,address=socket.accept()
調(diào)用accept方法時，socket會進(jìn)入'waiting'（或阻塞）狀態(tài)。客戶請求連接時，方法建立連接并返回服務(wù)器。accept方法返回一個含有倆個元素的元組，形如(connection,address)。第一個元素（connection）是新的socket對象，服務(wù)器通過它與客戶通信；第二個元素（address）是客戶的internet地址。

第5步是處理階段，服務(wù)器和客戶通過send和recv方法通信（傳輸數(shù)據(jù)）。服務(wù)器調(diào)用send，并采用字符串形式向客戶發(fā)送信息。send方法返回已發(fā)送的字符個數(shù)。服務(wù)器使用recv方法從客戶接受信息。調(diào)用recv時，必須指定一個整數(shù)來控制本次調(diào)用所接受的最大數(shù)據(jù)量。recv方法在接受數(shù)據(jù)時會進(jìn)入'blocket'狀態(tài)，最后返回一個字符串，用它來表示收到的數(shù)據(jù)。如果發(fā)送的量超過recv所允許，數(shù)據(jù)會被截?cái)唷６嘤嗟臄?shù)據(jù)將緩沖于接受端。以后調(diào)用recv時，多余的數(shù)據(jù)會從緩沖區(qū)刪除。

第6步，傳輸結(jié)束，服務(wù)器調(diào)用socket的close方法以關(guān)閉連接。

建立一個簡單客戶連接則需要4個步驟。

第1步，創(chuàng)建一個socket以連接服務(wù)器 socket=socket.socket(family,type)
第2步，使用socket的connect方法連接服務(wù)器 socket.connect((host,port))
第3步，客戶和服務(wù)器通過send和recv方法通信。
第4步，結(jié)束后，客戶通過調(diào)用socket的close方法來關(guān)閉連接。

python 編寫server的步驟：

第一步是創(chuàng)建socket對象。調(diào)用socket構(gòu)造函數(shù)。如：
socket = socket.socket( family, type )
family參數(shù)代表地址家族，可為AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet地址，AF_UNIX家族用于同一臺機(jī)器上的進(jìn)程間通信。
type參數(shù)代表套接字類型，可為SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(數(shù)據(jù)報(bào)套接字)。

第二步是將socket綁定到指定地址。這是通過socket對象的bind方法來實(shí)現(xiàn)的：
socket.bind( address )
由AF_INET所創(chuàng)建的套接字，address地址必須是一個雙元素元組，格式是(host,port)。host代表主機(jī)，port代表端口號。如果端口號正在使用、主機(jī)名不正確或端口已被保留，bind方法將引發(fā)socket.error異常。

第三步是使用socket套接字的listen方法接收連接請求。
socket.listen( backlog )
backlog指定最多允許多少個客戶連接到服務(wù)器。它的值至少為1。收到連接請求后，這些請求需要排隊(duì)，如果隊(duì)列滿，就拒絕請求。

第四步是服務(wù)器套接字通過socket的accept方法等待客戶請求一個連接。
connection, address = socket.accept()
調(diào) 用accept方法時，socket會時入“waiting”狀態(tài)。客戶請求連接時，方法建立連接并返回服務(wù)器。accept方法返回一個含有兩個元素的元組(connection,address)。第一個元素connection是新的socket對象，服務(wù)器必須通過它與客戶通信；第二個元素 address是客戶的Internet地址。

第五步是處理階段，服務(wù)器和客戶端通過send和recv方法通信(傳輸數(shù)據(jù))。服務(wù)器調(diào)用send，并采用字符串形式向客戶發(fā)送信息。send方法返回已發(fā)送的字符個數(shù)。服務(wù)器使用recv方法從客戶接收信息。調(diào)用recv 時，服務(wù)器必須指定一個整數(shù)，它對應(yīng)于可通過本次方法調(diào)用來接收的最大數(shù)據(jù)量。recv方法在接收數(shù)據(jù)時會進(jìn)入“blocked”狀態(tài)，最后返回一個字符串，用它表示收到的數(shù)據(jù)。如果發(fā)送的數(shù)據(jù)量超過了recv所允許的，數(shù)據(jù)會被截短。多余的數(shù)據(jù)將緩沖于接收端。以后調(diào)用recv時，多余的數(shù)據(jù)會從緩沖區(qū) 刪除(以及自上次調(diào)用recv以來，客戶可能發(fā)送的其它任何數(shù)據(jù))。
傳輸結(jié)束，服務(wù)器調(diào)用socket的close方法關(guān)閉連接。

python編寫client的步驟：

創(chuàng)建一個socket以連接服務(wù)器：socket = socket.socket( family, type )
使用socket的connect方法連接服務(wù)器。對于AF_INET家族,連接格式如下：
socket.connect( (host,port) )
host代表服務(wù)器主機(jī)名或IP，port代表服務(wù)器進(jìn)程所綁定的端口號。如連接成功，客戶就可通過套接字與服務(wù)器通信，如果連接失敗，會引發(fā)socket.error異常。
處理階段，客戶和服務(wù)器將通過send方法和recv方法通信。
傳輸結(jié)束，客戶通過調(diào)用socket的close方法關(guān)閉連接。

下面給個簡單的例子：

server.py

復(fù)制代碼代碼如下:

if __name__ == '__main__':
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost', 8001))
sock.listen(5)
while True:
connection,address = sock.accept()
try:
connection.settimeout(5)
buf = connection.recv(1024)
if buf == '1':
connection.send('welcome to server!')
else:
connection.send('please go out!')
except socket.timeout:
print 'time out'
connection.close()

client.py

復(fù)制代碼代碼如下:

if __name__ == '__main__':
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect(('localhost', 8001))
import time
time.sleep(2)
sock.send('1')
print sock.recv(1024)
sock.close()

在終端運(yùn)行server.py，然后運(yùn)行clien.py，會在終端打印“welcome to server!"。如果更改client.py的sock.send('1')為其它值在終端會打印”please go out!“，更改time.sleep(2)為大于5的數(shù)值，服務(wù)器將會超時。

舉例：
服務(wù)端:

復(fù)制代碼代碼如下:

#socket server端
#獲取socket構(gòu)造及常量
from socket import *
#''代表服務(wù)器為localhost
myHost = ''
#在一個非保留端口號上進(jìn)行監(jiān)聽
myPort = 50007
#設(shè)置一個TCP socket對象
sockobj = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
#綁定它至端口號
sockobj.bind((myHost, myPort))
#監(jiān)聽，允許5個連結(jié)
sockobj.listen(5)
#直到進(jìn)程結(jié)束時才結(jié)束循環(huán)
while True:
    #等待下一個客戶端連結(jié)
    connection, address = sockobj.accept( )
    #連結(jié)是一個新的socket
    print 'Server connected by', address
    while True:
        #讀取客戶端套接字的下一行
        data = connection.recv(1024)
        #如果沒有數(shù)量的話，那么跳出循環(huán)
        if not data: break
        #發(fā)送一個回復(fù)至客戶端
        connection.send('Echo=>' + data)
    #當(dāng)socket關(guān)閉時eof
    connection.close( )

客戶端:

復(fù)制代碼代碼如下:

import sys
from socket import *
serverHost = 'localhost'
serverPort = 50007
#發(fā)送至服務(wù)端的默認(rèn)文本
message = ['Hello network world']
#如果參數(shù)大于1的話，連結(jié)的服務(wù)端為第一個參數(shù)
if len(sys.argv) > 1:
    serverHost = sys.argv[1]
    #如果參數(shù)大于2的話，連結(jié)的文字為第二個參數(shù)
    if len(sys.argv) > 2:
        message = sys.argv[2:]
#建立一個tcp/ip套接字對象
sockobj = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
#連結(jié)至服務(wù)器及端口
sockobj.connect((serverHost, serverPort))
for line in message:
    #經(jīng)過套按字發(fā)送line至服務(wù)端
    sockobj.send(line)
    #從服務(wù)端接收到的數(shù)據(jù)，上限為1k
    data = sockobj.recv(1024)
    #確認(rèn)他是引用的，是'x'
    print 'Client received:', repr(data)
#關(guān)閉套接字
sockobj.close( )